Андрей Смирнов
Время чтения: ~25 мин.
Просмотров: 0

Способы ориентирования по солнцу: как определить без компаса стороны света

Ориентирование: как определить стороны света без компаса на местности?

Если есть наручные часы со стрелками (не электронные), то в положении «горизонтально» их требуется повернуть часовой стрелкой на солнце. Проведя воображаемую биссектрису между цифрой 12 и направлением на небесное светило, получим линию «север-юг». Интересно и то, что до полудня, юг находится справа от солнца.

Понимая, как определить стороны света без компаса, человек сможет в любом месте сориентироваться и выйти в нужном направлении. Эти знания очень важны, особенно для туристов, работников лесного хозяйства, охотников, мореплавателей и людей, занятых другими видами деятельности.

Способ, описанный выше, может дать сравнительно верные результаты в северных широтах. В умеренных он работает лишь отчасти (особенно зимой). В южных регионах летнее солнце стоит высоко, поэтому могут возникнуть погрешности. Ко всему прочему, нужно учитывать переходы на летнее время и обратно (так как это влияет на определение полудня).

Еще важно запомнить, где восходит солнце и где оно заходит в средних широтах. В этих местах главное светило восходит в летнее время на северо-востоке, а на северо-западе заходит

3имой – на юго-востоке и юго-западе, соответственно. Только 2 раза в год восход солнца происходит абсолютно точно на востоке, а заход – на западе.

Это дни равноденствий – 21 марта и 23 сентября.

Юпитер в октябре 2020 года

Еще две яркие планеты — Юпитер и Сатурн — наблюдаются только по вечерам низко над горизонтом на юге и на юго-западе. Для их наблюдения нужен открытый горизонт в этих направлениях; в городе увидеть планеты могут помешать дома и деревья.

На вечернем небе середины октября Юпитер находится почти строго на юге. Рисунок: Stellarium

Планета Юпитер очень яркая — она намного ярче звезд и сравнима с Марсом. Кстати, в первые часы после наступления вечерних сумерек и Юпитер, и Марс можно увидеть одновременно — Марс на востоке, а Юпитер на западе. Вы можете сравнить то, как они выглядят. Главное отличие планет от звезд, помимо яркости, состоит в том, что планеты (в данном случае Марс и Юпитер) светят ровно и спокойно, в то время как звезды беспрестанно мерцают, особенно у горизонта.

Юпитер и Марс, две очень яркие, резко выделяющиеся на фоне звезд, планеты, в октябре 2020 года можно увидеть на небе одновременно по вечерам. Рисунок: Stellarium

Кое в чем Юпитер и Марс различаются. Так, Юпитер имеет желтоватый цвет, а Марс — отчетливо красный. Юпитер появляется вечером на юге, вблизи кульминации и в дальнейшем опускается к горизонту. (В октябре планета наблюдается около 3 часов каждый вечер.) Марс, наоборот, с наступлением сумерек восходит, и затем с каждым часом поднимается все выше над горизонтом. Примерно через два часа после захода Солнца планеты оказываются на одной высоте над горизонтом. На небе Москвы эта высота составляет примерно 9°, на небе Петербурга — только 5°, зато на юге России — свыше 15°!

Юпитер в телескоп

Даже в небольшой любительский телескоп на диске Юпитера можно увидеть массу интересных подробностей. Прежде всего заметно, что диск Юпитера представляет собой не круг, а овал. Планета заметна сплюснута к полюсам из-за действия мощных центробежных сил вблизи ее экватора. (Юпитер очень быстро вращается вокруг своей оси: сутки на нем длятся всего 10 часов!)

Далее, рядом с планетой уже в бинокль можно увидеть четыре ее крупнейших спутника. Выглядят как довольно яркие звездочки. Их называют галилеевыми спутниками Юпитера, в честь открывшего их существование Галилео Галилея. Спутники двигаются вокруг Юпитера довольно быстро — очень интересно проследить за их движением на протяжении пары-тройки вечеров.

При благоприятных атмосферных условиях на диске Юпитера можно заметить несколько облачных поясов. Иногда бывают видны любопытные подробности в этих зонах — появление и исчезновение пятен, фестонов, изменение толщины поясов, а также их цвета и контрастности. Большое впечатление производит наблюдение Большого красного пятна, гигантского вихря, бушующего в атмосфере Юпитера больше 300 лет! По своим размерам Большое красное пятно превосходит Землю!

