Kako pronaći visinu sunca iznad horizonta. Kretanje sunca na različitim geografskim širinama

Život na našoj planeti zavisi od količine sunčeva svetlost i toplinu. Zastrašujuće je čak i na trenutak zamisliti šta bi se dogodilo da na nebu nije bilo takve zvijezde kao što je Sunce. Svaka vlat trave, svaki list, svaki cvijet trebaju toplinu i svjetlost, kao ljudi u zraku.

Upadni ugao sunčevih zraka jednak je visini sunca iznad horizonta

Količina sunčeve svjetlosti i topline koja dopire do Zemljine površine direktno je proporcionalna kutu upada zraka. Sunčevi zraci mogu udariti u Zemlju pod uglom od 0 do 90 stepeni. Ugao udara zraka na Zemlju je različit, jer je naša planeta sferna. Što je veći, to je lakši i topliji.

Dakle, ako snop dolazi pod uglom od 0 stepeni, on samo klizi duž površine zemlje bez da je zagreva. Ovaj ugao upada se javlja na sjevernom i južnom polu, iza arktičkog kruga. Pod pravim uglom, sunčeve zrake padaju na ekvator i na površinu između juga i

Ako je ugao sunčevih zraka koji udaraju o tlo ravan, to ukazuje na to

Dakle, zraci na površini zemlje i visina sunca iznad horizonta su jednaki. Zavise od geografske širine. Što je geografska širina bliža nuli, što je ugao upada zraka bliži 90 stepeni, što je sunce više iznad horizonta, to je toplije i sjajnije.

Kako sunce mijenja visinu iznad horizonta

Visina sunca iznad horizonta nije konstantna. Naprotiv, uvek se menja. Razlog tome leži u neprekidnom kretanju planete Zemlje oko zvijezde Sunca, kao i rotaciji planete Zemlje oko svoje ose. Kao rezultat, dan slijedi noć, a godišnja doba slijede jedno drugo.

Teritorija između tropskih krajeva prima najviše topline i svjetlosti ovdje su dan i noć gotovo jednaki po trajanju, a sunce je u zenitu 2 puta godišnje.

Površina iznad arktičkog kruga prima manje topline i svjetlosti, ovdje postoje koncepti kao što su noć, koji traju oko šest mjeseci.

Dani jesenje i proljetne ravnodnevnice

Postoje 4 glavna astrološka datuma, koji su određeni visinom sunca iznad horizonta. 23. septembar i 21. mart su dani jesenje i proljetne ravnodnevnice. To znači da je visina sunca iznad horizonta u septembru i martu ovih dana 90 stepeni.

Južni i podjednako su obasjani suncem, a dužina noći jednaka je dužini dana. Kada astrološka jesen počinje na sjevernoj hemisferi, proljeće je, naprotiv, na južnoj hemisferi. Isto se može reći i za zimu i ljeto. Ako je na južnoj hemisferi zima, onda je na sjevernoj hemisferi ljeto.

Dani letnjeg i zimskog solsticija

22. jun i 22. decembar su ljetni dani, a 22. decembar ima najkraći dan i najdužu noć na sjevernoj hemisferi, a zimsko sunce je na najnižoj nadmorskoj visini za cijelu godinu.

Iznad geografske širine 66,5 stepeni, sunce je ispod horizonta i ne izlazi. Ova pojava, kada zimsko sunce ne izlazi na horizont, naziva se polarna noć. Najkraća noć se dešava na geografskoj širini 67 stepeni i traje samo 2 dana, a najduža noć se dešava na polovima i traje 6 meseci!

Decembar je mjesec u čitavoj godini kada su noći najduže na sjevernoj hemisferi. Ljudi unutra Centralna Rusija Na posao se bude u mraku i vraćaju se u mraku. Ovo je težak mjesec za mnoge, jer nedostatak sunčeve svjetlosti utiče na fizičko i psihičko blagostanje ljudi. Iz tog razloga može se čak razviti depresija.

U Moskvi 2016. godine izlazak sunca 1. decembra biće u 08.33. U ovom slučaju, dužina dana će biti 7 sati i 29 minuta. Bit će vrlo rano, u 16.03. Noć će biti 16 sati i 31 minut. Dakle, ispada da je dužina noći 2 puta veća od dužine dana!

Ove godine zimski solsticij je 21. decembar. Najkraći dan će trajati tačno 7 sati. Zatim će ista situacija trajati 2 dana. A počevši od 24. decembra, dan će polako ali sigurno početi da donosi profit.

U prosjeku će se dnevno dodati jedan minut dnevne svjetlosti. Krajem mjeseca izlazak sunca u decembru bit će tačno u 9 sati, što je 27 minuta kasnije od 1. decembra

22. jun - dan ljetni solsticij. Sve se dešava upravo suprotno. Za cijelu godinu, ovaj datum je najduži dan u trajanju i najkraća noć. Ovo se odnosi na sjevernu hemisferu.

U Južnom je obrnuto. Za ovaj dan se vezuju zanimljivi prirodni fenomeni. Polarni dan počinje iznad arktičkog kruga; Sunce ne zalazi ispod horizonta na Sjevernom polu 6 mjeseci. Misteriozne bele noći počinju u Sankt Peterburgu u junu. Traju otprilike od sredine juna dvije do tri sedmice.

Sva ova 4 astrološka datuma mogu se promijeniti za 1-2 dana, jer se solarna godina ne poklapa uvijek sa kalendarskom godinom. Pomaci se dešavaju i tokom prijestupnih godina.

Visina sunca iznad horizonta i klimatski uslovi

Sunce je jedan od najvažnijih faktora koji formiraju klimu. U zavisnosti od toga kako se visina sunca iznad horizonta mijenjala na određenom području zemljine površine, promijeniti klimatskim uslovima i godišnja doba.

Na primjer, na krajnjem sjeveru, sunčeve zrake padaju pod vrlo malim uglom i samo klize po površini zemlje, a da je uopće ne zagrijavaju. Zbog ovog faktora, ovdje je klima izuzetno oštra, postoji vječni led, hladne zime sa ledenim vjetrovima i snijegom.

Što je visina sunca veća iznad horizonta, to je klima toplija. Na primjer, na ekvatoru je neobično vruće i tropsko. Sezonske fluktuacije se također praktično ne osjećaju u ekvatorskoj regiji, u ovim područjima vlada vječno ljeto.

Mjerenje visine sunca iznad horizonta

Kako kažu, sve genijalno je jednostavno. Tako je ovdje. Uređaj za mjerenje visine sunca iznad horizonta jednostavno je jednostavan. To je horizontalna površina sa motkom u sredini dužine 1 metar. Po sunčanom danu u podne, stub baca najkraću senku. Uz pomoć ove najkraće sjene provode se proračuni i mjerenja. Morate izmjeriti ugao između kraja sjene i segmenta koji povezuje kraj stupa sa krajem sjene. Ova vrijednost ugla će biti ugao sunca iznad horizonta. Ovaj uređaj se zove gnomon.

Gnomon je drevni astrološki alat. Postoje i drugi instrumenti za mjerenje visine sunca iznad horizonta, kao što su sekstant, kvadrant i astrolab.

Ako izmjerite svaki dan pod kojim uglom Sunce izlazi iznad horizonta u podne - ovaj ugao se zove podne - tada možete primijetiti da nije isti u različitim danima i mnogo više leti nego zimi. Ovo se može procijeniti bez ikakvog goniometrijskog instrumenta, jednostavno po dužini sjene koju je stub bacao u podne: što je sjena kraća, to je podnevna visina veća, a što je sjena duža, to je manja podnevna visina. 22. juna, podnevna visina Sunca je najviša na sjevernoj hemisferi. Ovo je najduži dan u godini na ovoj polovini Zemlje. Zove se ljetni solsticij. Nekoliko dana za redom podnevna visina Ned mijenja se izuzetno malo (otuda izraz "solsticij"), pa stoga I Dužina dana također ostaje gotovo nepromijenjena.

Šest mjeseci kasnije, 22. decembra, je zimski solsticij na sjevernoj hemisferi. Tada je podnevna visina Sunca najniža, a dan najkraći. Opet, nekoliko dana zaredom, podnevna visina Sunca se mijenja izuzetno sporo, a dužina dana ostaje gotovo nepromijenjena. Razlika između podnevnih visina Sunca 22. juna i 22. decembra iznosi 47°. Postoje dva dana u godini kada je podnevna visina Sunca tačno 2301/2 niža nego na dan ljetnjeg solsticija, a isto toliko viša nego na dan zimskog solsticija. To se dešava 21. marta (početak proljeća) i 23. septembra (početak jeseni). Ovih dana dužina dana i noći je ista: dan je jednak noći. Zato 21. mart se zove prolećna ravnodnevica, a 23. septembar jesenja ravnodnevica.

Da bismo razumeli zašto se podnevna visina Sunca menja tokom godine, hajde da izvedemo sledeći eksperiment. Uzmimo globus. Osa rotacije globusa je nagnuta prema ravni njenog postolja pod uglom od 6601/g, a ekvator je nagnut pod uglom od 23C1/2. Veličine ovih uglova nisu slučajne: Zemljina osa je nagnuta prema ravni njenog puta oko Sunca (orbita) takođe na 6601/2.

Hajde da stavimo svetlu lampu na sto. Ona će prikazati Ned. Hajde da pomerimo globus na nekoj udaljenosti od lampe tako da možemo

trebalo je nositi globus oko lampe; sredina globusa treba da ostane u nivou lampe, a postolje globusa treba da bude paralelno sa podom.

Cijela strana globusa okrenuta prema lampi je osvijetljena.

Pokušajmo pronaći položaj globusa tako da granica svjetlosti i sjene prolazi istovremeno kroz oba pola. Zemljina kugla ima ovaj položaj u odnosu na Sunce na dan proljetne ravnodnevnice ili na dan jesenje ravnodnevice. Rotirajući globus oko svoje ose, lako je primijetiti da bi u ovom položaju dan trebao biti jednak noći, i, štoviše, istovremeno na obje hemisfere - sjevernoj i južnoj.

