Когда солнце пересекает горизонт

Видимое годовое движение солнца на небесной сфере

Истинное движение Земли — Видимое годовое движение Солнца на небесной сфере — Небесный экватор и плоскость эклиптики — Экваториальные координаты Солнца в течение года

Истинное движение Земли

Чтобы понять принцип видимого движения Солнца и других светил на небесной сфере, рассмотрим сперва истинное движение Земли. Земля является одной из планет солнечной системы. Она непрерывно вращается вокруг своей оси.

Период вращения ее равен одним суткам, поэтому наблюдателю, находящемуся на Земле, кажется, что все небесные светила обращаются вокруг Земли с востока на запад с тем же периодом.

Наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты

Но Земля не только вращается вокруг своей оси, но и обращается также вокруг Солнца по эллиптической орбите. Полный оборот вокруг Солнца она совершает за один год. Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66°33′. Положение оси в пространстве при движении Земли вокруг Солнца все время остается почти неизменным. Поэтому Северное и Южное полушария попеременно бывают обращены в сторону Солнца, в результате чего на Земле происходит смена времен года.

При наблюдении неба можно заметить, что звезды на протяжении многих лет неизменно сохраняют свое вза­имное расположение.

Звезды “неподвижны” лишь потому, что находятся очень далеко от нас. Расстояние до них так велико, что с любой точки земной орбиты они видны одинаково.

А вот тела же солнечной системы — Солнце, Луна и планеты, которые нахо­дятся сравнительно недалеко от Земли, и смену их положений мы можем легко заметить. Таким образом, Солнце наравне со всеми светила­ми участвует в суточном движении и одновременно имеет собст­венное видимое движение (оно называется годовым движением), обусловленное движением Земли вокруг Солнца.

Представьте себе картину — Луна взяла и исчезла с орбиты Земли. Чем нам может грозить такой поворот событий? Подробнее об этом

Видимое годовое движение Солнца на небесной сфере

Наиболее просто годовое движение Солнца можно объяснить по рисунку приведенному ниже. Из этого ри­сунка видно, что в зависимости от положения Земли на орбите наблюдатель с Земли будет видеть Солнце на фоне разных со­звездий. Ему будет казаться, что оно все время перемещается по небесной сфере. Это движение является отражением обращения Земли вокруг Солнца. За год Солнце сделает полный оборот.

Что представляет собой эклиптика

Большой круг на небесной сфере, по которому происходит ви­димое годовое движение Солнца, называется эклиптикой. Эклиптика — слово греческое и в переводе означает затмение. Этот круг назвали так потому, что затмения Солнца и Луны про­исходят только тогда, когда оба светила находятся на этом круге.

Следует отметить, что плоскость эклиптики совпадает с плос­костью орбиты Земли.

Видимое годовое движение Солнца по эк­липтике происходит в том же направлении, в котором Земля движется по орбите вокруг Солнца, т. е. оно перемещается к востоку. В течение года Солнце последовательно проходит по эк­липтике 12 созвездий, которые образуют пояс Зодиака и называются зодиакальными.

Пояс Зодиака образуют следующие созвездия: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Ко­зерог и Водолей. Вследствие того, что плоскость земного экватора наклоне­на к плоскости орбиты Земли на 23°27 ‘ , плоскость небесного эк­ватора также наклонена к плоскости эклиптики на угол е=23°27′.

Наклон эклиптики к экватору не сохраняется постоян­ным (вследствие воздействия на Землю сил притяжения Солнца и Луны), поэтому в 1896 г. при утверждении астрономических постоянных ре­шено было наклон эклиптики к экватору считать усредненно равным 23°27’8″,26.

Небесный экватор и плоскость эклиптики

Эклиптика пересекается с небесным экватором в двух точках, которые называются точками весеннего и осеннего равноденствий. Точку весеннего равноденствия принято обозначать знаком созвездия Овен Т, а точку осеннего равноденствия — знаком созвездия Весов —. Солнце в этих точках соответственно бывает 21 марта и 23 сентября. В эти дни на Земле день равен ночи, Солнце точно восходит в точке восто­ка и заходит в точке запада.

Точки весеннего и осеннего равноденствия – места пересечения экватора и плоскости эклиптики

Точки эклиптики, отстоящие от точек равноденствий на 90°, называются точками солнцестояний. Точка Е на эклип­тике, в которой Солнце занимает самое высокое положение отно­сительно небесного экватора, называется точкой летнего солнцестояния, а точка Е’, в которой оно занимает самое низкое поло­жение, называется точкой зимнего солнцестояния.