К сожалению, низкое положение Юпитера над горизонтом не способствует наблюдению всех этих деталей. У горизонта атмосфера, как правило, неспокойная: воздух струится и замывает тонкие и малоконтрастные детали. Чтобы увидеть Юпитер во всей красе, нам придется подождать еще несколько лет.

Абсолютные и относительные орбиты.

Абсолютной орбитой называют путь тела в системе отсчета, которую в каком-то смысле можно считать универсальной и потому абсолютной. Такой системой считают Вселенную в большом масштабе, взятую как целое, и называют ее «инерциальной системой». Относительной орбитой называют путь тела в такой системе отсчета, которая сама движется по абсолютной орбите (по искривленной траектории с переменной скоростью). Например, у орбиты искусственного спутника обычно указывают размер, форму и ориентацию относительно Земли. В первом приближении это эллипс, в фокусе которого находится Земля, а плоскость неподвижна относительно звезд. Очевидно, это относительная орбита, поскольку она определена по отношению к Земле, которая сама движется вокруг Солнца. Удаленный наблюдатель скажет, что спутник движется относительно звезд по сложной винтовой траектории; это его абсолютная орбита. Ясно, что форма орбиты зависит от движения системы отсчета наблюдателя.

Необходимость различать абсолютную и относительную орбиты возникает потому, что законы Ньютона верны только в инерциальной системе отсчета, поэтому их можно использовать только для абсолютных орбит. Однако мы всегда имеем дело с относительными орбитами небесных тел, ибо наблюдаем их движение с обращающейся вокруг Солнца и вращающейся Земли. Но если абсолютная орбита земного наблюдателя известна, то можно либо перевести все относительные орбиты в абсолютные, либо представить законы Ньютона уравнениями, верными в системе отсчета Земли.

Абсолютную и относительную орбиты можно проиллюстрировать на примере двойной звезды. Например, Сириус, кажущийся невооруженному глазу одиночной звездой, при наблюдении с большим телескопом оказывается парой звезд

Путь каждой из них можно проследить отдельно по отношению к соседним звездам (принимая во внимание, что и сами они движутся). Наблюдения показали, что две звезды не только обращаются одна вокруг другой, но и перемещаются в пространстве так, что между ними всегда есть точка, движущаяся по прямой линии с постоянной скоростью (рис

1). Эту точку называют центром масс системы. Практически с ней связана инерциальная система отсчета, а траектории звезд относительно нее представляют их абсолютные орбиты. Чем дальше отходит звезда от центра масс, тем она легче. Знание абсолютных орбит позволило астрономам вычислить по отдельности массы Сириуса А и Сириуса В.

Если же измерять положение Сириуса В относительно Сириуса А, то получим относительную орбиту (рис. 2). Расстояние между этими двумя звездами всегда равно сумме их расстояний от центра масс, поэтому относительная орбита имеет ту же форму, что и абсолютные, а по размеру равна их сумме. Зная размер относительной орбиты и период обращения, можно, используя третий закон Кеплера, вычислить лишь суммарную массу звезд. См. также НЕБЕСНАЯ МЕХАНИКА.

Более сложный пример представляет движение Земли, Луны и Солнца. Каждое из этих тел движется по своей абсолютной орбите относительно общего центра масс. Но поскольку Солнце значительно превосходит всех по массе, принято изображать Луну и Землю в виде пары, центр масс которой движется по относительной эллиптической орбите вокруг Солнца. Однако эта относительная орбита весьма близка к абсолютной. См. также ЛУНА.

Движение Земли относительно центра масс системы Земля – Луна наиболее точно измеряется с помощью радиотелескопов, определяющих расстояние до межпланетных станций. В 1971 при полете аппарата «Маринер-9» к Марсу по периодическим вариациям расстояния до него определили амплитуду движения Земли с точностью 20–30 м. Центр масс системы Земля – Луна лежит внутри Земли, на 1700 км ниже ее поверхности, а отношение масс Земли и Луны составляет 81,3007. Зная их суммарную массу, найденную по параметрам относительной орбиты, можно легко найти и массу каждого из тел.

Говоря об относительном движении, мы можем произвольно выбирать точку отсчета: относительная орбита Земли вокруг Солнца в точности такова, как относительная орбита Солнца вокруг Земли. Проекцию этой орбиты на небесную сферу называют «эклиптикой». В течение года Солнце передвигается по эклиптике приблизительно на 1° в сутки, а если смотреть от Солнца, то так же точно движется Земля. Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора на 23°27ў, т.е. таков угол между земным экватором и ее орбитальной плоскостью. Все орбиты в Солнечной системе указывают относительно плоскости эклиптики.

