Освещение солнцем по часам

Освещение солнцем по часам

Submit your questions, suggestions
and criticisms here:

SunCalc shows the movement of the sun and sunlight-phase for a certain day at a certain place.

You can change the suns positions for sunrise , selected time and sunset see. The thin yellow-colored curve shows the trajectory of the sun, the yellow deposit shows the variation of the path of the sun throughout the year. The closer a point in the center, the higher the sun above the horizon. The colors in the above time-slider shows the sunlight during the day. The sun on the time slider can be moved by mouse or with the arrow keys of the keyboard

With a small donation you can go to Contribute to the preservation of this website. The amount is free selectable and is done via PayPal .

Thank you

Information in accordance
with section 5 TMG:

Torsten Hoffmann
Robert-Schumann-Str. 17
67304 Eisenberg
Germany

Источник

Определение сторон света по Солнцу и часам

Если под рукой не оказалось ни компаса, ни навигатора, а сориентироваться на местности все же нужно, наиболее эффективными способами для определения сторон света, ориентирования карты на местности (например, в лесу), нахождения своего местоположения и определения направления дальнейшего движения могут служить способы ориентирования по небесным светилам — звездам и Луне.

Отдельно мы подробно говорили про ориентирование по Полярной звезде. Сейчас же сконцентрируем наше внимание на способах ориентирования по Солнцу — самой близкой к нам звезде, — а именно на способах ориентирования по Солнцу и часам.

На рассвете Солнце находится на востоке. Следовательно, если стать лицом к нему, то справа будет юг, слева — север, за спиной — Запад.

Как ориентироваться по Солнцу с помощью часов

Мне известно три способа ориентирования по Солнцу и часам. Все эти способы базируются на нескольких аксиомах:

• Солнце встает на востоке и садится на западе, при этом чаще всего точное место восхода и захода отклонено в северную либо южную сторону.
• В середине дня Солнце проходит через прямую, соединяющую северное направление с южным.
• Солнце движется по небесной сфере с угловой скоростью примерно равной 15 градусам в час, то есть в два раза медленнее часовой стрелки часов.
• Если стать лицом на север, то позади окажется юг, справа — восток, слева — запад. Понимая это, можно, зная всего одну сторону света, найти все остальные.

Подробнее об этих и других фактах, а также о том, откуда они взяты и почему работают так, а не иначе, можно прочитать в отдельной статье. Сейчас же предлагаю перейти непосредственно к описанию методов ориентирования.

Способ №1. По ключевым точкам

Данный способ основан на понимании того, что Солнце в 6 часов утра находится приблизительно на востоке, а в 6 часов вечера — приблизительно на западе. Из всех способов ориентирования по Солнцу этот, пожалуй, самый простой.

Этот способ помогает решать и обратную задачу — по положению тени и известным сторонам света определять время.

С 12 часами дня все немного сложнее: в средних и высоких широтах северного полушария в полдень Солнце будет на юге, в средних и высоких широтах южного полушария — на севере. В тропиках и на экваторе в течение года Солнце в полдень может оказаться то на севере, то на юге, а иногда и строго над головой наблюдателя. Подробно этот вопрос мы разбирали здесь…

Исходя из этого, можно более-менее точно узнать расположение сторон света в 6:00, 12:00 и 18:00. Для этого определяется направление на Солнце, делается вывод о стороне света, которая соответствует этому направлению, а затем, зная одну сторону света, находятся все остальные.

Данный метод позволяет быстро сориентироваться на местности, но его главным недостатком является привязка лишь к трем ключевым точкам — моментам времени, когда Солнце примерно совпадает с основными направлениями сторон света. Использовать же его в другие моменты времени не представляется возможным.

Способ №2. По аналоговым часам и Солнцу

Этот способ основан на знании того, что в средних и высоких широтах северного полушария Солнце движется по небосводу по часовой стрелке с угловой скоростью, равной половине от скорости движения часовой стрелки на часах. Это, по сути, — усовершенствованный первый способ.

Чтобы определить стороны света по аналоговым часам и Солнцу, следует придерживаться следующей инструкции:

1. Часы располагаются горизонтально. Циферблат должен быть направлен вверх.
2. Часы поворачиваются в горизонтальной плоскости так, чтобы часовая стрелка указала на Солнце, а точнее на его проекцию на горизонт.
3. От центра циферблата проводится луч так, чтобы он оказался строго между часовой стрелкой и цифрой «12». При этом в утренние часы этот луч будет находиться в промежутке от 6 до 12, а в вечерние — в промежутке от 12 до 6, если смотреть по часовой стрелке. Этот луч и укажет приблизительное направление на юг.