В точке летне­го солнцестояния Солнце бывает 22 июня, а в точке зимнего солнцестояния — 22 декабря. В течение нескольких дней, близ­ких к датам солнцестояний, полуденная высота Солнца остается почти неизменной, в связи с чем эти точки и получили такое на­звание. Когда Солнце находится в точке летнего солнцестояния день в Северном полушарии самый длинный, а ночь самая корот­кая, а когда оно находится в точке зимнего солнцестояния — на­оборот.

В день летнего солнцестояния точки восхода и захода Солнца максимально удалены к северу от точек востока и запада на го­ризонте, а в день зимнего солнцестояния они имеют наибольшее удаление к югу.

Движение Солнца по эклиптике приводит к непрерывному из­менению его экваториальных координат, ежедневному изменению полуденной высоты и перемещению по горизонту точек восхода и захода.

Известно, что склонение Солнца отсчитывается от плоскости небесного экватора, а прямое восхождение — от точки весеннего равноденствия. Поэтому когда Солнце находится в точке весен­него равноденствия, его склонение и прямое восхождение равны нулю. В течение года склонение Солнца в настоящий период из­меняется от +23°26′ до —23°26′, переходя два раза в год через нуль, а прямое восхождение от 0 до 360°.

Солнце имеет форму шара или сплюснуто у полюсов? Давайте разберемся! Подробнее об этом

Экваториальные координаты Солнца в течение года

Экваториальные координаты Солнца в течение года изменя­ются неравномерно. Происходит это вследствие неравномерности движения Солнца по эклиптике и движения Солнца по эклиптике и наклона эклиптики к экватору. Половину своего видимого годо­вого пути Солнце проходит за 186 суток с 21 марта по 23 сентяб­ря, а вторую половину за 179 суток с 23 сентября по 21 марта.

Неравномерность движения Сол­нца по эклиптике связана с тем, что Земля на протяжении всего периода обращения вокруг Солнца движется по орбите не с оди­наковой скоростью. Солнце находится в одном из фокусов эллип­тической орбиты Земли.

движение Земли по орбите

Из второго закона Кеплера известно, что линия, соединяющая Солнце и планету, за равные промежутки времени описывает равные площади. Согласно этому закону Земля, находясь ближе всего к Солнцу, т. е. в перигелии, движется быстрее, а находясь дальше всего от Солнца, т. е. в афелии — медленнее.

Ближе к Солнцу Земля бывает зимой, а летом — дальше. Поэтому в зим­ние дни она движется по орбите быстрее, чем в летние. Вследст­вие этого суточное изменение прямого восхождения Солнца в день зимнего солнцестояния равно 1°07′, тогда как в день летнего солнцестояния оно равно только 1°02′.

Различие скоростей движения Земли в каждой точке орбиты вызывает неравномерность изменения не только прямого восхож­дения, но и склонения Солнца. Однако за счет наклона эк­липтики к экватору его изменение имеет другой характер. Наиболее быстро склонение Солнца изменяется вблизи точек равноденствия, а у точек солнцестояния оно почти не из­меняется.

Знание характера изменения экваториальных координат Солн­ца позволяет производить приближенный расчет прямого восхож­дения и склонения Солнца.

Для выполнения такого расчета бе­рут ближайшую дату с известными экваториальными координа­тами Солнца. Затем учитывают, что прямое восхождение Солнца за сутки изменяется в среднем на 1°, а склонение Солнца в тече­ние месяца до и после прохождения точек равноденствия изме­няется на 0,4° в сутки; в течение месяца перед солнцестояниями и после них — на 0,1° в сутки, а в течение промежуточных меся­цев между указанными — на 0,3°.

Источник

Как ориентироваться днем по Солнцу?

Определяем направления света по положению Солнца на небе

Ориентировка по полуденному положению Солнца

Каждый день ровно в 12 часов по солнечному времени Солнце бывает точно на юге, однако стоит помнить одну деталь: то время, по которому мы живем, то есть которое показывают наши часы, это — не солнечное время.

Причем для разных городов солнечное время по-разному отличается от времени, показываемого часами. В среднем же наши часы идут на 1 час впереди солнечного времени. Поэтому по нашим часам Солнце бывает на юге не в 12 часов, а около 13 часов.

Следовательно, получается такое правило:

Если около 13 часов встать лицом к Солнцу, то впереди будет юг, справа—запад, слева — восток и сзади — север.

Ориентировка по сторонам света, по полуденному положению Солнца

Когда Солнце бывает на юге, оно стоит выше всего над горизонтом, и в это время тени от предметов самые короткие. Поэтому можно совершенно точно определить положение сторон горизонта, наблюдая за изменением длины тени какого-нибудь предмета.