Как определить время по тени

Методы определения времени по тени базируются на тех же знаниях, что и методы ориентирования.

Солнечные часы — один из самых древних инструментов, позволяющих по направлению тени определить время дня.

Существует множество способов определить время по тени, отбрасываемой объектом, на который светит Солнце. Разберем некоторые из них, но перед этим заметим, что и в этих методах для повышения точности нужно учитывать факторы, влияющие на расхождение между астрономическим и «земным» временем.

Метод №1. По самой короткой тени. На ровной горизонтальной площадке вертикально расположенный ровный объект, например, вкопанный шест, будет отбрасывать самую короткую тень в 12 часов дня.

Метод №2. По востоку и западу. Тень будет «указывать» на запад примерно в 6 часов утра, а на восток — примерно в 6 вечера. Этот метод тем точнее, чем ближе день, в который пытаются определить время, к дате весеннего или осеннего равноденствия.

Метод №3. По северу и югу. Солнечный диск пересечет северное или южное направление (в зависимости от полушария, а в тропиках и на экваторе — от времени года) в 12 часов дня.

Отдельно нужно рассказать про Заполярье. В северном полушарии во время полярного дня Солнце будет пересекать южное направление в 12 часов дня, но также оно может пересекать и северное направление, не опускаясь за горизонт, что будет соответствовать 12 часам ночи. В южном полушарии все наоборот: через север Солнце пройдет в полдень, через юг — в полночь.

Метод №4. По теневому углу. В этом методе определяется угол между самой короткой тенью воткнутого в землю шеста, которая соответствует солнечному полдню, и тенью в данный момент времени. Этот угол делится на скорость движения Солнца по небосводу — получается время. Если тень находится западнее, то есть полдень еще не настал, то полученное время отнимают от 12 часов дня, если же восточнее, то прибавляют к 12 часам дня.

Например, в средних широтах северного полушария тень в данный момент времени указывает на северо-запад, а угол с направлением на север (направление самой короткой тени) составляет 30 градусов. Мы знаем, что тень от Солнца движется с запада на восток со средней скоростью 15 градусов в час, а также, что в 12 часов дня тень должна указать на север. Из этого всего рассчитываем, через какое время тень укажет на север: 30/15=2 часа. Это значит, что до 12 часов дня осталось еще 2 часа, а значит на часах в данный момент времени 12–2=10 часов утра.

Последний метод хорошо работает в высоких широтах (лучше всего во время полярного дня вблизи полюсов), в то время, как вблизи экватора дает очень большие ошибки, и пользоваться им не рекомендуется. Тем не менее, из всех описанных ранее методов этот позволяет определить время не только в 6 часов утра, 6 вечера и в полдень, но и в любой момент в середине дня.

Конечно можно потратить один солнечный день, сделав примитивные «одноразовые» солнечные часы, воткнув палку в землю и делая пометки на конце тени через каждый час. Такие часы еще несколько недель после будут показывать достаточно точное время, пока солнечный зенит не сместится по вертикали на значительное расстояние. Но для этого метода понадобится дополнительный день и обычные часы, что немного теряет смысл. Какой смысл делать солнечные часы, когда есть обычные?

На самом деле способов ориентирования и определения времени по тени значительно больше, но нет смысла описывать их все. Сегодня я попытался лишь осветить суть этих методов, механизмы, заложенные в их основе, и продемонстрировать все это на популярных методах. Понимая эти механизмы, каждый сможет не только пользоваться описанными и проверять на работоспособность найденные в различных источниках методы, но и придумывать свои собственные, удобные в той или иной ситуации.

Если же говорить об упомянутых методах, то не получится выбрать самый лучший: каждый из методов имеет свои достоинства и недостатки

Поэтому так важно пользоваться ими всеми, подбирая оптимальный под сложившиеся условия

Теоретические основы

Здесь перечислим аксиомы, доказанные факты и некоторые выводы, следующие из них.

Истина №1. Земля вращается вокруг Солнца.

Истина №2. Вращение Земли, если смотреть сверху на северный полюс, осуществляется против часовой стрелки. Из этого следует вывод, что Солнце в начале освещает более восточные регионы. Для наблюдателя же, находящегося на Земле, это выглядит так, как будто Солнце встает на востоке и садится на западе.

