Ориентирование по солнцу
Солнечный ориентир с давних времен помогал человеку найти нужную сторону света, выйти к намеченной точке какой-либо местности, не заблудиться в природных условиях без каких-либо устройств навигации. Сегодня точно так же, чтобы правильно прокладывать намеченный маршрут и не сбиваться с пути, поможет ориентирование по солнцу.
Способы ориентирования по солнцу
Казалось бы, всем известно, как правильно и просто можно определить восток и запад: солнце поднимается и заходит в этих сторонах горизонта. Но, это не совсем точно. Чтобы правильно определять нужное направление, необходимо учитывать свое местонахождение – Южное полушарие или Северное, поскольку место восхода и захода солнца, по которому можно ориентироваться, различается. Так, в Северном полушарии светило восходит на востоке и закатывается на западе только 21 марта и 23 сентября, — это дни весеннего и осеннего равноденствия. После 21 марта место восхода сдвигается ближе к северу, а в день летнего солнцестояния (21 июня) оно восходит на северо-востоке и заходит на северо-западе, потому что в этот день северный полюс максимально приближен к планете Солнце. Когда близится зимний сезон, светило заходит уже ближе к югу, в день зимнего солнцестояния (22 декабря) восход происходит на юго-востоке, а закат – на юго-западе. Соответственно, касаемо Южного полушария, восход и заход происходит с точностью наоборот относительно Северного.
Способы ориентирования по солнцу
Если под рукой нет механических часов, можно использовать естественный «циферблат».
Способы ориентирования на местности по солнцу: использование часов
Существуют различные способы ориентирования по солнцу. Одним из самых точных является ориентация по местности при помощи механических часов (расположить их при этом нужно горизонтально местности). Известно, что в полдень, т.е. когда часовая стрелка показывает 12 часов, солнце находится на юге. За то время, пока часовая стрелка совершает два оборота на циферблате, солнце делает один по небосводу. Это поможет ориентироваться при поиске южного направления. Простой расчет показывает, что за одинаковый промежуток времени светило смещается на угол, в два раза меньший, чем часовая стрелка.
Таким образом, если проложить биссектрису, указывающую на светило между стрелкой часов и делением, равным 12 часам, то эта двенадцатичасовая отметка, как и прежде, будет указывать южное направление. Положение солнца до полудня должно рассчитываться по циферблату с левой стороны, после полудня – с правой. Следует учитывать декретное время при ориентировании по часам, т.е. погрешность составляет примерно 10 градусов: летом за основу расчета берется цифра 1, а зимой – деление на цифре 2. Если солнце очень яркое, сориентироваться по часам поможет какой-нибудь предмет, дающий тень, например, спичка.
Если под рукой только электронные часы, их можно использовать точно так же, как механические, только придется нарисовать циферблат на экране. При этом нужно знать о нахождении солнца (это касается Северного полушария) около 7 часов утра на востоке, 13 часов – юг, 19 часов – это запад. С этими знаниями можно определить все промежуточные направления.
Ориентирование на местности по солнцу: солнечные часы
Если под рукой нет механических часов, можно использовать естественный «циферблат». Способ заключается в определении сторон света по тени, отбрасываемой от линейного предмета. Если времени на ожидание солнечного перемещения нет, можно воспользоваться более быстрым вариантом этого метода:
- Для этого нужно вставить палку в землю, чтобы она отбрасывала четкую тень.
- Отметить первую метку на земле там, где заканчивается тень от палки.
- Приблизительно через 20 минут тень переместится на некоторое расстояние, это будет местом для второй метки.
- Необходимо соединить две получившиеся метки прямой линией, это получится ось восток-запад. Высокая палка более точно определяет направление.
- Необходимо встать таким образом, чтобы первая метка находилась слева, а вторая справа. Таким образом, вы встанете лицом точно на север, справа окажется восток, а слева западное направление. Это касается определения сторон северного полушария. В южном полушарии тень будет указывать на юг, слева окажется запад, а по правую руку – восток.
Второй вариант этого способа более точный, но им можно воспользоваться, если вы располагаете большим количеством времени. Наблюдение начинается до того, как светило войдет в зенит:
- Вставляется длинная палка в землю, как в первом случае, делается первая отметка.
- Между основанием шеста и первой отметкой протягивается веревка, начиная с этой метки, на земле прочерчивается полукруг.
