С момента восхода солнца

Восход и заход Солнца. Время восхода и захода Солнца

Восход и заход Солнца — ежедневные явления, которыми можно наслаждаться вечно. Воспринимая как должное, редко интересуешься, по какому алгоритму происходит движение небесного светила, что влияет на траекторию, почему случаются необычные вещи: полярные дни и ночи, северное сияние или затмение.

Возникновение заката и восхода небесного светила

Земля находится в постоянном движении как вокруг солнца, так и вокруг своей оси. Раз в сутки, за исключением полярных широт, можно наблюдать, как огненный шар исчезает за горизонтом и вновь там появляется через день, но уже с другой стороны. Восход и закат солнца — это время, когда «горящий» диск небесного светила исчезает из поля зрения, а крайняя верхняя точка полностью скрывается либо появляется (в момент рассвета).

Есть понятие «границы дня и ночи». Этот параметр существенно влияет на зенит. Последнее означает линию, направленную из точки на поверхность земли перпендикулярно ей. Зенитный угол — это расстояние между направлением луча к центру земли и вертикалью. В зависимости от размера угла можно сказать, взошло ли солнце полностью. То же самое определяет конец сумерек и начало ночи.

В астрономии есть понятие сумерек:

1. Для высоких широт зимой и летом солнце может не заходить и не всходить. Сумерки считаются нулевыми.
2. Продолжительность дня в таких широтах будет обозначаться либо 24 часа, либо 00 часов.
3. Сумерки длятся от 15-25 минут в разных точках земли.

Следует вывод: сумерки имеют начало и конец. Их продолжительность зависит от положения солнца на закате. Если бы земля не имела атмосферы, а солнце было точкой, зенитный угол равнялся бы 90 градусам. Так как солнце не имеет углового диаметра, свет отражается твердыми частицами. Поэтому верхний край диска зависит от движения центра светила. При нормальной атмосфере угол в 90 градусов преобразуется в прямую за 50 минут. Соответственно, если закат начинался бы с уменьшения прямого угла, сумерки длились бы дольше.

Как только солнце скрылось за горизонтом, начинается второй этап сумерек — гражданский вид. Угол зенита составляет меньше 96 градусов к противоположной стороне полушария. Дальше угол увеличивается до 102 градусов. Это навигационные сумерки. Все еще светло, на воде видна линия горизонта. Потом наступают астрономические сумерки: угол составляет 108 градусов, а видимость объектов становится слабой.

Важно! Такие алгоритмы расчетов не подходят для тех городов, где время не сменяется летним и зимним. Также не будет верным результат, например, для Новой Зеландии. Летнее время действует с мая по сентябрь. Поэтому время восхода и захода солнца везде разное.

Почему солнце становится красным?

Восход и заход солнца создают оптический эффект. Лучи солнца освещают земную поверхность, окрашивая небосвод в разные краски. На рассвете мы видим больше нежные оттенки красного, желтого. На заходе преобладают красные и бордовые цвета.

Дело в том, что к вечеру поверхность земли прогревается, влажность уменьшается, и скорость потоков воздуха увеличивается. Разница цветовой гаммы зависит от местности:

1. На равнинной местности закат будет не таким насыщенным.
2. Вдоль берегового горизонта — ярче.
3. А в северных широтах — красочнее, но не таким ярким.

Диск солнца находится далеко от горизонта. Лучи отражаются от поверхности. В западной части горизонта краски не такие яркие. Они оранжевые, красные или желтые.

Чем ближе к горизонту, тем больше красного цвета мы видим. По обе стороны от него проходит золотистая кромка. Над зарей виднеется сияние. С другой стороны земли на небосводе появляется голубоватый оттенок. Это тень Земли. Над ней сегмент небосвода окрашивается в пепельный цвет — Пояс Венеры. Возникает над горизонтом на уровне 10 до 20°.

Интересно! Красные лучи солнца самые длинные, их заметно даже на закате. Желтые и белые лучи самые короткие, поэтому их не видно, когда солнце заходит за горизонт.

Как влияет фаза луны?

Луна не всегда предстает в виде полного диска. Сначала она выглядит, как полумесяц, затем начинает увеличиваться. Когда она становится вновь полной, уменьшается. Этот процесс затрагивает несколько фаз, образуя цикл длинной в 29,5 суток:

1. Первая фаза — площадь освещенного диска меньше половины всего диска луны.
2. Вторая фаза — конец новолуния и переход к полнолунию.
3. Третья фаза характеризуется появлением полного диска.
4. Четвертая фаза — завершающая стадия полнолуния, переходящая в новолуние.