Из этой же истины следует, что Солнце в середине своего движения, то есть в промежутке между востоком и западом, что соответствует середине дня, для наблюдателя будет находиться в самой высшей точке своей траектории движения — зените. В это же время оно будет находиться на линии север–юг.

Если представить, что наблюдатель находится в северном полушарии, то получится, что Солнце для него движется по небесной сфере слева направо. Если же наблюдатель переместится в южное полушарие (например, в Австралию), тогда движение Солнца для него будет справа налево. Но это правило четко работает только в средних и высоких широтах, а в тропических зонах и на экваторе оно может изменяться, в связи с явлением, о котором расскажем далее.

Истина №3. Ось вращения Земли наклонена по отношению к Солнцу на угол 23,44 градуса. Это в сочетании с тем, что Земля вращается вокруг Солнца, приводит к тому, что в разное время года для наблюдателя, находящегося в одной точке Земли, траектория движения Солнца по небесной сфере будет смещаться то выше, то ниже.

При более высоком положении Солнца над горизонтом его лучи будут падать на поверхность Земли под более тупым углом, а значит на единицу площади попадет больше света, чем в случае с более низким положением Солнца, — на этой территории потеплеет и со временем настанет лето. Обратный процесс приведет к похолоданию и наступлению зимы.

Из-за наклона земной оси получается, что когда в северном полушарии наступает зима, в южное полушарие приходит лето, и наоборот.

Понимая эти процессы, несложно догадаться, что Солнце будет восходить строго на востоке и заходить строго на западе только в дни весеннего и осеннего равноденствий, когда длина дня равна длине ночи. С марта по сентябрь Солнце будет подниматься на северо-востоке и садиться на северо-западе, а в период с сентября по март будет всходить на юго-востоке и садиться за горизонт на юго-западе.

Чтобы сказать, где Солнце будет в полдень, нужно знать, в какой точке Земли будет находиться наблюдатель.

Для примера рассмотрим период с июня по декабрь в северном полушарии. В этот период в средних и высоких широтах Солнце будет на юге. На экваторе Солнце будет вначале на севере, а затем окажется на юге. В районе тропиков картина будет схожа с картиной на экваторе за тем только исключением, что в северной стороне Солнце будет меньшее количество дней, и тем более будет выражено это различие, чем дальше от экватора и ближе к умеренной зоне будет находиться наблюдатель.

В период с июня по декабрь в северном полушарии будет наблюдаться обратная картина. Отметим, что стабильность будет только в средних и высоких широтах: здесь Солнце в течение всего года в полдень будет находиться на юге.

Глядя на эту схему, можно просчитать нахождение полуденного Солнца и в южном полушарии. Здесь по сравнением с северным полушарием все будет наоборот.

Истина №4. Земля вращается с угловой скоростью примерно 15 градусов в час. Поэтому и наблюдаемое с Земли движение Солнца по небосводу происходит примерно с той же скоростью.

Истина №5. Если стать лицом к северу, то за спиной окажется юг, справа — восток, а слева — запад.

Ну вот, с теоретической частью разобрались, а значит пора переходить непосредственно к рассмотрению методов ориентирования по Солнцу.

Теоретические основы

Все рабочие методы ориентирования по тени от Солнца опираются на доказанные факты. Разберем их подробнее.

Факт №1. Солнце всегда встает на востоке и садится на западе. Однако в высоких широтах во время полярного дня оно по нескольку недель вовсе не садится за горизонт, а полярной ночью — не встаёт над горизонтом.

Факт №2. В средних и высоких широтах северного полушария в полдень Солнце находится в южном направлении или, как еще говорят, на юге. В южном полушарии на том же удалении от линии экватора солнечный диск в полдень пересекает северное направление. На экваторе в полдень Солнце полгода находится на севере, полгода — на юге, а два дня в год оно проходит строго над головой. Об этом мы подробно рассказывали в отдельной статье.

Факт №3. В астрономический полдень тень, отбрасываемая вертикально расположенными предметами на ровную горизонтальную поверхность, будет самая короткая, поскольку в этот момент Солнце находится в своем зените, то есть в самой наивысшей точке траектории своего движения по небесной сфере.

Факт №4. Солнце движется по небосводу с угловой скоростью примерно равной 15 градусам в час.

