Полуденное солнце — Midnight sun
Полночь ВС является естественным явлением , которое происходит в летние месяцы в местах к северу от полярного круга или к югу от полярного круга , когда Солнце остается видимым в полночь по местному времени. Когда полуночное солнце видно в Арктике , кажется, что Солнце движется слева направо, но в Антарктиде эквивалентное видимое движение — справа налево. Это происходит на широтах от 65 ° 44′ до 90 ° северной или южной, и не останавливается точно на Полярном круге или полярным кругом , из — за преломления .
СОДЕРЖАНИЕ
Подробности
В период летнего солнцестояния (примерно 21 июня в Северном полушарии и 23 декабря в Южном полушарии ) в некоторых областях Солнце не заходит за горизонт в течение 24-часового периода. Количество дней в году с потенциальным полуночным солнцем увеличивается по мере приближения к любому полюсу . Хотя полуночное солнце приблизительно определяется полярными кругами , на практике полуночное солнце можно увидеть на расстоянии 90 км (55 миль) от полярного круга, как описано ниже, а точные широты самых дальних уголков полуночного солнца зависят от топографии и меняются. немного из года в год.
Поскольку к югу от Северного полярного круга нет постоянных населенных пунктов, за исключением исследовательских станций, страны и территории, население которых переживает полуночное солнце, ограничены теми, которые пересекает Полярный круг: канадский Юкон , Нунавут и Северо-Западные территории ; народы Исландия , Финляндия , Норвегия , Швеция , Дания ( Гренландия ), Россия ; и штат Аляска в США . Четверть территории Финляндии находится к северу от Полярного круга, а в самой северной точке страны Солнце вообще не заходит в течение 60 дней летом. На Шпицбергене, Норвегии , самом северном населенном регионе Европы, закат не бывает примерно с 19 апреля по 23 августа. Крайние точки — это полюса, на которых Солнце может быть непрерывно видно в течение полугода. На Северном полюсе полночное солнце в течение 6 месяцев с конца марта до конца сентября.
Противоположное явление, полярная ночь , происходит зимой, когда Солнце остается за горизонтом в течение всего дня.
Поскольку осевой наклон Земли значительный (23 градуса, 26 минут, 21,41196 секунды), Солнце летом не заходит на высоких широтах. Солнце остается постоянно видимым в течение одного дня во время летнего солнцестояния на полярном круге, в течение нескольких недель всего на 100 км (62 мили) ближе к полюсу и в течение шести месяцев на полюсе. На крайних широтах полуночное солнце обычно называют полярным днем.
На самих полюсах Солнце встает и заходит только один раз в год в день равноденствия . В течение шести месяцев, пока Солнце находится над горизонтом, оно проводит дни, непрерывно перемещаясь по кругу вокруг наблюдателя, постепенно поднимаясь по спирали выше и достигая своего наивысшего витка в небе во время летнего солнцестояния.
Из-за атмосферной рефракции , а также из-за того, что Солнце представляет собой диск, а не точку, полуночное солнце может быть видно на широтах немного южнее полярного круга или севернее полярного круга, но не выше одного градуса (в зависимости от местных условий). . Например, Исландия известна своим полуночным солнцем, хотя большая его часть ( за исключением Гримси ) находится немного южнее Полярного круга. По тем же причинам период солнечного света на полюсах чуть больше полугода. Даже на северных окраинах Соединенного Королевства (и в местах на аналогичных широтах, таких как Санкт-Петербург ) ночью в период летнего солнцестояния на северном небе ночные сумерки .
В местах, достаточно близких к полюсам, таких как Тревога, Нунавут , бывают времена, когда ночью не становится полностью темно, но и Солнце не восходит, сочетая эффекты полуночного солнца и полярной ночи, например, когда «днем» он достигает гражданских сумерек, а «ночью» только астрономических сумерек.
Наблюдатели, находящиеся на высоте значительно выше уровня моря, могут наблюдать продолжительные периоды полуночного солнца в результате «падения» горизонта, наблюдаемого с высоты.
