Интересные факты о закате и восходе Солнца
ъЕсли бы наша планета не вращалась вокруг Солнца и была абсолютно плоской, небесное светило всегда находилось бы в зените и никуда не двигалось – не было бы ни заката, ни рассвета, ни жизни. К счастью, мы имеем возможность наблюдать за восходом и заходом Солнца – а потому жизнь на планете Земля продолжается.
Особенности возникновения рассвета и заката
Земля неутомимо движется вокруг Солнца и своей оси, и раз в сутки (за исключением полярных широт) солнечный диск появляется и исчезает за горизонтом, обозначая начало и конец светового дня. Поэтому в астрономии восходом и закатом Солнца называют время, когда над горизонтом показывается или исчезает верхняя точка солнечного диска.
В свою очередь, период перед восходом или заходом Солнца называется сумерками: солнечный диск находится недалеко от горизонта, а потому часть лучей, попадая в верхние слоя атмосферы, отражаются от неё на земную поверхность. Продолжительность сумерек перед восходом Солнца или его заходом прямо зависит от широты: на полюсах они длятся от 2 до 3 недель, в приполярных зонах – несколько часов, в умеренных широтах – около двух часов. А вот на экваторе время перед восходом Солнца составляет от 20 до 25 минут.
Во время восхода и захода создаётся определённый оптический эффект, когда солнечные лучи освещают земную поверхность и небосвод, окрашивая их в разноцветные тона. Перед восходом Солнца, на рассвете, цвета имеют более нежные оттенки, тогда как закат озаряет планету лучами насыщенного красного, бордового, желтого, оранжевого и очень редко – зелёного цветов.
Такую интенсивность красок закат имеет вследствие того, что днём земная поверхность прогревается, влажность уменьшается, скорость воздушных потоков увеличивается, а пыль поднимается в воздух. Разница в цветовой гамме между восходом и закатом Солнца во многом зависит от местности, где находится человек и наблюдает за этими удивительными явлениями природы.
Внешние характеристики дивного явления природы
Поскольку о восходе и закате Солнца можно говорить как о двух тождественных явлениях, отличающихся друг от друга насыщенностью цветов, описание заката Солнца над горизонтом можно применить также ко времени перед восходом Солнца и его появлении, только в обратном порядке.
Чем ниже солнечный диск спускается к западной линии горизонта, тем он менее ярок и становится сначала жёлтым, затем – оранжевым и, наконец, красного цвета. Изменяет свою окраску и небосвод: сперва он золотистого цвета, затем, оранжевого, а у кромки – красного тона.
Когда солнечный диск вплотную приближается к линии горизонта, он приобретает тёмно-красный цвет, а по обе стороны от него можно увидеть яркую полосу зари, цвета которой сверху вниз переходят от голубовато-зелёного до ярко-оранжевого тонов. В это же время над зарёй образовывается бесцветное сияние.
Одновременно с этим явлением, с противоположной стороны на небосводе появляется полоса пепельно-голубоватого оттенка (тень Земли), над которой можно увидеть сегмент оранжево-розового цвета, Пояс Венеры – он возникает над уровнем горизонта на высоте от 10 до 20° и при ясном небе виден в любой точке нашей планеты.
Чем больше Солнце уходит за линию горизонта, тем пурпурнее становится небо, а когда оно опускается за горизонт на четыре-пять градусов, оттенок приобретает максимально насыщенные тона. После этого небо постепенно становится огненно-красного цвета (лучи Будды), а от того места, где зашёл солнечный диск, вверх, постепенно угасая, тянутся полосы светлых лучей, после исчезновения которых возле горизонта можно увидеть тускнеющую полосу тёмно-красного цвета.
После того как тень Земли постепенно заполняет небо, Пояс Венеры рассеивается, на небе появляется силуэт Луны, затем звёзды – и наступает ночь (сумерки заканчиваются, когда солнечный диск уходит за горизонт на шесть градусов). Чем больше времени проходит от ухода Солнца за линию горизонта, тем становится холоднее, а к утру, перед восходом Солнца наблюдается самая низкая температура. Но всё меняется, когда через несколько часов начинается восход красного Солнца: на востоке появляется солнечный диск, ночь уходит, а земная поверхность начинает прогреваться.