Факт №5. Если стать лицом на север, то за спиной окажется юг, справа — восток, слева — запад.

Конкретно эта схема будет работать только в северном полушарии в средних и высоких широтах.

Конечно, нужно понимать, что это не само Солнце встает на востоке и движется по небосводу, а такое видимое движение связано с вращением Земли и нахождением на ее поверхности наблюдателя. Но для упрощения мы будем говорить не о вращении Земли, а о движении Солнца.

А теперь предлагаю непосредственно перейти к методам ориентирования по тени от Солнца.

Интересные факты о пользе солнца

  • Солнце способствует выработке серотонина, необходимого для свертывания крови. Этот гормон также называют «гормоном радости», поскольку он содействует хорошему настроению.
  • Под солнцем высвобождается биологически инертный нитрит NО3, снижающий давление и тормозящий развитие сердечной недостаточности.
  • Любопытно, что солнечный свет обладает антибактериальным эффектом, вследствие чего какие-либо порезы заживают значительно быстрее. Кроме этого, находясь под солнцем человек может быстрее избавиться от прыщей и угревой сыпи.

Сдвиг сезона

— Начиная с осени 2017 года есть такое ощущение, что все сезоны сдвинулись: в Москве гораздо позднее наступила зима. В конце февраля погода была такая, какая полагается на крещенские морозы, — говорит Сергей Семенов, научный руководитель Института глобального климата и экологии Росгидромета РАН. — А весна, складывается впечатление, становится короче: долго держится холодная погода, потом решительно наступает почти что лето — нет такого продолжительного апреля с постепенным переходом от тающего снега до распускающихся цветов. И это [короткая весна — прим. «Чердака»] наблюдается уже больше двадцати лет.

Лед тронулся

Как бы то ни было, только после устойчивого установления температуры на отметке выше нуля начнут проявляться и остальные признаки весны. Через 7—10 суток отправляйтесь на реку, чтобы посмотреть на ледоход.

«С точки зрения гидрологии реальная, а не календарная весна наступает с установлением положительных температур воздуха. В это время начинается активное таяние снега. Талая вода стекает в ручьи, из них — в реки. Объем воды в реках значительно увеличивается, уровень воды в них поднимается, скорость течения возрастает. В результате ледовый покров ломается — начинается ледоход. Определенная фаза, при которой значительно увеличивается расход или уровень воды в реке, называется половодьем», — говорится в сообщении «РусГидро».

Время наступления ледохода и половодья для российских рек очень разное и зависит от многих географических и микроклиматических условий. Но в целом, без привязки к высоте расположения бассейна реки, чем южнее, тем половодье наступает раньше. А если река течет с севера на юг, то половодье наступит в разное время на разных ее участках.

Например, на Волге половодье начинается в конце марта — середине апреля, а на Северном Кавказе, где зима теплая, а снега мало, весеннего половодья можно и не заметить. Из-за таяния ледников паводки (кратковременное повышение уровня воды) там могут наступать и летом. Ближе к лету паводок может начаться и на севере Сибири и Дальнего Востока России.

Способы определения сторон света с помощью часов

Несмотря на то, что часы не часто используют для определения сторон света, существует достаточно много способов ориентирования на местности по часам.

Ниже мы рассмотрим самые популярные и точные из них, чтобы критической ситуации вы смогли найти дорогу домой даже в абсолютно незнакомой местности.

По солнцу и часам

Ориентирование по солнцу и часам считается одним из самых точных и идеально подходит для тех, кто оказался в незнакомой местности без компаса или других средств (рисунок 3).

Рисунок 3. Часы проще всего использовать для определения сторон света в солнечную погоду

Ориентирование по солнцу с помощью наручных часов осуществляется в такой последовательности:

Разместите циферблат прибора так, чтобы часовая стрелка показывала четко на Солнце

Очень важно следить за тем, чтобы стрелка всегда указывала в этом направлении, иначе полученные данные будут неверными.
Далее нужно рассчитать угол, образовавшийся между часовой стрелкой и отметкой 12 часов на циферблате. Делим полученный угол пополам.
Линия, разделяющая полученный угол, будет указывать на юг

При этом важно учитывать время суток, в которое проводятся измерения. До полудня юг будет располагаться только с правой стороны, а после полудня – с левой.

Этот метод очень хорошо работает на практике, но, поскольку ориентирование осуществляется с помощью солнца, использовать его можно только в светлое время суток.