- Пока солнце будет восходить, время близиться к полудню, тень от палки будет становиться все короче, удаляясь от границы очерченной дуги. Перемещение тени совершается в восточном направлении. Когда солнце перейдет зенит, тень от палки начнет расти, пока снова не коснется начерченной дуги. Это место нужно отметить второй меткой.
- Обе метки соединяются прямой линией, а чтобы определить северное направление, необходимо встать в такое же положение, аналогичное предыдущему описанному варианту.
Самый простой способ, по аналогии с вышеперечисленными методами, состоит в следующем: необходимо встать спиной ровно в полдень к направлению солнечного света, развести руки вправо и влево. Падающая тень будет указывать северное направление, позади будет юг, по правую руку – восток, по левую руку – запад. Не стоит забывать о том, что, в южном полушарии падающая тень, наоборот, указывает южное направление.
Солнечное ориентирование в пасмурную погоду
Ориентирование на местности по солнцу возможно даже в пасмурную погоду. Осуществляется оно при помощи теней, которые отбрасывают предметы летом даже при отсутствии солнечного света. Этот способ позволяет определить линию восток-запад.
Необходимо воткнуть в землю длинную палку (примерно сорок сантиметров) таким образом, чтобы она не отбрасывала тень: это означает, что ее верхушка указывает на солнце. Далее, нужно подождать, пока она снова не начнет отбрасывать тень, и, по мере продвижения тени, выкладывать камешки там, куда указывал конец палки на земле. Таким образом, получится, что тень будет продвигаться с запада на восток, от первого положенного камешка до второго. Линию север-юг определяют перпендикулярно линии запад-восток.
Ориентирование по солнцу возможно даже после его заката: летними ночами, относительно северных широт, от близкого расположения к горизонту зашедшего светила, северная сторона небосвода становится более светлой, а южная – более темной.
Несмотря на видимую сложность, способы ориентирования на местности относительно дневного светила позволяют, не отрываясь от похода, определяться с правильностью направления относительно сторон света, знакомых объектов, а также определять собственное местоположение относительно населенных пунктов или знакомых ориентиров. Необходимо лишь учитывать правильность расчетов, а также декретное время.
Источник
Определение сторон горизонта по Солнцу
Все методы ориентирование по Солнцу основаны на понимании того, где Солнце встает, где садится и как движется относительно сторон света в течение суток. Несмотря на то, что в движении Солнца по небосводу имеются особенности в зависимости от широты местности и времени года, в общем с астрономической точки зрения его перещение очень стабильно. Солнце всегда встает на восточной стороне планеты и садится на западной (хотя строго на востоке оно восходит лишь в отдельные дни, равно как и лишь в два дня в году садится строго на западе), в том или ином полушарии в тот или иной сезон в конкретное время суток оно находится в конкретной точке небесной сферы. Зная эти зависимости, можно по положению светила определить собственное расположение и необходимое направление движения с достаточной для целей ориентирования точностью.
Траектория «движения» зенита Солнца в течение года за полярным кругом
Известно множество методов ориентирования по Солнцу, в том числе с часами и без них, с гномоном, с различными построениями на земле и просто с наблюдением Солнца на небе.
Однако перед тем, как рассказывать о конкретных методах, позволяющих определить стороны света по Солнцу, необходимо разобраться с теоретической основой этих методов. Не понимая теории, есть риск использовать большинство способов ориентирования неправильно из-за их зависимости от широты местности и времени. А такие ошибки могут быть чреваты дезориентацией и опасностью для жизни. Именно благодаря теории в заучивании методов ориентирования не будет надобности: человек сам сможет придумать свой метод, опираясь на понимание процессов, лежащих в основе всех способов ориентирования по Солнцу. Приведенные же здесь примеры позволят лучше разобраться в вопросе и подтолкнут мысль в нужном направлении.
Теоретические основы
Здесь перечислим аксиомы, доказанные факты и некоторые выводы, следующие из них.
Истина №1. Земля вращается вокруг Солнца.
Истина №2. Вращение Земли, если смотреть сверху на северный полюс, осуществляется против часовой стрелки. Из этого следует вывод, что Солнце в начале освещает более восточные регионы. Для наблюдателя же, находящегося на Земле, это выглядит так, как будто Солнце встает на востоке и садится на западе.
Из этой же истины следует, что Солнце в середине своего движения, то есть в промежутке между востоком и западом, что соответствует середине дня, для наблюдателя будет находиться в самой высшей точке своей траектории движения — зените. В это же время оно будет находиться на линии север–юг.