Почему Солнце красное
Закат и восход красного Солнца с давних времён привлекал к себе внимание человечества, а потому люди всеми доступными им методами пытались объяснить, почему солнечный диск, будучи жёлтого цвета, на линии горизонта приобретает красноватый оттенок. Первой попыткой объяснить это явление, стали легенды, за ними появились народные приметы: люди были уверены, что закат и восход красного Солнца ничего доброго не сулит.
Например, они были убеждены, что если после восхода Солнца небо будет оставаться красного тона довольно долго, то день будет невыносимо жарким. Другая примета говорила о том, что если перед восходом Солнца небо на востоке будет красного цвета, а после восхода этот цвет сразу пропадёт – быть дождю. Также непогоду сулил и восход красного Солнца в случае, если после его появления на небосклоне оно сразу приобретало светло-жёлтый цвет.
Восход красного Солнца в такой интерпретации вряд ли мог долго удовлетворять пытливый человеческий ум. Поэтому после открытия различных физических законов, в том числе и закона Рэлея, было выяснено, что красный цвет Солнца объясняется тем, что он, как обладающий самой длинной волной, в плотной атмосфере Земли рассеивается намного меньше чем другие цвета.
Поэтому, когда Солнце находится у горизонта, его лучи скользят вдоль земной поверхности, где воздух имеет не только наибольшую плотность, но и чрезвычайно сильную в это время влажность, что задерживает и поглощает лучи. В результате этого сквозь плотную и влажную атмосферу в первые минуты восхода способны пробиться лишь лучи красных и оранжевых цветов.
Восход и закат Солнца
Хотя многие считают, что в северном полушарии самый ранний закат Солнца происходит 21 декабря, а самый поздний – 21 июня, в действительности мнение это ошибочно: дни зимнего и летнего солнцестояний являются лишь датами, которые говорят о наличии наиболее короткого или длинного дня в году.
Интересно, что чем севернее широта, тем ближе к солнцестоянию наступает самый поздний закат года. Например, в 2014 году на широте, расположенной в шестьдесят два градуса, он произошёл 23 июня. А вот на тридцать пятой широте самый поздний закат года произошёл шесть дней спустя (наиболее ранний восход Солнца был зафиксирован на две недели раньше, за несколько дней до 21 июня).
Не имея под рукой специального календаря, довольно сложно определить точное время восхода и заката Солнца. Это объясняется тем, что равномерно вращаясь вокруг своей оси и Солнца, Земля движется неравномерно по эллиптической орбите. Стоит заметить, что если бы наша планета двигалась вокруг Светила, такого бы эффекта не наблюдалось.
Такие отклонения по времени человечество заметило давно, а потому на протяжении всей своей истории люди пытались прояснить для себя этот вопрос: возведённые ими древние сооружения, чрезвычайно сильно напоминающие обсерватории, сохранились до наших дней (например, Стоунхендж в Англии или пирамиды майя в Америке).
Последние несколько столетий, чтобы рассчитать время восхода и захода Солнца, астрономы, наблюдая за небом, создавали календари Луны и Солнца. В наши дни, благодаря виртуальной сети, расчет восхода и захода Солнца может сделать любой пользователь интернета, воспользовавшись специальными онлайн-сервисами – для этого достаточно указать город или географические координаты (если на карте нет нужной местности), а также необходимую дату.
Интересно, что с помощью таких календарей нередко можно узнать не только время заката или рассвета, но и период между началом сумерек и перед восходом Солнца, продолжительность дня/ночи время, время, когда Солнце будет пребывать в зените и многое другое.
Источник
Дневное время — Daytime
На Земле , в дневное время является период дня , в течение которого данное место испытывает естественное освещение от прямого солнечного света . Дневное время наступает, когда Солнце появляется над местным горизонтом , то есть в любой точке полушария земного шара, обращенной к Солнцу. Под прямыми солнечными лучами движение солнца можно регистрировать и наблюдать с помощью солнечных часов, отбрасывающих тень, медленно движущуюся в течение дня. Другие планеты и естественные спутники, которые вращаются относительно светящегося первичного тела , такого как местная звезда , также видят дневное время, но в этой статье в первую очередь обсуждается дневное время на Земле.
СОДЕРЖАНИЕ
Характеристики
Примерно половина Земли в любой момент освещена Солнцем . Площадь, подверженная прямому освещению, составляет почти половину планеты; но из-за атмосферных и других эффектов, которые расширяют область действия непрямого освещения, площадь планеты, покрытая прямым или непрямым освещением, составляет чуть больше половины ее поверхности.