По часам со стрелками

Обычные наручные часы со стрелками – лучший экстренный способ ориентирования

Но для точного определения сторон горизонта, крайне важно правильно расположить циферблат часов

Рисунок 4. Обычные часы можно использовать как компас

Чтобы угол, поделенный пополам, а точнее, его разделяющая линия, точно показывала направление, нужно сделать следующее:

  1. Часовая стрелка должна быть направлена четко в сторону Солнца. Только в таком случае можно будет четко измерить угол между стрелкой и пролегающей тенью.
  2. Разделение полученного угла пополам поможет определить южное направление. Если все измерения были проведены точно, выбраться из незнакомой местности будет легко.
  3. Если вы никогда раньше не ориентировались подобным способом, но в ближайшее время собираетесь в путешествие, лучше провести тестирование, например, на даче.

Основное преимущество такого метода в том, что его можно использовать в любом месте и в любое время. Компас не всегда будет под рукой, а вот наручные часы есть у любого путешественника.

Используем часы как компас

Ориентирование на местности по часам, как по компасу достаточно простое. Но, если у вас нет под рукой компаса, ориентирование можно провести и с помощью обычных механических часов (рисунок 4).

Чтобы проложить маршрут в темное время суток, нужно следовать таким рекомендациям:

  1. В первую очередь нужно дождаться, пока взойдет Луна, а затем визуально следует разделить полный лунный диск на шесть равных частей.
  2. Далее определяем, какие из них находятся в зоне видимости в данный момент.
  3. Теперь переходим к главным действиям по ориентированию. Если лунный диск находится в фазе роста, нужно отнимать деления, а если Луна убывает, то прибавляем.

Все дальнейшие действия по определению сторон света остаются прежними, и действовать следует точно так, как и при ориентировании в светлое время суток.

Определение сторон света по часам в лесу

Ориентирование в лесу имеет свои особенности. Сложность состоит в том, что лес не дает полноценного обзора местности. Это осложняет ориентацию и прокладывание маршрута в незнакомой местности (рисунок 5).

В лесу ориентирование по часам осуществляется точно так же, как и на открытом пространстве. Циферблат часов располагается так, чтобы часовая стрелка указывала четко на солнце. Теперь смотрим на цифру 12: ее тень в комплексе с минутной стрелкой должны образовать угол. Именно эта линия будет указывать южное направление. Соответственно, север будет располагаться на противоположной стороне, а запад и восток – по правую и левую стороны.

Рисунок 5. Часы могут стать незаменимым средством ориентирования в лесу

Детальная инструкция по ориентированию на местности по часам приведена в видео.

Примерное положение

Эклиптические координаты

Эти уравнения из Астрономического альманаха можно использовать для расчета видимых координат Солнца , среднего равноденствия и эклиптики даты с точностью около 0 ° 0,01 (36 ″) для дат между 1950 и 2050 годами.

Начните с вычисления n — количества дней (положительных или отрицательных, включая дробные дни) с полудня по Гринвичу по земному времени 1 января 2000 года ( J2000.0 ). Если вы знаете дату по юлианскому календарю для желаемого времени, тогда

пзнак равноJD-2451545,0{\ displaystyle n = \ mathrm {JD} -2451545.0}

Средняя долгота Солнца, с поправкой на аберрации света , является:

Lзнак равно280 460∘+0,9856474∘п{\ displaystyle L = 280,460 ^ {\ circ} +0.9856474 ^ {\ circ} n}

Средняя аномалия Солнца ( на самом деле, Земли по своей орбите вокруг Солнца, но это удобно делать вид Солнца вокруг Земли), является:

гзнак равно357 528∘+0,9856003∘п{\ displaystyle g = 357,528 ^ {\ circ} +0,9856003 ^ {\ circ} n}

Установите и в диапазоне от 0 ° до 360 °, добавляя или вычитая кратные 360 ° по мере необходимости.
L{\ displaystyle L}г{\ displaystyle g}

Наконец, эклиптическая долгота Солнца:

λзнак равноL+1,915∘грех⁡г+0,020∘грех⁡2г{\ displaystyle \ lambda = L + 1,915 ^ {\ circ} \ sin g + 0,020 ^ {\ circ} \ sin 2g}

Эклиптики широта Солнца почти:

βзнак равно{\ displaystyle \ beta = 0},

поскольку эклиптическая широта Солнца никогда не превышает 0,00033 °,

а расстояние от Солнца до Земли в астрономических единицах равно:

рзнак равно1.00014-0,01671потому что⁡г-0,00014потому что⁡2г{\ Displaystyle R = 1.00014-0.01671 \ cos g-0.00014 \ cos 2g}.