Часовые пояса и летнее время
Термин «полуночное солнце» относится к последовательным 24-часовым периодам солнечного света, наблюдаемым на севере Полярного круга и к югу от Северного полярного круга. Другие явления иногда называют «полуночным солнцем», но они вызваны часовыми поясами и соблюдением летнего времени . Например, в Фэрбенксе на Аляске , что к югу от Полярного круга, Солнце садится в 12:47 во время летнего солнцестояния. Это связано с тем, что Фэрбенкс на 51 минуту опережает идеализированный часовой пояс (поскольку большая часть штата находится в одном часовом поясе), а на Аляске действует летнее время. (Фэрбенкс находится примерно на 147,72 градуса западного широты, что соответствует UTC − 9 часов 51 минута, а зимой находится в UTC − 9.) Это означает, что кульминация солнечной активности происходит примерно в 12:51 . вместо 12 часов дня.
Если требуется точный момент для настоящего «полуночного солнца», необходимо учитывать долготу наблюдателя , местное гражданское время и уравнение времени . Момент максимального приближения Солнца к горизонту совпадает с его прохождением строго на север в позиции наблюдателя, что в целом происходит примерно в полночь. Каждый градус долготы к востоку от гринвичского меридиана делает жизненный момент ровно на 4 минуты раньше полуночи, как показано на часах, в то время как каждый час, когда местное гражданское время опережает всемирное координированное время (UTC, также известное как GMT), делает момент час спустя. Эти два эффекта необходимо добавить. Кроме того, необходимо добавить уравнение времени (которое зависит от даты): положительное значение для данной даты означает, что Солнце немного опережает свое среднее положение, поэтому значение необходимо вычесть.
Например, на мысе Нордкап в Норвегии в полночь 21/22 июня долгота 25,9 градуса восточной долготы делает момент на 103,2 минуты раньше по часам; но местное время, которое летом на 2 часа опережает время по Гринвичу, делает это на 120 минут позже по времени. Уравнение времени для этой даты составляет -2,0 минуты. Таким образом, самое низкое возвышение Солнца происходит через 120–103,2 + 2,0 минуты после полуночи: в 00:19 по летнему центральноевропейскому времени. В другие близлежащие даты единственное отличие — это уравнение времени, так что это остается разумной оценкой в течение значительного периода времени. Высота Солнца остается в пределах половины градуса от минимума около 5 градусов в течение примерно 45 минут в обе стороны от этого времени.
Когда он вращается вокруг своей оси, он иногда приближается к Солнцу. В этот период вращения Земли с мая по июль Земля наклоняется на 23,5 градуса над собственной осью на своей орбите. Это заставляет часть Норвегии, расположенную в арктическом регионе на Северном полюсе Земли, перемещаться очень близко к Солнцу, и в это время продолжительность дня увеличивается. Можно сказать, что он почти никогда не утихает. В это время года в норвежском Хаммерфесте наступает ночь .
Белые ночи
В местах, где Солнце остается ниже 6 (или 7) градусов ниже горизонта — между 60 ° 34 ‘(или 59 ° 34’) широты и полярным кругом, — вместо полуночного солнца наблюдаются полуночные сумерки, так что дневные занятия, такие как чтение, все еще возможно без искусственного освещения в ясную ночь. Если месяц май или ноябрь, широта больше 61 ° северной широты (май) или южной широты (ноябрь). Если месяц апрель или октябрь, широта больше 68 ° северной широты (апрель) или южной широты (октябрь). Летнее солнцестояние в Северном полушарии приходится на 21 июня, а в Южном полушарии — 21 декабря.
Белые ночи стали обычным символом Санкт-Петербурга, Россия , где они происходят примерно с 11 июня по 2 июля, а последние 10 дней июня отмечаются культурными мероприятиями, известными как Фестиваль белых ночей .
На самой северной оконечности Антарктиды также наблюдаются белые ночи в районе летнего солнцестояния в Южном полушарии .