Существует вариация этого метода с использованием спички. Для этого:

1. Часы располагаются горизонтально циферблатом вверх.
2. Между часовой стрелкой и цифрой «12» на циферблате мысленно отмечается точка.
3. Возле этой точки сбоку к корпусу часов прикладывается спичка так, чтобы она была перпендикулярна плоскости циферблата.
4. Часы с прислоненной к ним спичкой вращаются в горизонтальной плоскости до тех пор, пока тень от спички не пересечет центр циферблата.
5. Луч, проведенный из центра циферблата через цифру «12» укажет приблизительное направление на юг.

Методы с использованием аналоговых часов хорошо будут работать только в том случае, если Солнце в течение дня будет двигаться низко над горизонтом. Чем выше солнечный зенит в конкретном регионе в конкретное время года, тем большую ошибку эти методы будут давать.

Например, они будут прекрасно работать за полярным кругом во время полярного дня, неплохо — в средних широтах в зимний период, и окажутся совершенно непригодными для ориентирования — в летних тропиках и на экваторе.

Кроме того, я не зря указал, что способ ориентирования по Солнцу и аналоговым часам предназначен для северного полушария. В южном полушарии, где Солнце движется справа налево, этот метод ориентирования нужно менять (о том, как это сделать, мы говорили в другой статье). Однако пользоваться им при этом становится сложнее, а значит увеличивается вероятность допущения ошибки. В таких ситуациях лучше применять другой способ, о котором поговорим далее.

Способ №3. По пройденному Солнцем пути

Это мой авторский способ ориентирования, основанный на знании скорости движения Солнца по небосводу. Он был придуман несколько лет назад и показал свою эффективность на практике в условиях различных походов.

Рассмотрим его на примере средних широт северного полушария, где в 12 часов дня Солнце будет находится приблизительно на юге.

Зная время в данный момент, нетяжело определить, сколько часов осталось до 12, или сколько часов прошло после 12 часов дня, то есть того момента, когда Солнце было на юге. Зная положение Солнца в данный момент, скорость и направление его движения по небосводу, можно легко определить, где Солнце окажется или было в 12:00, тем самым определив направление на юг.

Предположим, что в данный момент 8 часов утра. Это значит, что до 12 часов осталось 4 часа. То есть через 4 часа Солнце окажется на юге, сместившись слева направо от положения, в котором находится в данный момент. Определяем расстояние, на которое нужно сместиться Солнцу, чтобы оказаться на юге: 4 часа умножаем на 15 градусов в час — получаем 60 градусов. То есть от того положения Солнца, где оно находится в данный момент времени, нужно отступить вправо угловое расстояние равное 60 градусам — и полученное направление будет соответствовать направлению на юг.

Зная, что на расстоянии 57 см от глаз 1 сантиметр соответствует примерно 1 градусу, можно легко без транспортира найти направление на юг. Выставленный на этом расстоянии кулак с отогнутым в сторону большим пальцем соответствует примерно 15–17 см, то есть 15–17 градусам. Соответственно, четыре таких кулака будут соответствовать примерно 60 градусам.

Конечно, в этом случае было бы удобнее отступить не 60 градусов вправо, определяя юг, а 30 градусов влево, определяя восток: это уменьшило бы ошибку и несколько бы сократило временные затраты. Однако я решил не путать читателя и решил задачу по описанной ранее схеме.

Недостатки у данного способа те же, что и у предыдущего, однако есть и ряд преимуществ. Так, например, не нужны аналоговые часы, то есть часы со стрелками: для этого способа достаточно электронных часов, мобильного телефона или радиоточки, по которой сообщают текущее время. Кроме того, этот метод одинаково удобен для использования, как в северном полушарии, так и в южном.

Пользуясь разобранными сегодня методами, необходимо вносить корректировки, связанные с переводом часов на летнее время. Если этого не сделать, ошибки при ориентировании по Солнцу и часам могут значительно возрасти. Об этом мы рассказывали в отдельной статье.

Также для повышения точности стоит вносить корректировку, связанную с рядом других моментов, которые влияют на отклонение «земного» времени от астрономического. Однако зачастую эти моменты не учитываются, поскольку их влияние на точность метода незначительно, ведь данные методы вообще не претендуют на звание точных.