Полушарие переживающего дня Земли в любом данный момент времени непрерывно изменяется , как планета вращается вокруг своей собственной оси. Ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости ее орбиты вокруг Солнца (которая параллельна направлению солнечного света), поэтому продолжительность дневного периода варьируется от одной точки на планете к другой. Кроме того, поскольку ось вращения относительно неподвижна по сравнению со звездами, она перемещается относительно Солнца, когда планета вращается вокруг звезды. Это создает сезонные колебания продолжительности дневного периода в большинстве точек на поверхности планеты.
Период дневного времени с точки зрения поверхностного наблюдателя примерно определяется как период между восходом солнца , когда вращение Земли на восток сначала вызывает появление диска Солнца над горизонтом, и до заката , когда продолжающееся вращение Земли вызывает Диск Солнца исчезнет за горизонтом на западе. Поскольку Солнце представляет собой светящийся диск, если смотреть с Земли, а не точечный источник света, восход и закат не являются мгновенными, и их точное определение может варьироваться в зависимости от контекста. Кроме того, атмосфера Земли дополнительно изгибает и рассеивает свет от Солнца и удлиняет период восхода и захода солнца. В течение определенного периода после захода солнца и до восхода солнца непрямой свет Солнца освещает небо на Земле; этот период часто называют сумеречным . Некоторые группы, такие как земные астрономы, не считают, что дневное время действительно закончилось, пока диск Солнца не окажется значительно ниже горизонта Земли, из-за этого непрямого освещения.
Дневные вариации в зависимости от широты и времен года
Учитывая, что собственная ось вращения Земли наклонена на 23,44 ° к линии, перпендикулярной ее орбитальной плоскости , называемой эклиптикой , продолжительность дня меняется в зависимости от времен года на поверхности планеты в зависимости от широты наблюдателя . Области, наклоненные к Солнцу, переживают лето . Их наклон в стороне приводит Sun более чем половина дня , видя дневной свет и более высоких температуры, благодаря более высокой прямоте солнечных лучей, более длительному периоду самого дня, и меньше поглощения от солнечного света в атмосфере . Хотя увеличение дневного света может в некоторой степени повлиять на повышение температуры летом, в большинстве случаев повышение температуры происходит из-за прямого солнечного света, а не из-за увеличения дневного света. Высокие углы (около зенита ) Солнца заставляют тропики быть теплыми, в то время как низкие углы (чуть выше горизонта) заставляют полярные регионы быть холодными. Незначительное влияние светового дня на среднюю сезонную температуру можно увидеть на полюсах и в тропических регионах. Полюса по-прежнему остаются холодными в течение соответствующего лета, несмотря на то, что в течение шести месяцев здесь световой день 24 часа, а на экваторе остается тепло круглый год, при этом световой день длится всего 12 часов.
Хотя продолжительность дня на экваторе остается 12 часов во все сезоны, продолжительность на всех других широтах меняется в зависимости от времени года. Зимой световой день длится менее 12 часов; летом он длится более 12 часов. Северная зима и южное лето совпадают, тогда как северное лето и южная зима совпадают.
На экваторе
На экваторе дневной период всегда длится около 12 часов, независимо от времени года. Если смотреть с экватора, Солнце всегда восходит и заходит по вертикали, следуя за видимый путь почти перпендикулярный к горизонту . Из-за наклона оси Земли Солнце всегда находится в пределах 23,44 ° к северу или югу от небесного экватора , поэтому подсолнечная точка всегда находится в тропиках .
С мартовского равноденствия до сентябрьского равноденствия Солнце встает в пределах 23,44 ° к северу от точного восточного направления и заходит в пределах 23,44 ° к северу от строго западного направления. От сентябрьского равноденствия до мартовского равноденствия Солнце встает в пределах 23,44 ° к югу от точного восточного направления и заходит в пределах 23,44 ° к югу от строго западного направления. Путь лежит Солнца полностью в северной половине из небесной сферы с марта равноденствия до равноденствия сентября, но целиком лежит в южной половине небесной сферы с сентября равноденствие до мартовского равноденствия. В дни равноденствия экваториальное Солнце достигает кульминации в зените , проходя прямо над головой в солнечный полдень .