Продолжительность
Несмотря на то, что за Полярным кругом центр Солнца, по определению и без преломления атмосферой, виден только в течение одной летней ночи, некоторая часть полуночного солнца видна за Полярным кругом примерно с 12 июня по 1 июля. Этот период длится по мере путешествия на север: на мысе Нордкинн в Норвегии , самой северной точке континентальной Европы , полуночное солнце длится примерно с 14 мая по 29 июля. На архипелаге Шпицберген севернее он длится с 20 апреля по 22 августа.
Источник
Как определить полуденную высоту Солнца над горизонтом в дни летнего и зимнего солнцест., вес. и осеннего равноденствия ?
в г. Донецке (Украина)?
Bо время весеннего и осеннего равноденствий полуденная высота Солнца равна дополнению географической широты места до 90°, а во время зимнего и летнего солнцестояний она меньше или больше равноденственной на угол, равный наклонности эклиптики к экватору.
В дни равноденствий высота полуденного Солнца (φ0) над горизонтом для разных широт (φ1) определяется по формуле:
Координаты Донецка: 48°00′32″ с. ш. 37°48′15″ в. д.
В г. Донецке 21 марта и 23 сентября в полдень Солнце находится на высоте:
Летом, когда Солнце находится над тропиком каждого полушария, высота его в полдень увеличивается на 23° 27′, т. е.
φ0 = 90° — φ1 + 23° 27′
φ0 = 90°- 48° +23° 27’= 65° 27′
В Донецке 21 июня высота Солнца равна 65°27′
Зимой, когда Солнце перемещается в противоположное полушарие, высота его соответственно уменьшается и достигает минимума в дни солнцестояния, когда ее следует уменьшить на 23°27′, т. е.
φ0 = 90° — φ1- 23° 27′
φ0 = 90°- 48° — 23° 27’= 18° 33′
В Донецке 22 декабря Солнце находится на высоте 18° 33′
определить можно так: 90 минус широта данного места. например в москве широта 56 градусов, значит высота солнца в полдень в дни равноденствий будет 90 — 56 = 34 градуса над горизонтом.
солнечные часы. Помните такое? втыкаете прут в землю и смотрите на тень от прута, как только тень стала самой короткой — вот и полдень.
Насколько я понимаю, если считать солнце удалённым бесконечно далеко, то в весеннее и осеннее равноденствие высота солнца над горизонтом будет равна географической широте места, потому что наклон земной оси при этом происходит поперёк направления на солнце и на угол не влияет, а в летнее и зимнее солнцестояние, когда наклон земной оси происходит в направление на солнце, к широте летом прибавляется, а зимой вычитается угол наклона земной оси.
В Википедии широта Донецка указана, как примерно 48,01 градуса.
Ось земли, как написано там же, наклонена на 23,44 градуса.
48,01+23,44=71,45
48,01-23,44=24,57
Знайти висоту сонця над крайньою пiвнiчною точкою Украiною-село Гремяч. 23 вересня. i 22 грудня Ф (фi) для Харькова 55 градусов. 52 градуса.
Все эти формулы привязаны к датам, а как все это привязать к времени? Например сколько сегодня будет время по местному времени когда солнце будет в наивысшей точке?
Источник
Олимпиадные задачи по географии: Высота Солнца и широта
Олимпиадные задачи по географии требуют от ученика хорошей подготовки по предмету. Высота Солнца, склонение и широта места связаны простыми соотношениями. Для решения задач по определению географической широты требует знания зависимости угла падения солнечных лучей от широты местности. Широта, на которой находится местность, определяет изменение высоты солнца над горизонтом в течение года.
№1
На какой из параллелей: 50 с.ш.; 40 с.ш.; на южном тропике; на экваторе; 10 ю.ш. Солнце в полдень будет находиться ниже над горизонтом в день летнего солнцестояния. Свой ответ обоснуйте.
1) 22 июня солнце в зените над 23,5 с.ш. и солнце будет ниже над параллелью наиболее удалённой от северного тропика.