Не лишним будет также отметить, что ориентироваться по Солнцу можно и без часов, однако именно методы с использованием часов позволяют найти стороны света наиболее быстро, хоть и не всегда точно. Именно благодаря своей скорости данные методы целесообразны в большинстве случаев, поскольку чаще всего скорость является приоритетнее точности.

Тем не менее, это вовсе не отменяет необходимости изучения всех вариантов ориентирования, поскольку ситуации бывают разные, а часы, как и любые сложные механизмы, имеют привычку выходить из строя. Поэтому всегда стоит уметь обходиться без них.

Источник

Всё, что вы хотели знать о свете. Часть 3.

Продолжая серию статей о свете, художник Richard Yot рассказывает о естественном освещении в разное время суток и его свойствах.

У естественного света множество разнообразных свойств, и разница между ними может быть огромной. Источником любого естественного света является солнце, однако его свет обладает разными характеристиками в разное время дня и в разную погоду, превращая один-единственный источник во множество варьирующихся от яркого и тёплого до мягкого и холодного.

Основные характеристики света, соответствующие обычному безоблачному солнечному дню, описаны в схеме в части 1.

Эта схема представляет солнечный свет в середине утра или в полдень, то есть самое типичное по цвету и яркости солнечное освещение. Однако есть два фактора, существенно влияющие на характер солнечного света: рассеивание и облачность.

Как уже было упомянуто в части 1, атмосфера Земли рассеивает короткие волны света, отчего небо кажется голубым, а свет, исходящий от самого солнца – красноватым. Чем плотнее слой воздуха, через который проходит свет, тем сильнее он рассеивается. Это означает, что когда солнце опускается за горизонт, свет проходит через более плотный слой атмосферы, отчего он сильнее рассеивается в начале и в конце дня.

Отсюда очевидно, что солнечный свет имеет существенно отличающиеся характеристики в разное время суток. Кроме того, особенно стоит отметить ночное время, когда солнце находится за горизонтом, а рассеянный в атмосфере солнечный свет становится единственным источником освещения.

Облака также существенно влияют на цвет и интенсивность света. Облака полупрозрачны, поэтому пропускают свет, при этом рассеивая его. Когда свет проходит сквозь прозрачную поверхность, например, стекло, лучи остаются параллельными, однако в полупрозрачным поверхностях лучи света отражаются от структуры вещества и проходят сквозь поверхность в разных направлениях. Этот феномен похож на рассеивание голубого света в атмосфере, однако в облаках рассеиваются волны любой длины, а не только короткие.

Таким образом, облака рассеивают и смягчают свет, превращая маленький яркий источник (солнце) в большой и мягкий (всё небо). Облака также существенно влияют на цвет, так как они скрывают небо и свет, исходящий от него.

Солнечный полдень

Когда солнце находится в наивысшей точке на небосклоне, его свет наиболее сильный и белый. Контрасты довольно резки, тени тёмные настолько, что на фото- и видеосъёмке выглядят чёрными, хотя невооружённым взглядом всё же можно различить некоторые детали в тени. Чтобы правдоподобно воссоздать такое освещение, понадобится очень яркий и контрастный источник света.

При настолько ярком освещении цвета бледнеют и теряют насыщенность. Резкие контрасты вряд ли будут выглядеть привлекательно, но в некоторых ситуациях, когда естественные контрасты должны быть мягче, подобное освещение даст хороший эффект. Вода, например, сильно выиграет от такого яркого освещения, поэтому многие фотографии тропических побережий сделаны именно в полдень. Резкие контрасты можно использовать и для достижения нужного творческого эффекта.

Маленькие тени и яркий свет плохо раскрывают форму, кроме того, ненасыщенные, тусклые цвета – это еще один недостаток. Большинство фотографов избегают яркого полуденного освещения, однако это не означает, что его совсем нельзя использовать. Как и с другими эффектами, идущими вразрез с традиционными представлениями, такое освещение может привести к необычным творческим решениям.

• Это фотография с типичным полуденным освещением. Заметьте, что песок на переднем плане белоснежный, а тень чёрная. Контраст слишком резок, чтобы фотография могла полностью воспроизвести разнообразие оттенков.

• Фотографии воды особенно удаются в полдень, так как солнечный свет падает под прямым углом и не отражается в глаза зрителю. В отличие от других объектов, такой тип освещения очень эффектно подчёркивает цвет океана.

• Здесь фотограф пользуется резкими полуденными контрастами, чтобы подчеркнуть контрасты, присущие самой сцене. Инфракрасный фильтр еще больше усиливает этот эффект. Цветной фотография, вероятно, не выглядела бы такой привлекательной.