Восходы солнца и луны связаны между собой. Поверхность спутника отражает солнечный свет, показывая амплитуду движения вокруг Земли.

Расчет восхода и захода солнца

Чтобы посчитать, когда встает и садится солнце, физики-астрономы используют формулу с учетом склонения небесного светила. Значение широты можно узнать по карте мира, а высоту полюса — согласно географической широте (одно значение).

• где t — часовой угол,
• f — широта,
• d — склонение.

0.0148 (это синус 51′) — вклад от рефракции и размера диска. Если бы его не было, формула была бы гораздо красивее, в правой части было бы: tg(f)*tg(d) *.

Итак, в предельном случае, когда день равен ночи во время солнцестояния, очевидно: t равен 6 часов (90°), cos(t) = 0. Получаем простое уравнение: sin(f)*sin(-23.5°) = -0.0148, откуда f = 2.1° (примерно). На этой широте 21 декабря день равен ночи, то есть 12 часам.

Сейчас график восхода и захода солнца можно узнать, скачав специальное приложение, обратившись к календарным источникам. В Интернете также доступны разные варианты подсчетов, упрощенные и развернутые, причем с учетом поправок, движения солнца и места нахождения человека. Восход и заход солнца — интересные явления, но и, помимо этого, в мире остается много загадок, научность которых разбивается о реалии восприятия информации.

Почему длина дня разная?

Когда на первых полосах «Тихого Дона» появилась информация о времени захода и восхода солнца, возникали вопросы у читателей. Например, почему долгота дня отличается от той, что заявлена в календарях?

Долгота дня — период между восходом и заходом солнца. Но не всегда можно посчитать даже примерное время этого процесса. Дело в том, что угол склонения светила имеет определенное значение. Он влияет на сезонные изменения в погоде, долготу дня. Восход и заход солнца определяет, сколько часов будет день, сколько — ночь. Зимой ночь длиннее, летом — день.

А вот географическая широта влияет на продолжительность светового дня. Чем дальше от экватора, тем меньше день зимой и больше — летом.

Вот простой пример:

Москва находится приблизительно на 55 о с. ш. (северной широты), станица Вешенская — 49 о с. ш., а Ростов-на-Дону — 47 о с. ш. Долгота дня в зависимости от широты меняется так: в один и тот же день, 22 января, в Москве она составляет 8 ч. 01 мин., в ст.Вешенской — 8 ч. 54 мин., а в Ростове-на-Дону — 9 ч. 10 мин.

Летом все наоборот: в то время когда на юге России в конце июня долгота дня равна 15 часам, в Санкт-Петербурге она доходит до 18 часов, т.е. чем дальше на север, тем длиннее летний день.

Наибольшая долгота дня бывает в день летнего солнцестояния (приблизитеьно 22 июня), а наименьшая — в день зимнего солнцестояния (примерно 22 декабря).

По поводу календарей можно сказать одно: в них в основном печатают долготу дня для широты приблизительно 55-56 о . Это широта Москвы. А в газете «Тихий Дон» указывается долгота дня именно для Вешенской. Поэтому цифры и разнятся.

Интересные факты: полярные дни, равноденствия, северное сияние

Кроме графика восхода и захода солнца, непостоянности движения световых лучей, есть много интересных фактов о небесных телах. Недавно астрономы решили показать, как выглядит Земля с луны. И вот, что получилось:

Восход Земли — привычное дело для гостей спутника луны. А знали ли вы, что:

1. Марсоход Spirit запечатлел закат на Марсе. Он удивительно красив в сине-серых оттенках.
2. Северное сияние бывает не только на Земле. На Юпитере оно будет окрашено в фиолетовый цвет.
3. В Мурманске неизбежны полярные ночи. На Аляске за полярные дни вырастает около тонны крупных тыкв.
4. Самая короткая полярная ночь длится 2 дня (на широте Северного полушария). Самая длинная — на Южном полюсе. Длится она почти полгода.

Все научные исследования, о которых известно человечеству, не покрывает даже 1 % знаний о космосе, планетах и их поведении во Вселенной. Какие еще тайны хранит Земля, как долго будет светить Солнце и сколько запасов энергии есть у нашей галактики?

