Кульминация солнца для наблюдателей происходит

Урок 5

Истинными солнечными сутками называют движение центра солнечного диска.

Звездными сутками называют промежуток времени между двумя последовательными одноимёнными кульминациями точки весеннего равноденствия.

Среднее солнечное время — это промежуток времени от нижней кульминации среднего солнца на данном меридиане до любого другого положения.

Для наблюдателей, находящихся на одном и том же меридиане, кульминация Солнца (как и любого другого светила) происходит в одно и то же время.

Разность значений местного времени в двух пунктах земной поверхности в один и тот же физический момент равна разности значения их географических долгот.

• а) в местный полдень путешественник отметил $14$ ч $13$ мин по гринвичскому времени;
• б) по сигналам точного гринвичского времени $8$ ч $00$ мин $00$ с геолог зарегистрировал $10$ ч $13$ мин $42$ с местного времени;
• в) штурман лайнера в $17$ ч $52$ мин $37$ с местного времени принял сигнал точного гринвичского времени $12$ ч $00$ мин $00$ с;
• г) путешественники в местный полдень отметили $17$ ч $35$ мин по гринвичскому времени.

• а) $λ = T_M — T_0;$ $λ = 12^ч00^м — 14^ч13^м = 2^ч13^м$ з. д.
• б) $λ = T_M — T_0;$ $λ =10^ч13^м42^с — 8^ч00^м00^с = 2^ч13^м42^с$ в. д.
• в) $λ = 17^ч52^м37^с — 12^ч00^м00^с = 5^ч52^м37^с$ в. д.
• г) $λ = 12^ч00^м — 17^ч35^м = 5^ч35^м$ з. д.

Поясной счет времени осуществляется по принципу: весь земной шар разделён на 24 часовых пояса, каждый из которых простирается на долготе 15°; в пределах одного пояса во всех пунктах время одинаковое.

Местным временем называют время в зависимости от пояса, на котором мы находимся.

Летнее время вводят для того, чтобы более эффективно использовать светлое время суток.

В основе календаря лежат следующие периодические астрономические явления: смена дня и ночи, изменение лунных фаз, смена поры года.

Григорианский календарь (новый стиль), пришедший на смену юлианскому календарю (старый стиль), имеет следующие особенности: изменено правило високосных лет (не каждый 4 год — високосный). Високосным годом может считаться год, который заканчивается на два нуля, в котором число сотен кратно четырём. Остальные года — невисокосные.

Источник

Кульминация звёзд и как она рассчитывается

Как оказалось, не все знают, что такое кульминация звёзд . По определению, кульминация означает наиболее высокий момент чего-либо. Собственно говоря, в астрономии под этим подразумевают наивысший момент движения космического объекта.

Итак, кульминация звезды — это момент её прохождения сквозь небесный меридиан во время суточного движения светила.

Стоит напомнить, что небесный меридиан является кругом сферы неба, который проходить сквозь зенит, полюс мира, а также южный полюс мира и надир.

Полюс мира представляет собой, можно сказать, отправную точку. Она лежит на небесной сфере, и как раз вокруг неё происходит видимое суточное движение звёзд. Причем перемещаются они по кругу параллельно экватору.

Какая бывает кульминация звезд

По данным учёных, любое светило в течение суток пересекает меридиан неба в двух точках. Другими словами, вот этот момент и называется кульминацией.
Период между описываемым пересечением звёздных тел составляет половину суток, то есть 12 часов.

Так как кульминация звёзд происходит два раза за сутки, то она бывает двух видов:

• верхняя, когда высота светила достигает максимального значения;
• нижняя, наоборот, наступает в то время, когда высота звезды минимальна.

Как рассчитывается кульминация звёзд

Поскольку высота полюса мира над горизонтом равна географической широте местности, то определить значения момента пересечений звёздного тела и небесного меридиана не так уж сложно.

В действительности, верхняя и нижняя кульминация звезды рассчитывается по формуле:

где h — высота, ф — географическая широта и δ — склонение.

Получается, что если известно склонение и высота звезды в момент кульминации, то можно рассчитать географическую широту местности, откуда проводятся наблюдения.