Полдень/ранний вечер

Когда солнце садится за горизонт, его свет постепенно становится теплее и к вечеру приобретает заметный желтый оттенок. Цвет неба также переходит в более глубокий оттенок синего, так как света становится все меньше.

Вечернее освещение считается очень приятным, тёплые цвета и мягкие контрасты легко воспринимаются нашим взглядом. Примерно за час до заката этот эффект наиболее заметен — фотографы и операторы называет это время «золотым часом» из-за невероятно фотогеничных качеств освещения.

В это время цвета очень насыщенны, и цвет самого освещения оказывает огромный эффект на наше восприятие объектов, придавая им тёплый и глубокий оттенок. По приятному совпадению, цвет теней почти комплиментарен по отношению к свету (жёлтый против синего): основной источник света тёплый жёлтый, а тени холодные синие. Благодаря этим эстетическим характеристикам вечернее освещение часто можно увидеть на фотографиях, в фильмах и рекламе.

• На этой фотографии можно отчетливо увидеть яркий жёлтый оттенок вечернего света на трубах электростанции Баттерси.

• Блестящая шерсть этой собаки красиво отражает жёлтый вечерний свет с одной стороны и синий свет неба с другой.

• Вечерний свет настолько красив, что придаёт приятное сияние любому объекту. Эта фотография была бы очень скучной без красивого освещения.

Закат

На закате солнце приобретает глубокий оранжевый или красный цвет, а его свет ослабевает, поэтому цветовые контрасты теперь очень мягкие. Слабый солнечный свет также означает, что свет неба оказывает больший эффект, а тени приобретают глубокий и насыщенный синий оттенок. Очень длинные тени хорошо раскрывают текстуру объектов.

Небо на закате играет разнообразными красками, если плывут облака — и в отличие от другого времени суток они освещены снизу, переливаясь оттенками красного и оранжевого. Добавляясь в богатую палитру вечернего неба, эти оттенки влияют на цвет теней, благодаря чему тени иногда становятся розовыми или сиреневыми.

Закаты многообразны по цветам и атмосфере. Пронаблюдав несколько закатов, вы не увидите ни одного одинакового.

• Здесь глубокий оранжевый цвет заходящего солнца и многообразие оттенков неба придают теням фиолетовый оттенок.

• Контрасты очень мягкие и солнечный свет и свет неба почти одинаково ярко освещают эти камни.

• Закаты очень коротки, и свет изменяется очень быстро, поэтому подобный пейзаж можно наблюдать лишь пару минут, прежде чем солнце скроется за горизонтом.

Сумерки

Сумерки — особое время суток с непредсказуемым, но иногда очень красивым освещением. Солнце уже скрылось за горизонтом, и само небо остается единственным источником света. В результате свет становится очень мягким, цвета — нежными, а тени и контрасты сглаживаются.

В ясный день после заката в восточной части неба довольно часто можно заметить розовый отблеск, феномен, называемый «свечение Альп» (отблеск лучей солнца на вершинах гор при восходе или закате солнца).Такой отблеск может придать заметный розовый оттенок отражающим поверхностям, таким как белые дома, песок или вода. Однако розовый свет слишком слаб, чтобы повлиять на тёмные поверхности, например, на листву, поэтому в это время пейзаж может выглядеть очень тёмным.

Однако на закате не всегда можно наблюдать розовое свечение; иногда небо на востоке просто синее. Зато западный край неба всегда освещен жёлтым или оранжевым свечением солнца из-за горизонта. Такое свечение может продолжаться в течение часа после заката, хотя оттенки восточного края неба меняются очень быстро. Стоить отметить, что небо на западе может быть и розовым, и жёлтым, и красным.

Если вы наблюдаете за небом из дома, оно покажется вам глубоким насыщенным синим, особенно в сравнении с оранжевым светом домашних вольфрамовых ламп.

Если погода облачная, небо всегда будет синим (для розового свечения нужно чистое небо) и гораздо более тёмным, а ночь наступит намного быстрее.

• Розовое свечение на востоке можно явно увидеть на этой фотографии, хотя в природе вы редко замечаете его, так как розовый цвет обычен для сумеречного неба. Обратите внимание, насколько тёмными становятся неотражающие поверхности, такие как листва, в то время как отражающие поверхности, например, краны, всё ещё кажутся светлыми.

• Здесь нежный сумеречный свет придает воде и лодке розовые и голубые оттенки.

• В облачную погоду сумерки приобретают глубокий насыщенный синий цвет.

Источник