Экваториальные координаты

λ{\ displaystyle \ lambda}, и образуют полное положение Солнца в эклиптической системе координат . Это может быть превращено в экваториальной системе координат пути вычисления , и продолжает:
β{\ displaystyle \ beta}р{\ displaystyle R}ϵ{\ displaystyle \ epsilon}

Прямое восхождение ,

αзнак равноарктан⁡(потому что⁡ϵзагар⁡λ){\ Displaystyle \ альфа = \ arctan (\ соз \ эпсилон \ загар \ лямбда)}, где находится в том же что и ,α{\ displaystyle \ alpha}λ{\ displaystyle \ lambda}

Чтобы получить RA в правом квадранте в компьютерных программах, используйте функцию Arctan с двойным аргументом, такую ​​как ATAN2 (y, x)

αзнак равноарктан⁡2(потому что⁡ϵгрех⁡λ,потому что⁡λ){\ Displaystyle \ альфа = \ arctan 2 (\ соз \ эпсилон \ грех \ лямбда, \ соз \ лямбда)}

и склонение ,

δзнак равноArcsin⁡(грех⁡ϵгрех⁡λ){\ Displaystyle \ дельта = \ arcsin (\ грех \ эпсилон \ грех \ лямбда)}.

Прямоугольные экваториальные координаты

В правых прямоугольных экваториальных координат (где ось в направлении , а ось 90 ° на восток, в плоскости части небесного экватора , а ось направлена в сторону северного полюса
), в
астрономических единицах :
Икс{\ displaystyle X}Y{\ displaystyle Y}Z{\ displaystyle Z}

Иксзнак равнорпотому что⁡λ{\ displaystyle X = R \ cos \ lambda}
Yзнак равнорпотому что⁡ϵгрех⁡λ{\ Displaystyle Y = R \ соз \ эпсилон \ грех \ лямбда}
Zзнак равноргрех⁡ϵгрех⁡λ{\ Displaystyle Z = р \ грех \ эпсилон \ грех \ лямбда}

Наклон эклиптики

Если нигде не получен, его можно приблизительно определить:

ϵзнак равно23 439∘-0,0000004∘п{\ displaystyle \ epsilon = 23,439 ^ {\ circ} -0,0000004 ^ {\ circ} n}

для использования с приведенными выше уравнениями.

Как Солнце освещает Землю в разное время года

Освещение Земли Солнцем в разное время года напрямую зависит от удаленности нашей планеты в данный промежуток времени и от того, каким «боком» повернута Земля в этот момент к Солнцу.

Важнейший фактор, влияющий на смену времен года — земная ось. Наша планета, вращаясь вокруг Солнца, успевает в то же время поворачиваться вокруг собственной воображаемой оси. Эта ось расположена под углом в 23,5 градуса к небесному светилу и всегда оказывается направленной на Полярную звезду. Полный оборот вокруг земной оси занимает 24 часа. Осевое вращение обеспечивает также смену дня и ночи.

Кстати, если бы этого отклонения не было, то времена года не сменяли бы друг друга, а оставались постоянными. То есть, где-то царило бы постоянное лето, в других районах была постоянная весна, третья часть земли вечно бы поливалась осенними дождями.  

Под прямыми лучами Солнца в дни равноденствия оказывается земной экватор, в то время, как в дни солнцестояния солнце в зените будет на широтах 23,5 град., плавно приближаясь в остальное время года к нулевой широте, т.е. к экватору. Солнечные лучи, падающие отвесно, приносят больше света и тепла, они не рассеиваются в атмосфере. Поэтому жители стран, расположенных на экваторе, никогда не знают холода.

Полюса земного шара попеременно оказываются  в лучах Солнца. Поэтому на полюсах полгода длится день, а полгода — ночь. Когда освещенным оказывается Северный полюс, то в северном полушарии наступает весна, сменяющая летом.

В следующие полгода картина меняется. К Солнцу оказывается обращенным Южный полюс. Теперь в южном полушарии начинается лето, а в странах северного полушария воцаряется зима.