Что интересно, незаходящая звезда для определённой географической широты наблюдается и в верхней, и в нижней кульминации. А вот если светило находится далеко от небесного экватора в сторону юга, то его пересечение с меридианом может быть незаметно.

Для понимания, как и когда происходит кульминация звёзд можно обратиться к нашему главному светилу. Правда, самый простой пример, это Солнце. Оно, как и другие звёзды, два раза в сутки пересекает небесный меридиан. И все мы хорошо знаем это время. Во-первых, верхняя солнечная кульминация-это полдень. Во-вторых, спустя половину суток (12 часов), наступает полночь или нижняя кульминация.

Как видно, люди долгое время наблюдали за движением небесных тел. Они выделили определённые особенности и научились применять их в своей жизни. В целом, само наблюдение за загадочными и светящимися звёздными точками, небесной сферой и космосом безумно увлекательное и красивое зрелище.

Источник

Кульминация солнца для наблюдателей происходит

5. Эклиптика. Видимое движение Солнца и Луны

В данной местности каждая звезда кульминирует всегда на одной и той же высоте над горизонтом, потому что ее угловое расстояние от полюса мира и от небесного экватора остается неизменным. Солнце же и Луна меняют высоту, на которой они кульминируют. Отсюда можно сделать вывод, что их положение относительно звезд (склонение) изменяется. Мы знаем, что Земля движется вокруг Солнца, а Луна вокруг Земли. Проследим, как меняется вследствие этого положение обоих светил на небе.

Если по точным часам замечать промежутки времени между верхними кульминациями звезд и Солнца, то можно убедиться, что промежутки между кульминациями звезд на четыре минуты короче, чем промежутки между кульминациями Солнца. Объясняется это тем, что за время одного оборота вокруг оси (сутки) Земля проходит примерно 1 /₃₆₅ часть своего пути вокруг Солнца. Нам же кажется, что Солнце сдвигается на фоне звезд к востоку — в сторону, противоположную суточному вращению неба. Этот сдвиг составляет около 1°. Чтобы повернуться на такой угол, небесной сфере нужно еще 4 мин, на которые и «запаздывает» кульминация Солнца. Таким образом, в результате движения Земли по орбите Солнце за год описывает на небе относительно звезд большой круг, называемый эклиптикой (рис. 17).

Рис. 17. Эклиптика и небесный экватор

Так как Луна совершает один оборот настречу вращению неба за месяц и потому проходит за сутки не 1°, а примерно 13°, то ее кульминации запаздывают ежесуточно уже не на 4 мин, а на 50 мин.

Определяя высоту Солнца в полдень, заметили, что дважды в году оно бывает на небесном экваторе, в так называемых равноденственных точках. Это происходит в дни весеннего и осеннего равноденствий (около 21 марта и около 23 сентября). Плоскость горизонта делит небесный экватор пополам (рис. 18). Поэтому в дни равноденствий пути Солнца над и под горизонтом равны, следовательно, равны продолжительности дня и ночи.

Рис. 18. Суточные пути Солнца над горизонтом в разные времена года при наблюдениях: а — в средних географических широтах; б — на экваторе Земли

Каково склонение Солнца в дни равноденствий?

Двигаясь по эклиптике, Солнце 22 июня отходит дальше всего от небесного экватора в сторону северного полюса мира (на 23°27′). В полдень для северного полушария Земли оно выше всего над горизонтом (на эту величину выше небесного экватора, см. рис. 17 и 18). День самый длинный, он называется днем летнего солнцестояния.

Большой круг эклиптики пересекает большой круг небесного кватора под углом 23°27′. На столько же Солнце бывает ниже кватора в день зимнего солнцестояния, 22 декабря (см. рис. 17 и 18). Таким образом, в этот день высота Солнца в верхней кульминации уменьшается по сравнению с 22 июня на 46°54′, и день самый короткий. (Из курса физической географии вы знаете, что различия в условиях освещения и нагревания Земли Солнцем определяют ее климатические пояса и смену времен года.)

Обожествление Солнца в древности породило мифы, описывающие периодически повторяющиеся события «рождения», «воскресения» «бога-Солнца» в течение года: умирание природы зимой, ее возрождение весной и т. п. Христианские праздники носят в себе следы культа Солнца.

Путь Солнца пролегает через 12 созвездий, называемых зодиакальными ( от греческого слова зоон — животное), а их совокупность называется поясом зодиака. В него входят следующие созвездия: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей. Каждое зодиакальное созвездие Солнце проходит около месяца. Точка весеннего равноденствия (одно из двух пересечений эклиптики с небесным экватором) находится в созвездии Рыб.

Понятно, что в полночь верхнюю кульминацию проходит зодиакальное созвездие, противоположное тому, в котором находится Солнце. Например, в марте Солнце проходит по созвездию Рыб, а в полночь кульминирует созвездие Девы.

Итак, мы убедились, что видимое движение Луны, которая обращается вокруг Земли, и Солнца, вокруг которого обращается Земля, обнаруживается и описывается одинаково. И на основе только этих наблюдений нельзя решить, движется ли Солнце вокруг Земли или Земля вокруг него.

Планеты перемещаются на фоне звездного неба более сложным образом. Они движутся то в одну, то в другую сторону, иногда медленно выписывая петли (рис. 19). Это обусловлено сочетанием их истинного движения с движением Земли. На звездном небе планеты (в переводе с древнегреческого «блуждающие») не занимают постоянного места, так же как Луна и Солнце. Поэтому на карте звездного неба положение Солнца, Луны и планет можно указать лишь для определенного момента.

Рис. 19. Пример видимого пути планеты по небу за год

Пример решения задачи

Задача. Определите полуденную высоту Солнца в Архангельске и в Ашхабаде в дни летнего и зимнего солнцестояния.

Обратите внимание на то, как связана разность полуденных высот Солнца в дни солнцестояний (для каждого города) с различием его склонения в эти даты.

Сравните различие высоты Солнца в один и тот же день в этих двух городах с разностью их географических широт. Сделайте вывод.

Как, зная в день летнего солнцестояния высоту Солнца в полдень в одном из городов, можно вычислить его высоту в другом городе?

Упражнение 4

1. На какой географической широте Солнце в день летнего солнцестояния кульминирует в зените?

2. В какие дни года Солнце достигает зенита для наблюдателя, находящегося на земном экваторе?

3. Определите географическую широту пункта, в котором в день зимнего солнцестояния кульминация Солнца происходит в точке юга.

Задание 3

1. Найдите 12 зодиакальных созвездий на звездной карте. Пользуясь подвижной картой звездного неба, определите, какие из них будут видны над горизонтом в вечер наблюдения.

2. По «Школьному астрономическому календарю» найдите координаты планет в данное время и определите по карте, в каком созвездии они находятся. Найдите их вечером на небе.

Источник

Кульминация (астрономия)

Кульминация (астрономия) — момент прохождения светила через небесный меридиан в процессе его суточного движения. Иначе: моменты прохождения светилом точек пересечения суточной параллели светила и небесного меридиана.

Различают верхнюю и нижнюю кульминации. В момент верхней кульминации светило поднимается на максимальную высоту над горизонтом. В момент нижней кульминации светило опускается на минимальную высоту, в некоторых случаях может оказаться под горизонтом.

Также, различают верхнюю кульминацию к северу и к югу от зенита. Если светило кульминирует к югу от зенита, то, в момент кульминации, его астрономический азимут равен 0°, а если светило кульминирует к северу от зенита, то его азимут в момент кульминации равен 180°.

Зная склонение светила δ и широту места наблюдения φ, можно вычислить зенитные расстояния этого светила в моменты кульминаций:

z_н = 180º — (φ + δ); z_{в; ю.з} = φ — δ; z_{в; c.з} = δ — φ.

Похожим способом, наблюдая какую-либо звезду в верхней и нижней кульминации, можно определить её склонение и широту места наблюдения. Если верхняя кульминация звезды происходит к югу от зенита, то

а если к северу от зенита, то

См. также

Литература

• Кононович Э.В., Мороз В.И. — Общий курс астрономии, «Едиториал УРСС», 2001 (2-е изд. 2004)
• В. Е. Жаров — Сферическая Астрономия, «Век-2», 2006

Ссылки