Источник

Закат Солнца и восход Солнца. Продолжительность светового дня.

Такие астрономические явления, как закат Солнца и восход Солнца происходят каждый день в разное время и только благодаря вращению вокруг Солнца. В другом случае, небесное светило было бы в постоянном зените, что лишило бы Землю не только восходов и закатов, но и сама жизнь на планете была бы невозможной.

Закат Солнца и восход Солнца

Закатом и восходом называют промежутки времени, когда верхний край Солнца находится на одном уровне с линией горизонта. Траектория прохождения небесного светила отличается в зависимости от того, с какой точки планеты и в какое время года за ней наблюдать. На экваторе Солнце встает перпендикулярно от горизонта и заходит также перпендикулярно, независимо от сезона.

Где восходит Солнце?

Большинство людей знают, что Солнце восходит на востоке и заходит на западе. Однако, это не более, чем обобщение. На самом деле, такое бывает только 2 дня в году – во время весеннего и осеннего равноденствия. В другие дни Солнце восходит с севера на юг. Ежедневно точки, в которых происходит закат Солнца и восход Солнца, незначительно перемещаются. В день летнего солнцестояния оно восходит по максимуму к северо-востоку. Каждый день после этого светило поднимается чуть-чуть южнее. В день осеннего равноденствия Солнце восходит строго на востоке и заходит на западе.

С давних времен люди отслеживали рост и параметры точек восхода и заката с большой детализацией. Таким образом, в древности можно было ориентироваться во времени при помощи зубчатых вершин гор вдоль линии горизонта или при помощи стоячих камней, выстроенных особым образом.

Закат Солнца и восход Солнца – это точки начала и конца светового дня. Важно отметить, что оба эти явления являются всего лишь короткими мгновениями. Сумерки – это временный диапазон, в течение которого день становится ночью или наоборот. Утренними сумерками называется время между рассветом и восходом Солнца, а вечерними – время между заходом и закатом. Продолжительность сумерек на самом деле зависит от местоположения на планете, а также от определенной даты.

Например, в арктических и антарктических широтах зимней ночью никогда не бывает полностью темно. Восходом Солнца является тот момент, когда верхний край Солнца становится видимым над восточным горизонтом утром. Закат — это мгновение, когда задняя кромка Солнца перестает быть видимой и исчезает ниже западного горизонта вечером.

Продолжительность светового дня

Длительность светового дня, и вместе с ним время заката и восхода Солнца, не является постоянной величиной. В северном полушарии летом дни длиннее, а зимой дни становятся короче. Продолжительность дневного времени также уменьшается или увеличивается в зависимости от географической широты, чем она выше, тем короче дни. Как правило, это зимнее время. Интересным фактом является то, что из-за уменьшения скорости вращения Земли, дни становятся немного длиннее с течением времени. Примерно 100 лет назад день в среднем был 1,7 миллисекунду короче, чем сейчас.

Восход — закат Солнца. В чем внешнее различие?

Восходы и закаты выглядят по-разному. Можно ли визуально установить эти различия, если смотреть на то, как солнце возвышается над горизонтом, не зная при этом заканчивается день или только начинается? Итак, существует ли объективный способ отличить эти два похожих явления? Все сумеречные промежутки времени являются симметричными. Это означает, что между ними не существует большой оптической разницы.

Тем не менее два человеческих фактора отрицают их идентичность. Ближе к закату глаза, адаптированные к дневному свету, начинают уставать. Постепенно свет исчезает, небо темнеет, и человек не может адаптироваться так же быстро, как все это происходит. Некоторые оттенки не могут восприниматься в полной мере. На рассвете наблюдается совсем иная ситуация.

Ночная темнота приспосабливает зрение к очень острому и четкому видению, и каждое малозаметное изменение цвета в небе сразу бросается в глаза. Таким образом, больше цветов воспринимается на рассвете, чем в вечерних сумерках. Именно это время из-за ограниченной видимости является наиболее опасным для водителей, поэтому возникает потребность в искусственном освещении. С наступлением сумерек нужно обязательно включать фары.

Источник

С момента восхода солнца

К моментам естественного освещения относятся моменты видимого восхода и захода Солнца и Луны, наступления рассвета и темноты. Моменты естественного освещения можно определять по Календарному справочнику, специальным графикам и по Авиационному астрономическому ежегоднику, в которых они даны для наблюдателя, находящегося на уровне моря.