Если представить, что наблюдатель находится в северном полушарии, то получится, что Солнце для него движется по небесной сфере слева направо. Если же наблюдатель переместится в южное полушарие (например, в Австралию), тогда движение Солнца для него будет справа налево. Но это правило четко работает только в средних и высоких широтах, а в тропических зонах и на экваторе оно может изменяться, в связи с явлением, о котором расскажем далее.
Истина №3. Ось вращения Земли наклонена по отношению к Солнцу на угол 23,44 градуса. Это в сочетании с тем, что Земля вращается вокруг Солнца, приводит к тому, что в разное время года для наблюдателя, находящегося в одной точке Земли, траектория движения Солнца по небесной сфере будет смещаться то выше, то ниже.
При более высоком положении Солнца над горизонтом его лучи будут падать на поверхность Земли под более тупым углом, а значит на единицу площади попадет больше света, чем в случае с более низким положением Солнца, — на этой территории потеплеет и со временем настанет лето. Обратный процесс приведет к похолоданию и наступлению зимы.
Из-за наклона земной оси получается, что когда в северном полушарии наступает зима, в южное полушарие приходит лето, и наоборот.
Понимая эти процессы, несложно догадаться, что Солнце будет восходить строго на востоке и заходить строго на западе только в дни весеннего и осеннего равноденствий, когда длина дня равна длине ночи. С марта по сентябрь Солнце будет подниматься на северо-востоке и садиться на северо-западе, а в период с сентября по март будет всходить на юго-востоке и садиться за горизонт на юго-западе.
Чтобы сказать, где Солнце будет в полдень, нужно знать, в какой точке Земли будет находиться наблюдатель.
Для примера рассмотрим период с июня по декабрь в северном полушарии. В этот период в средних и высоких широтах Солнце будет на юге. На экваторе Солнце будет вначале на севере, а затем окажется на юге. В районе тропиков картина будет схожа с картиной на экваторе за тем только исключением, что в северной стороне Солнце будет меньшее количество дней, и тем более будет выражено это различие, чем дальше от экватора и ближе к умеренной зоне будет находиться наблюдатель.
В период с июня по декабрь в северном полушарии будет наблюдаться обратная картина. Отметим, что стабильность будет только в средних и высоких широтах: здесь Солнце в течение всего года в полдень будет находиться на юге.
Глядя на эту схему, можно просчитать нахождение полуденного Солнца и в южном полушарии. Здесь по сравнением с северным полушарием все будет наоборот.
Истина №4. Земля вращается с угловой скоростью примерно 15 градусов в час. Поэтому и наблюдаемое с Земли движение Солнца по небосводу происходит примерно с той же скоростью.
Истина №5. Если стать лицом к северу, то за спиной окажется юг, справа — восток, а слева — запад.
Ну вот, с теоретической частью разобрались, а значит пора переходить непосредственно к рассмотрению методов ориентирования по Солнцу.
Как определить стороны света по Солнцу
Существует множество разных способов ориентирования, но мы разберем лишь пять из них, которые позволят сориентироваться почти в любой ситуации, когда на небе видно Солнце.
Способ №1. По часам и Солнцу
Мы уже знаем, где должно находиться Солнце в 6 часов утра, 6 часов вечера и в 12 часов дня, а значит в это время, которое можно определить по часам, можно более менее точно найти стороны света.
Например, в 18:00 Солнце должно быть на западе. Это значит, что если в это время стать таким образом, чтобы Солнце оказалось точно слева, то перед нами будет север, позади юг, а справа — восток.
Способ №2. По тени от шеста
Поскольку в середине дня Солнце находится на максимальной высоте, тени, отбрасываемые вертикально расположенными прямыми объектами (например, столбом электропередач), будут самые короткие. Самая короткая тень будет означать, что Солнце находится на линии север–юг. А где именно — на севере или юге — зависит от полушария, а в тропической и экваториальной зоне, как помним, — и от времени года.
Подробно об этом методе мы рассказывали в отдельной статье…
Эти два метода позволяют сориентироваться в любой точке мира в ясный день. Однако для человека, двигающегося по маршруту, они неудобны, так как не дают возможности сориентироваться в любое время дня, отличное от 6, 12 и 18 часов. Поэтому разберем более подходящий для этого случая способ.