Тот факт, что экваториальное Солнце всегда так близко к зениту в солнечный полдень, объясняет, почему в тропической зоне находятся самые теплые области на планете в целом. Кроме того, на экваторе самый короткий восход или закат, потому что путь Солнца по небу почти перпендикулярен горизонту. В дни равноденствия солнечный диск проходит через горизонт всего за две минуты (сверху вниз на восходе солнца и снизу вверх на закате).
В тропиках
Тропики занимают зону поверхности Земли между 23,44 ° северной широты и 23,44 ° южной широты от экватора . В пределах этой зоны Солнце будет проходить почти прямо над головой (или достигнуть высшей точки ) по крайней мере один день в году. Линия 23,44 ° северной широты называется тропиком Рака , потому что, когда она была названа, Солнце проходило над этим местом в то время года, когда оно находилось недалеко от созвездия Рака. Эквивалентная линия южной широты по схожим причинам называется тропиком Козерога . Солнце входит и выходит из каждого зодиакального созвездия каждый год чуть позже, примерно на 1 день каждые 72 года. Для получения дополнительной информации см. Прецессию равноденствий .
В тропических кругах Солнце находится прямо над головой только один раз в год, в день соответствующего солнцестояния. На широтах, более близких к экватору, и на самом экваторе, он будет накладываться дважды в год (в дни равноденствия в случае экватора). За пределами тропиков Солнце никогда не проходит прямо над головой.
Вокруг полюсов
Вокруг полюсов, которые совпадают с осью вращения Земли, когда она проходит через поверхность, сезонные изменения продолжительности дня являются экстремальными. Фактически, в пределах 23,44 ° широты полюсов в году будут, по крайней мере, несколько дней, в течение которых солнце никогда не опускается за горизонт. Также будут дни, когда Солнце никогда не поднимается над горизонтом. Это число будет меньше, но близко к количеству летних дней, когда солнце не заходит (например, восход солнца обычно за несколько дней до весеннего равноденствия и продолжается на несколько дней после осеннего равноденствия). Явление большего количества дневного света, чем ночи, характерно не только для полюсов. Фактически, в любой момент времени чуть больше половины Земли находится в дневном свете. Круглосуточный летний световой день известен как полуночное солнце , известное в некоторых северных странах. На севере Полярный круг отмечает эту границу 23,44 °. Южный полярный круг отмечает границу. Эти границы соответствуют 66,56 ° северной или южной широты соответственно. Поскольку небо по-прежнему яркое и звезды не видны, когда солнце находится ниже 6 градусов под горизонтом, 24-часовые ночи со звездами, видимыми все время, случаются только за пределами 73 ° северной или южной широты.
На полюсах и вблизи них Солнце никогда не поднимается очень высоко над горизонтом, даже летом, что является одной из причин того, что в этих регионах мира постоянно холодно в любое время года (другие включают эффект альбедо , относительное усиление отражения солнечного света). солнечное излучение снега и льда). Даже во время летнего солнцестояния, когда Солнце достигает своей наивысшей точки над горизонтом в полдень, оно все еще находится всего на 23,44 ° над горизонтом на полюсах. Кроме того, по мере приближения к полюсам видимый путь Солнца по небу с каждым днем все больше отклоняется от вертикали. С приближением лета Солнце встает и заходит, становясь более северным на севере и более южным на юге. На полюсах путь Солнца действительно представляет собой круг, который находится примерно на одинаковом расстоянии от горизонта в течение всего дневного периода в любой день. Круг постепенно опускается за горизонт по мере приближения зимы и постепенно поднимается над ним по мере приближения лета. На полюсах кажущиеся восходы и заходы солнца могут длиться несколько дней.
На средних широтах
В средних широтах , вдали от экватора и полюсов, продолжительность светового дня умеренная. В более высоких средних широтах, где расположены Монреаль , Париж и Ушуайя , разница в продолжительности дня от лета к зиме может быть очень заметной: летом небо может быть освещено в 22:00, но может быть темным в 17:00. зимой. В более низких средних широтах, где расположены южная Калифорния , Египет и Южная Африка , сезонная разница меньше, но все же приводит к примерно 4-часовой разнице дневного света между зимним и летним солнцестоянием. По мере приближения к экватору разница становится менее заметной. Приблизительное значение месячного изменения можно получить из правила двенадцатых .
Вариации солнечного полудня
Точный момент солнечного полудня , когда Солнце достигает своей наивысшей точки на небе, зависит от времени года. Это изменение называется уравнением времени ; величина изменения составляет около 30 минут в течение года.
Источник