Определение моментов восхода и захода Солнца, наступления рассвета и темноты по Календарному справочнику.

Календарный справочник состоит из двух частей. Первая часть содержит таблицы № 1, а вторая — таблицы № 2. В таблицах № 1 помещены наиболее крупные пункты земного шара. Список пунктов помещается в начале таблиц. Для каждого пункта в таблицах даны моменты видимого восхода и захода Солнца и продолжительность гражданских сумерек по московскому времени через пять дней каждого месяца. Для дат, не указанных в таблицах, моменты восхода и захода Солнца и продолжительность сумерек определяются путем интерполирования. В таблицах также для каждого пункта указан номер часового пояса, в котором он расположен, и поправка в часах для перевода московского времени в поясное декретное время пункта. Рассмотрим порядок определения моментов естественного освещения по таблицам № 1.

Пример. Дата 10 февраля; г. Адлер. Определить моменты восхода Солнца (ВС), захода Солнца (ЗС), продолжительность сумерек (ПС), наступления рассвета (HP) и наступления темноты (НТ) по московскому и поясному декретному времени данною пункта.

Решение 1. Выписываем из таблиц № 1 для г. Адлера моменты естественного освещения для заданной даты по московскому времени:

Для получения момента начала рассвета необходимо из времени восхода Солнца вычесть продолжительность сумерек, а для получения момента наступления темноты ко времени захода Солнца прибавить продолжительность сумерек.

2. Определяем моменты естественного освещения в заданном пункте по поясному декретному времени. Для перевода московского времени в поясное декретное время пункта необходимо определить разность между часовым поясом данного пункта и московским часовым поясом и прибавить ее к московскому времени, если данный пункт расположен восточнее второго часового пояса, в котором находится Москва, или вычесть, если — западнее.

Перевод выполняется по формуле . Для г. Адлера поясная поправка . Учитывая эту поправку, получаем:

Определение моментов восхода и захода Солнца, наступления рассвета и темноты по таблицам № 2.

Таблицы № 2 Календарного справочника предназначены для определения моментов естественного освещения для пунктов, не включенных в таблицы № 1. В этих таблицах моменты естественного освещения на соответствующих широтах даны для меридиана 30° восточной долготы по московскому времени через каждые пять дней.

Пример. Дата 26 января; координаты пункта: широта 80°. Пункт расположен в 5-м часовом поясе: N = 5.

Определить моменты естественного освещения по московскому и поясному декретному времени данного пункта.

Решение. 1. Выписываем из таблиц № 2 для заданной даты и широты пункта моменты естественного освещения на меридиане 30° восточной долготы по московскому времени:

2. Определяем моменты естественного освещения в заданном пункте по московскому времени. Чтобы определить моменты естественного освещения в заданном пункте по московскому времени, необходимо найти разность между долготой заданного пункта и восточной долготой 30°. Затем полученную разность долгот выразить во времени и учесть в выписанное из таблиц время. Если данный пункт находится восточнее меридиана 30°, то полученную разность долгот во времени вычитают, а если западнее — прибавляют.

Расчет производят по формуле . Для решаемого примера получаем: пункта .

3. Определяем моменты естественного освещения в заданном пункте по поясному декретному времени: . Для данного пункта поясная поправка равна . Учитывая эту поправку, получаем:

Определение моментов восхода и захода Солнца, наступления рассвета и темноты по графикам.

Момент восхода и захода Солнца, наступления рассвета и темноты можно приближенно определить по графикам, которые приведены в приложениях 8 и 9. Графики составлены для северных широт от 0 до 90°. На верхней и нижней рамках графиков нанесены шкалы календарных дат, а на боковых рамках — шкалы времени.

Широта места обозначена рядом кривых линий через определенный интервал. Для промежуточных широт, не обозначенных на графиках, моменты естественного освещения находятся интерполяцией. Графики рассчитаны для меридиана 30° восточной долготы по московскому времени.

Рассмотрим на примере порядок определения моментов восхода и захода Солнца с помощью графика.

Пример. Дата 20 апреля; координаты пункта: широта ; долгота . Пункт расположен в 6-м часовом поясе: . Определить моменты восхода и захода Солнца в заданном пункте по московскому и поясному декретному времени.