Способ №3. По двум теневым точкам
Поскольку Солнце всегда движется с востока на запад, тень, отбрасываемая предметами, находящимися в его лучах, будет двигаться в противоположном направлении. Таким образом, если на ровной горизонтальной площадке два раза с небольшим (15–20 минут) промежутком времени отметить положение конца тени, то получатся две точки. Если эти точки соединить прямой, она примерно будет соответствовать направлению запад—восток (первая точка будет указывать на запад, вторая — на восток). Зная две стороны света, нетрудно найти и все остальные.
Однако и у этого метода есть свои недостатки. Он требует наличия ровной горизонтальной площадки, поэтому не всегда может быть воплощен в жизнь корректно. Например, в горной местности или у людей, сидящих в движущейся лодке, с ним могут быть проблемы.
Самое простое построение с помощью теней, позволяющее найти направление на север
В связи с этим рассмотрим еще один метод, для которого не обязательно наличие ровной горизонтальной поверхности.
Способ №4. По Солнцу и часам со стрелками
Этот метод основан на том, что Солнце движется в два раза быстрее, чем часовая стрелка часов, то есть за то время, пока часовая стрелка совершает поворот, например, на 30 градусов, Солнце проходит путь по небосводу равный 60 градусам.
Для того, чтобы найти направление север–юг:
- Часы располагают горизонтально циферблатом вверх.
- Часовую стрелку направляют в сторону Солнца, а точнее в сторону проекции его на горизонт.
- Определяют направление на юг или север (в зависимости от точки на земном шаре, где находится человек). Для этого проводят биссектрису из угла, образованного часовой стрелкой и цифрой «12» — это и будет направление на юг (север).
Заметьте, что если это 6 часов утра, то биссектриса покажет на цифру «9», если же 6 часов вечера, то на цифру «3» на циферблате. Часто именно в этом моменте у изучающих данный способ людей возникают вопросы и путаница.
Следует отметить, что данный способ корректно работает только в северном полушарии, когда Солнце движется слева направо. В других регионах при обратном движении Солнца метод нужно изменить.
Но что делать, если часы не механические, а электронные без стрелок, или же единственным источником, из которого можно узнать время, является радиоточка? Специально для этого случая я придумал свой собственный метод, которым с успехом пользуюсь уже не первый год.
Способ №5. По Солнцу и времени
Он основан на понимании того, что Солнце движется по небосводу с востока на запад с угловой скоростью 15 градусов в час, а в 12 часов располагается на линии север–юг. Способ реализовывается следующим образом:
- Определяется, сколько времени осталось до полудня (12:00) или сколько прошло после полудня.
- Зная время и скорость Солнца, определяется угол, на котором Солнце будет находиться относительно направления север–юг.
- Если полдень еще не настал, то от Солнца, а точнее его проекции на горизонт, по ходу его движения откладывается полученный в результате расчетов угол. Если полдень уже прошел, то этот угол откладывается от Солнца в противоположную сторону. Таким образом находится направление север–юг.
Если полдень еще не наступил, тогда нужно стать так, чтобы Солнце было справа. Если же время перевалило за полдень, тогда нужно стать так, чтобы Солнце оказалось левее. В этом случае перед лицом окажется север, а за спиной — юг.
Подробнее об этом методе сказано в статье про гномон…
Последние два способа дают наименьшую ошибку в высоких широтах в течение полярного дня, пока Солнце видно над горизонтом, а также в средних широтах в зимний период, когда Солнце не поднимается высоко над горизонтом. В тропиках же и на экваторе эти способы дают большие ошибки из-за того, что Солнце в полдень расположено наиболее высоко над горизонтом, и поэтому в этих регионах ориентироваться с помощью них не рекомендуется.
Заметим, что во всех указанных способах, где используются показания времени, нужно делать поправку с учетом перевода часов на летнее время, а также при необходимости получения более точных результатов — и на другие факторы, влияющие на отклонение в показаниях земных и астрономических часов.
Все перечисленные методы ориентирования по Солнцу надежны и могут быть использованы в качестве аварийных методов в условиях, когда по каким-либо причинам не удается воспользоваться современными приборами, предназначенными для этих целей.
Эти методы надежнее методов ориентирования по мху, квартальным столбам, церковным крестам, так часто описываемых в специальной литературе. Также в большинстве случаев эти методы практичнее методов ориентирования по звездам, поскольку зачастую группе или человеку, оказавшемуся в аварийной ситуации, приходится преодолевать маршрут именно в светлое время суток, когда вероятность травмы минимальна и проще разглядеть окружающую местность и ориентиры на ней.
Источник