Как с помощью нехитрых наблюдений и простейших вычислений можно точно вычислить диаметр нашей планеты? Подробнее об этом

Около 12 часов дня воткните в землю палку (строго вертикально!). Следите за тенью палки и отмечайте время от времени положение тени колышком, камешком и т. п.; вы увидите, что тень поворачивается, и при этом сначала она будет укорачиваться, потом станет удлиняться.

Направление самой короткой тени в полдень – это направление строго на север

Направление самой короткой тени – и есть направление точно на север. Запомните это направление по какому-нибудь предмету, стоящему далеко от вас (дом, дерево, кусты и т. п.).

Если момент, когда тень была самой короткой, будет по какой либо причине пропущен, то можно поступить так: отметьте два положения тени от отвесно стоящей палки — одно до полудня, другое после полудня, когда длина тени будет одинаковой. Направление па север лежит точно посредине между направлениями этих одинаковых теней.

Ориентировка по месту восхода и захода Солнца.

• Около 22 марта и около 22 сентября Солнце восходит точно на востоке и заходит точно на западе.
• Зимой (в декабре) Солнце восходит на юго-востоке и заходит на юго-западе.
• Летом (в июле) Солнце восходит па северо-востоке и заходит на северо-западе.

Зная это, можно найти стороны горизонта по месту восхода или захода Солнца. Чтобы запомнить это место горизонта, следует заметить какой-нибудь предмет, находящийся по направлению к месту восхода или захода.

Ориентировка по положению Солнца.

Если у вас есть часы и видно Солнце, то можно воспользовался следующим способом. Часы поворачивают так, чтобы часовая стрелка была направлена к Солнце. Прямая, проведенная через центр циферблата и делящая пополам угол между часовой стрелкой и 1 часом на циферблате, показывает на юг.

Ориентировка по положению Солнца с помощью наручных часов

Для приближенной ориентировки по положению Солнца полезно запомнить следующее:

• около 7 часов Солнце бывает на востоке;
• около 10 часов Солнце бывает на юго-востоке;
• около 13 часов Солнце бывает на юге;
• около 16 часов Солнце бывает на юго-западе;
• около 19 часов Солнце бывает на западе.

Примечание. Зимой Солнце не бывает видно на востоке, так как оно восходит позже 7 часов, и не бывает видно на западе, так как оно заходит раньше 19 часов.

Источник

Ориентирование по часам и солнцу

Если человек заблудился в лесу, вряд ли у него с собой окажется компас или другие навигационные приборы, по которым можно, хотя бы приблизительно определить направление сторон света. В этом случае отчаиваться не стоит. Существует возможность определения местоположения с помощью подручных предметов. К примеру, по часам и Солнцу.

Как ориентироваться по Солнцу с помощью часов

Определение сторон горизонта по солнцу возможно следующими способами:

1. По восходу и закату. В любой точке Земли солнце идет с востока на запад, т.е. оно появляется из-за горизонта в восточной части, а уходит за горизонт в западной части. Эти показатели могут на несколько градусов отклоняться к северу и югу.
2. Ровно в полдень дневное светило находится в южной части небосвода.
3. За 60 минут солнце проходит по небесной сфере около 15 о . Заметив место восхода, и контролируя, сколько прошло времени с этого момента, человек имеет возможность использовать небесное светило как хороший компас.

Найдя способ определить направление одной из сторон света, человек может без труда найти направление на остальные три. Напротив севера находится юг, слева восток, а справа запад.

С помощью часов нахождение сторон света становится более легким и удобным. Для этого существует несколько способов.

По ключевым точкам

Определение сторон света по ключевым точкам – самый простой для большинства людей способ ориентирования по дневному светилу. Особенно часто он используется теми, кто заблудился, гуляя по лесу. Около 6 часов утра солнце находится на востоке, а около 18 часов на западе. Эти показатели в некоторых случаях могут отличаться на несколько часов. Все зависит от времени года.

С полуднем дело обстоит сложнее. Здесь все зависит от широты, где человек определяет свое местоположение. Если это средние и высокие широты северного полушария – солнце в 12 часов дня будет на юге. Если те же широты, но южного полушария, светило укажет на северную часть горизонта.

На экваторе этот способ вообще лучше не использовать. Здесь к сложностям с широтой прибавляются еще и проблемы с долготой. Солнце может оказаться и как в северной части горизонта, так южной, либо же вовсе над наблюдателем.

Основным недостатком этого метода является то, что пользоваться им можно лишь трижды за сутки. Туристы используют его, когда определение своего местоположения другими методами невозможно.

По механическим часам

Наручные часы со стрелками нередко используют для определения сторон света по солнцу. Важно лишь правильным образом расположить циферблат. Делается это так:

1. Часы берутся ладонью.
2. Часовая стрелка направляется к солнцу.
3. Замечается биссектриса между стрелкой и цифрой 12.