2) Это будет южный тропик, т.к. удалённость составит 47.
№2
На какой из параллелей: 30 с.ш.; 10 с.ш.; экваторе; 10 ю.ш., 30 ю.ш. солнце в полдень будет находиться выше над горизонтом в день зимнего солнцестояния. Свой ответ обоснуйте.
2) Полуденная высота солнца на любой параллели зависит от удалённости от параллели, где солнце в этот день в зените, т.е. 23,5 ю.ш.
А) 30 ю.ш.- 23,5 ю.ш.= 6,5 ю.ш
№3
На какой из параллелей: 68 с.ш.; 72 с.ш.; 71 ю.ш; 83 ю.ш – полярная ночь короче? Свой ответ обоснуйте.
Продолжительность полярной ночи увеличивается от 1 суток (на параллели 66,5 с.ш.) до 182 суток на полюсе. Полярная ночь короче на параллели 68 с.ш.,
т.к. она дальше от полюса.
№4
В каком городе: Дели или Рио-де-Жанейро солнце находится выше над горизонтом в полдень весеннего равноденствия?
1) Солнце 21 марта в зените стоит над экватором
2) Ближе к экватору г. Рио-де-Жанейро т.к. широта его 23 ю.ш., а Дели- 28 .
Значит и солнце выше в Рио-де-Жанейро.
№5
Определите географическую широту пункта, если известно, что в дни равноденствия полуденное солнце стоит там над горизонтом на высоте 63 (тень от предметов падает на юг.) Ход решения запишите.
Формула определения высоты солнца H
где Y – разница широт между параллелью, где солнце в зените в данный день и
90 – (63 — 0) = 27 ю.ш.
№6
Определите высоту Солнца над горизонтом в день летнего солнцестояния в полдень в Санкт-Петербурге. Где ещё в этот день Солнце будет находиться на той же высоте над горизонтом?
1) 90 – (60 – 23,5 ) = 53,5
2) Полуденная высота Солнца над горизонтом одинакова на параллелях, расположенных на одинаковом расстоянии от той параллели, где Солнце стоит в зените. Санкт-Петербург удалён от северного тропика на 60 – 23,5 = 36,5
На таком расстоянии от северного тропика находится параллель 23,5 — 36,5 = -13
№7
Определите географические координаты точки земного шара, в которой Солнце будет находиться в зените, когда в Лондоне празднуют новый год. Запишите ход ваших мыслей.
От 22 декабря до 21 марта проходит 3 месяца или 90 дней. За это время Солнце перемещается на 23,5. За месяц Солнце перемещается на 7,8. За один день 0,26.
Лондон находится на нулевом меридиане. В этот момент, когда в Лондоне празднуют Новый год (0 часов) солнце находится в зените над противоположном меридианом т.е. 180. Значит, географические координаты искомой точки составляют
28 ю.ш.180 в. д. или з. д.
№8.
Как изменится длина дня 22 декабря в Санкт – Петербурге, если угол наклона оси вращения относительно плоскости орбиты увеличится до 80. Запишите ход ваших мыслей.
1) Следовательно полярный круг будет иметь 80, северный круг отступит от существующего на 80 – 66,5 = 13,5
2) Длина дня 22 декабря в Санкт-Петербурге увеличится.
№9
Определите географическую широту пункта на территории Австралии, если известно, что 21 сентября в полдень по местному солнечному времени, высота Солнца над горизонтом составляет 70 . Ход рассуждений запишите.
№10
Если бы Земля перестала бы вращаться вокруг собственной оси, то на планете не было бы смены дня и ночи. Назовите ещё три изменения природы Земли при отсутствии осевого вращения.
а) изменилась бы форма Земли, поскольку отсутствовало бы полярное сжатие
б) не было бы силы Кориолиса – отклоняющее действие вращения Земли. Пассаты имели бы меридиональное направление.
в) не было бы приливов и отливов
№11
Определите, на каких параллелях в день летнего солнцестояния Солнце находится над горизонтом на высоте 70.
Источник