Дважды в год наша планета оказывается в таком положении, когда солнечные лучи одинаково освещают ее поверхность от Крайнего севера до Южного полюса. Эти дни называются днями равноденствия. Весеннее отмечают 21 марта,  осеннее —23 сентября.

Еще два дня в году получили названия солнцестояния. В это время Солнце оказывается или максимально высоко над горизонтом, или максимально низко.

Климатические времена года

Время равноденствия и солнцестояния должны быть серединой соответствующих сезонов. Но климатические сезоны относительно астрономических задерживаются из-за многих факторов, т.к. физические особенности земли и воды  различны в определенных местах планеты.

  • В экваториальном поясе (географический пояс Земли, расположенный по обе стороны от экватора) зимой и летом идут сильные дожди, а весна и осень относительно засушливы. Для этой территории характерны пассаты (ветры, дующие между тропиками круглый год. В Индийском океане они превращаются в муссоны — ветры, периодически меняющие свое направление: летом дуют с океана, зимой с суши.
  • В тропическом поясе холодным временем года является сезон дождей, жарким — засушливый сезон. Однако в пустынях дожди могут не выпадать и в холодное время года.
  • В умеренном поясе (Западная Европа, атлантическое побережье Северной Америки) основная часть осадков приходится на осень и первую половину зимы. В холодное время на части территории выпадает снег. Весна и лето характеризуются эпизодическими дождями с циклонами (атмосферные вихри огромного диаметра с пониженным давлением воздуха в центре). В зоне умеренно-континентального и континентального климата (Восточная Европа, Южная Сибирь) самыми влажными оказываются летние месяцы, а осень и зима суше. В зоне муссонного климата (Дальний Восток) осадки чаще выпадают летом в виде сильных ливней, зима сухая и бесснежная.
  • В арктическом и антарктическом поясах смена времён года выражается только в смене полярного дня и полярной ночи. Из-за продолжающегося ледникового периода разница в уровнях осадков в разные сезоны невелика, а температура остается ниже нуля.

Таким образом, сезоны для Северного полушария противоположны сезонам для Южного полушария. Когда Северное полушарие обращено к Солнцу, оно получает больше тепла и света, дни становятся длиннее, а ночи короче. Через полгода положение Солнца относительно Земли меняется, поэтому уже в Южном полушарии дни становятся длиннее, Солнце поднимается выше, в то время как на Северном полушарии начинается зима.

Центральная Россия находится в зоне умеренного и умеренно-континентального климата.

Весной природа начинает пробуждаться от зимнего сна, это период роста и цветения растений. Изменения происходят и в мире животных – начинается период размножения, кладки яиц у птиц.

Здравствуй, весенняя первая травка!Как распустилась? Ты рада теплу?Знаю, y вас там веселье и давка,Дружно работают в каждом yглy.Высyнyть листик иль синий цветочекКаждый спешит молодой корешокРаньше, чем ива из ласковых почекПервый покажет зеленый листок.

С. Городецкий

Летом мы видим активный рост растений, начало созревания плодов и овощей, появление птенцов.

  • Чем жарче день, тем сладостней в бору
  • Дышать сухим смолистым ароматом,
  • И весело мне было поутру
  • Бродить по этим солнечным палатам!
  • Повсюду блеск, повсюду яркий свет,
  • Песок — как шелк… Прильну к сосне корявой
  • И чувствую: мне только десять лет,
  • А ствол — гигант, тяжелый, величавый.
  • Кора груба, морщиниста, красна,
  • Но как тепла, как солнцем вся прогрета!
  • И кажется, что пахнет не сосна,
  • А зной и сухость солнечного лета.

И. Бунин «Детство»

Осенью рост растений замедляется, но они обильно отдают нам весь свой урожай, деревья сбрасывают листву, природа готовится к покою.

Унылая пора! Очей очарованье!Приятна мне твоя прощальная краса —Люблю я пышное природы увяданье,В багрец и в золото одетые леса,В их сенях ветра шум и свежее дыханье,И мглой волнистою покрыты небеса,И редкий солнца луч, и первые морозы,И отдаленные седой зимы угрозы.

А.С. Пушкин

Зимой природа отдыхает, многие животные впадают в зимнюю спячку. Природный цикл завершился. Но только для того, чтобы начаться снова. 

Чудная картина,Как ты мне родна:Белая равнина,Полная луна,Свет небес высоких,И блестящий снег,И саней далекихОдинокий бег.

А. Фет 

  • < Назад
  • Вперёд >
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации