ВИДИМОЕ СОБСТВЕННОЕ ГОДОВОЕ ДВИЖЕНИЕ СОЛНЦА - Основные понятия сферической геометрии

В отличие от звезд, экваториальные координаты которых остаются неизменными на протяжении многих месяцев и даже лет, есть светила, и которых быстро изменяются. К числу таких светил, которые не только участвуют (как звезды) в суточном движении, но и совершают собственные перемещения на Н. С., относится Солнце.

Видимое движение Солнца в течении года происходит по спроецированной на Н. С. эклиптике, которая наклонена по отношению к небесному экватору на 2327'. Солнце, двигаясь по эклиптике, проходит меридиан точки Овна через 365 суток 5 часов 48 минут 46 секунд. Эклиптика и небесный меридиан пересекаются в двух точках весеннего и осеннего равноденствий (в точках Овна и Весов), где изменяется наименование склонения Солнца. Наибольшей величины склонение Солнца достигает в точках летнего и зимнего солнцестояний (в точках Рака 2327'N и Козерога 2327'S).

Вдоль эклиптики расположены 12 созвездий Зодиака (созвездие Змееносца к зодиакальным не относится).

Изменение склонения и прямого восхождения Солнца в следствии движения по эклиптике.

Эклиптика есть проекция годового движения Солнца на Н. С. Т. к. Земля движется по орбите против часовой стрелке (если смотреть на Северный полюс) вокруг Солнца, то и по эклиптике Солнце будет перемещаться против часовой стрелке.

Т. к. видимое суточное движение Солнца происходит по часовой стрелке (если смотреть на Северный полюс) (Земля вращается вокруг своей оси против часовой стрелке с запада на восток, видимое вращение светил происходит по часовой стрелке с востока на запад), то направление годового движения противоположно суточному.

Т. к. Земля движется вокруг Солнца неравномерно, видимое годовое движение Солнца по эклиптике происходит также с неравномерной скоростью. Суточное изменение долготы (эклиптическая долгота) неравномерно, соответственно неравномерно изменяется. меняется в пределах 54' 66', в сутки в среднем 1,0.

Изменения склонения Солнца.

Пределы изменения = 0' 24' в сутки. Быстро изменяется в дни равноденствий (0,4 в сутки, в месяц до и после точки равноденствия). В месяц до и после солнцестояния по 0,1 в сутки. В остальные месяцы по 0,3 в сутки.

Для приближенных расчетов склонения и прямого восхождения принимаем месяц равный 30 суткам. Чтобы приближенно рассчитать и на определенную дату, необходимо умножить величину суточного изменения и на количество суток от ближайшей даты равноденствия или солнцестояния и результат прибавить (отнять) значение и на выбранную ближайшую дату равноденствия или солнцестояния.

Пример : Рассчитать и на дату 20.11

Ближайшая дата зимнего солнцестояния 22.12 = 23,5S, = 270

20.11 - 22.12 = 32 суток.

= (2 х 0,3 = 0,6) + (30 х 0,1 = 3,0) = 3,6 ; = 23,5 - 3,6 = 19,9 S

= 32 х 1,0 = 32 ; = 270 - 32 = 238

Дата

Солнца

солнца

21.03

0

0

22.06

23,5N

90

23.09

0

180

22.12

23,5S

270

Видимое годовое движение Солнца обуславливает смену времен года и деление поверхности Земли на климатические пояса.

Наблюдатель на экваторе = 0

День равен ночи. Солнце проходит через Зенит в дни 21.03 и 23.09. Касается 1 вертикала в дни 21.03 и 23.09. Меридиональная высота минимум 66,5 (90 - 23,5N или S), максимум 90 (Солнце в Зените). Времен года не существует. Азимут восхода / захода = 90

Наблюдатель в тропическом поясе ( = 23 27' N 23 27'S)

День равен ночи в дни равноденствия. Проходит через Зенит в северном тропике в день летнего солнцестояния 22.06 ( = 23 27' N), в южном тропике в день зимнего солнцестояния 22.12 ( = 23 27' S). Пересекает 1 вертикал от 21.03 до 23.09, в южном тропике от 23.09 до 21.03 (в над горизонтной части). Меридиональная высота от 90 до 43.