Биссектриса при этом будет указывать юг. До полудня это направление будет с правой стороны от солнца, а после 12 часов с левой.

С использованием спички

Способ определения сторон света по часам с использованием дополнительных предметов напоминает предыдущий. Только часовая стрелка направляется к солнцу не визуально, а с помощью спички.

Часы берутся ладонью. В их верхней плоскости вертикально ставится спичка. Падающая от нее тень совмещается часовой стрелкой. Это и будет направление. Далее высчитывается середина угла между ней и цифрой 12, которую также можно найти при помощи спички или другого отвеса.

По часам без цифр

В наше время все большую популярность приобретают электронные часы. Классического циферблата со стрелками и делениями, расположенными на окружности здесь нет.

Однако таким механизмом также можно определить стороны света указанными выше способами. Для этого необходимо нарисовать цифры на положенных местах или вообразить их.

Результаты такого определения лучше проверять несколько раз, особенно если цифры были нарисованы воображением человека.

Не следует забывать, что результаты этого и ему подобных измерений могут быть неточными из-за одной простой причины, а именно значение истинного полудня. Этот показатель может кардинально отличаться. Все зависит от конкретного региона.

Определить, когда солнце достигло зенита можно по самой короткой тени от вертикально стоящих объектов. Если этим пренебречь, то определяя стороны света можно ошибиться до 30 – 45 о .

По пройденному солнцем пути

Зная угловую скорость движения солнца по небесному своду, также можно определить направление различных сторон света.

Способ актуален для Северного полушария, где дневное светило, достигнув зенита, находится в южной части горизонта. Человек должен высчитать, сколько времени прошло или осталось до полудня. Зная, что солнце за 60 минут смещается около 15 о , можно определить, в направлении какой стороны света оно находится на данный момент.

Пример. Местное время 17:00. С полудня прошло 5 часа. Т.е. 4 часа назад солнце перешло из юго-восточной части небосвода к юго-западной. Определяем, насколько успело сместиться светило относительно чистого юга. Для этого умножаем 5 часов на 15 о . Получается 75 о . Именно на таком расстоянии будет юг относительно положения солнца на данный момент времени.

С небольшими корректировками этот метод можно использовать для ориентирования на местности как в северном полушарии, так в южном. Разница будет лишь в стороне света, где находится солнце, достигнув зенита.

Ориентирование при помощи часов и солнца, один из самых простых и доступных для среднестатистического человека методов для определения сторон света при экстремальных условиях. Он не требует специальной подготовки, достаточно лишь запомнить, в каких точках дневное светило находится во время восхода, зенита и заката. Важно лишь, чтобы день был солнечный.

Ориентирование по Луне и часам

Как ориентироваться по солнцу теперь понятно, но что если определить направление движения необходимо не днем, а ночью. В этом случае можно использовать единственный космический спутник Земли. Делается это так:

• луна визуально делится 12-ю равными отрезками;
• производится подсчет того, сколько чисел занимает освещенная часть диска;
• замечается текущее время;
• при растущей фазе Луны (рожки месяца направлены влево), текущее время прибавляется к тому числу, которое занимает освещенная часть Луны, а при убывающей (рожки месяца смотрят вправо) – вычитается, тем самым определяется положение спутника при полной фазе, когда он параллелен Солнцу;
• полученное число замечается циферблатом часов и направляется к спутнику;
• зимой юг будет одним делением выше полученного числа, а летом двумя.

Есть еще один способ ориентации по Луне и часам:

• диск спутника делится на 6 частей;
• подсчитывается количество отрезков, которые занимает освещенная часть;
• берутся часы;
• цифра 12 направляется к спутнику;
• если Луна растет, от 12 отнимается число, равное количеству отрезков, на которые приходились освещенные части;
• если Луна стареет, к 12 прибавляется число; равное количеству отрезков, на которые приходится освещенная часть;
• результат покажет южное направление.

Ориентирование по Луне не менее результативно, чем с использованием Солнца. Лунным способом человек также может воспользоваться, если ему при экстремальной ситуации потребуется определить направление.

Комбинирование ориентации по солнцу и луне поможет человеку в любое время дня и ночи определить направление сторон света. При экстремальных ситуациях это позволит передвигаться практически круглосуточно. Единственным недостатком обоих методов является то, что при пасмурной или туманной погоде сориентироваться по небесным светилам не получится.

Удалось узнать что-то новое? Поделитесь этим в комментариях!

Видео по теме

Автор статей, эксперт по выживанию и чрезвычайным ситуациям. Имею опыт работы в структурах МЧС. Люблю путешествия с палатками.

Источник