Решение. 1. Определяем по полетной карте географические координаты данного пункта. В решаемом примере координаты пункта и номер часового пояса указаны в условии.

2. Находим по карте часовых поясов, в каком поясе находится данный пункт.

3. Определяем по графику (приложение 8) для заданной даты и широты пункта моменты восхода и захода Солнца на меридиане 30° восточной долготы. Для определения момента восхода Солнца нужно на верхней шкале графика найти заданную дату и из нее провести линию вниз до пересечения с кривой широты пункта. Затем из полученной точки провести горизонтальную линию и на боковой рамке графика отсчитать искомый момент восхода Солнца на меридиане 30° восточной долготы. Для определения момента захода Солнца заданную дату берут на нижней рамке графика. Получаем:

4. Определяем моменты восхода и захода Солнца в заданном пункте по московскому времени. Расчет ведется по формуле

Поправку на долготу места можно определить по шкале, нанесенной внизу графика, которая построена относительно меридиана 30° восточной долготы. Поправку отсчитывают против долготы пункта.

5. Определяем моменты восхода и захода Солнца в заданном пункте по поясному декретному времени: . Для данного пункта поясная поправка . Учитывая эту поправку, получаем:

Определение моментов наступления рассвета и темноты производится аналогично по специальному графику, данному в приложении 9.

Пример. Дата 15 августа. Координаты пункта: широта . Пункт расположен в 5-м часовом поясе: N = 5. Определить моменты наступления рассвета и темноты в заданном пункте по московскому и поясному декретному времени.

Решение. 1. Определяем по графику (приложение 9) для заданной даты и широты пункта моменты наступления рассвета и темноты на меридиане 30° восточной долготы.

2. Определяем моменты наступления рассвета и темноты в заданном пункте по московскому времени:

3. Определяем моменты наступления рассвета и темноты в заданном пункте по поясному декретному времени. Поясная поправка равна . Учитывая эту поправку, получаем:

Расчет моментов восхода и захода светил аналитическим путем.

Специальные графики, таблицы и ААЕ позволяют определять моменты восхода и захода только Солнца и Луны. Для других светил таких пособий нет, и поэтому в случае необходимости их рассчитывают аналитическим путем. В основу этих вычислений положена формула высоты светила:

Из этого равенства выводим формулу для расчета часового угла светила в момент его восхода и захода

Если в этой формуле принять высоту светила равной 0, то получим моменты истинного восхода и захода этого светила.

Для расчета моментов видимого восхода и захода светила необходимо высоту светила брать с учетом поправки на рефракцию и видимые угловые радиусы светил, а для Луны дополнительно учитывать поправку на параллакс. При восходе и заходе светил рефракция достигает 35. Видимые угловые размеры Солнца и Луны берут равными 16, а параллакс Луны принимают равным 58. С учетом указанных поправок высоты светил в моменты их видимого восхода и захода принято брать такими: для Луны ; для Солнца ; для звезд и планет . Указанные данные соответствуют положению наблюдателя, находящегося на уровне моря. Если пренебречь указанными поправками, то часовой угол восхода и захода светила определяется по формуле

Из формулы видно, что для расчета моментов восхода и захода необходимо знать склонение светила и географические координаты места наблюдения.

Пример. Дата 20 августа 1975 г.; светило — планета Сатурн; долгота места наблюдения ; широта места наблюдения Определить моменты истинного восхода и захода планеты Сатурн по московскому времени.

Решение. 1. Выбираем из ААЕ (см. приложение 5) для заданной даты склонение планеты Сатурн: .

2. Определяем местные часовые углы восхода и захода Сатурна:

Формула расчета дает два значения часового угла: . Первое значение соответствует заходу, а второе восходу светила. Получаем: .

3. Определяем гринвичские часовые углы восхода и захода Сатурна:

4. По ААЕ (см. приложение 5) определяем моменты восхода и захода Сатурна по гринвичскому времени: .

5. Определяем моменты восхода и захода Сатурна по московскому времени:

При определении моментов восхода и захода Солнца вычисления можно упростить. В этом случае часовые углы восхода и захода изменяют на 12 ч и сразу получают моменты этих явлений по местному истинному солнечному времени. Моменты восхода и захода по местному среднему солнечному времени определяют по формулам:

где — уравнение времени.

Источник