Наблюдатель в умеренных широтах (23 27' N/S < > 66 33' N/S)

День равен ночи в дни равноденствий (21.03 и 23.09). В северных умеренных высотах день увеличивается с 22.12 до 22.06 дня летнего солнцестояния, самый длинный день в году, день уменьшается с 22.06 до 22.12 дня зимнего солнцестояния, самый короткий день (самая длинная ночь) в году. Солнце никогда не проходит через Зенит, т. к. широта всегда больше склонения. Пересекает первый вертикал в северных широтах в над горизонтной части от 21.03 до 23.09, в южных широтах от 23ю09 до 22ю12. Всегда Солнце восходит и заходит. Меридиональная высота максимальная на широте 23 27' = 90 (когда склонение солнца максимальное и одноименно с широтой), минимальная на широте 66 33' = 0 (когда склонение максимальное и разноименно с широтой). Но в умеренный пояс не входят параллели 23 27' и 66 33'. Поэтому меридиональная высота в умеренном поясе в зависимости от широты и склонения Солнца изменяется от 0 до 90, и никогда не бывает равным 0 или 90.

В каждом полушарии полярный круг (66 33') ограничивает вокруг полюса полярный пояс. Имеет полярная ночь и полярный день (т. е. продолжительность дня/ночи более 24 часов). День равен ночи в дни равноденствия на широтах до 90. Солнце всегда пересекает 1 вертикал, в над горизонтной части когда склонение разноименно с широтой. Меридиональная высота максимальная на полярном круге в день солнцестояния, когда склонение Солнца максимальное и разноименное с наименованием полярного круга и составляет 0. Меридиональная высота также будет равняться 0 на любой другой широте больше 66 33', когда будет выполняться условие (90 - ) - = 0, формула справедлива для любого склонения отличного от 23 27' и когда склонение разноименно с широтой.

Наблюдатель на полюсе ( = 90)

День и ночь длятся по полгода. На Северном полюсе полярный день начинается в день весеннего равноденствия и заканчивается в день осеннего равноденствия. Солнце никогда не проходит через Зенит. На полюсе компас не покажет направления на Север, поэтому невозможно определить стороны светы (1 вертикал совпадает с плоскостью истинного горизонта). Меридиональная высота максимальна в день солнцестояния, когда склонение максимально и одноименно с наименованием Полюса и составляет 23 27'. Меридиональная высота минимальна в дни равноденствия и составляет 0.

Наблюдатель находится на широте 40N. Очевидно, что при любом северном склонении Солнца день будет длиннее, чем при любом южном склонении, следуя дальше этому принципу, можно сказать, что при любом склонении начиная от 23 27' S до 23 27' N день будет увеличиваться. При этом азимут восхода Солнца будет изменяться от ESE до ENE, при склонении 0 азимут восхода равен ровно E (азимут захода ровно W). Меридиональная высота при склонении 23,5 N равна 73,5 S, при склонении 23,5 S равна 26,5 S, поэтому при максимальной высоте Солнца солнечные лучи падают более отвесно, чем при минимальной, когда они скользят по поверхности Земли, а также день будет дольше при максимальной высоте, все это объясняет почему температура летом больше, чем зимой.

Вид с Севера проекций видимого дневного движения Солнца. Солнце А кульминирует на меридиане наблюдателя и имеет меридиональную высоту 26,5. Рассчет производится по формуле :

Н = 90 - + N - "+" S - "-"

Зная меридиональную высоту и склонение можно найти широту :

= 90 - Н +

Расчет азимутов восхода и захода.

Если одноименна с, то получаем четвертной азимут от наименования и.

Если разноименно с, то получаем четвертной азимут от наименования.

Полученная угловая величина отсчитывается от N или S при восходе в сторону Е и в сторону W при заходе.

Похожие статьи




ВИДИМОЕ СОБСТВЕННОЕ ГОДОВОЕ ДВИЖЕНИЕ СОЛНЦА - Основные понятия сферической геометрии

Предыдущая | Следующая