Zabodimo iglu okomitu na površinu u tački na ekvatoru tako da njena glava gleda direktno u lampu. Tada nećemo vidjeti sjenu ove igle; to znači da za stanovnike ekvatora Ned u podne je u zenitu, odnosno stoji direktno iznad glave.

Hajdemo sada da pomerimo globus oko stola u smeru suprotnom od kazaljke na satu i da zaobiđemo četvrtinu našeg puta. Istovremeno, moramo imati na umu da tokom godišnjeg kretanja Zemlje oko Sunca, smjer njene ose ostaje nepromijenjen cijelo vrijeme, odnosno, os globusa mora se kretati paralelno sa sobom bez promjene nagiba.

Na novom položaju globusa vidimo da je Sjeverni pol obasjan lampom (koja predstavlja Sunce), a Južni pol je u mraku. To je upravo položaj u kojem se Zemlja nalazi kada je najduži dan u godini na sjevernoj hemisferi ljetni solsticij.

U to vrijeme, sunčeve zrake padaju na sjevernu polovinu pod velikim uglom. Podnevno Sunce ovog dana je u zenitu u severnim tropima; Na sjevernoj hemisferi je tada ljeto, na južnoj je zima. Tamo, u to vrijeme, zraci padaju na površinu zemlje više koso.

Pomerimo globus za još jednu četvrtinu kruga dalje. Sada je naš globus zauzeo položaj tačno suprotan od prolećnog. Opet primjećujemo da granica dana i noći prolazi kroz oba pola, i opet je dan na cijeloj Zemlji jednak noći, tj. traje 12 sati. To se dešava na dan jesenje ravnodnevice.

Nije teško provjeriti da je na današnji dan na ekvatoru Sunce u podne ponovo u zenitu i tamo pada okomito na površinu zemlje. Shodno tome, za stanovnike ekvatora, Sunce je u zenitu dva puta godišnje: tokom prolećne i jesenje ravnodnevice. Sada pomerimo globus za još jednu četvrtinu kruga dalje. Zemlja (globus) će biti na drugoj strani lampe (Sunca). Slika će se dramatično promijeniti: Sjeverni pol je sada u mraku, a Južni pol je obasjan Suncem. Južnu hemisferu Sunce zagreva više od severne hemisfere. U sjevernoj polovini Zemlje je zima, a u južnoj je ljeto. Ovo je položaj koji Zemlja zauzima na dan zimskog solsticija. U ovom trenutku, u južnim tropima, Sunce je u zenitu, odnosno njegove zrake padaju okomito. Ovo je najduži dan na južnoj hemisferi i najkraći na sjevernoj hemisferi.

Nakon što smo obišli još jednu četvrtinu kruga, vraćamo se ponovo na početnu poziciju.

Hajde da napravimo još jednu zanimljivo iskustvo: nećemo naginjati osu zemaljske kugle, ali dogovoriti ona je okomita na ravan poda. Ako idemo istim putem With kugla oko lampe, uverićemo se da će u ovom slučaju biti tokom cijele godine ekvinocij traje. Na našim geografskim širinama postojalo bi vječno prolećno-jesenji dani i ne bi bilo naglih prelazaka iz toplih u hladne mesece. Svuda (osim, naravno, samih polova) Sunce bi izlazilo tačno na istoku u 6 ujutro po lokalnom vremenu, izlazilo bi u podne uvijek u isto vrijeme. ovo mjesto nadmorskoj visini i postavio bi pravo na zapad u 18 sati po lokalnom vremenu.

Dakle, zbog kretanja Zemlje oko Sunca i njenog stalnog nagiba zemljine ose do ravni njegove orbite promjena godišnjih doba.

To objašnjava i činjenicu da na sjevernom i južnom polu dan i noć traju šest mjeseci, a na ekvatoru dan je jednak noći tokom cijele godine. U srednjim geografskim širinama, na primjer u Moskvi, dužina dana i noći tokom cijele godine varira od 7 do 17,5 sati.

On U severnim i južnim tropima, koji se nalaze na geografskoj širini 2301/2 severno i južno od ekvatora, Sunce je u zenitu samo jednom godišnje. Na svim mjestima koja se nalaze između tropa, podnevno Sunce se javlja u zenitu dva puta godišnje. Prostor zemaljske kugle zatvoren između tropa naziva se vrućom zonom zbog svojih termičkih karakteristika. Ekvator prolazi kroz sredinu.

Na udaljenosti od 23°'/2 od pola, odnosno na geografskoj širini 6601/2, jednom godišnje, zimi po ceo dan Sunce se ne pojavljuje iznad horizonta, a leti, naprotiv, jednom godišnje za ceo dan.

Na tim mjestima na sjevernoj i južnoj hemisferi zemaljske kugle i na kartama iscrtavaju se zamišljene linije koje se nazivaju polarni krugovi.

Što se neko mesto nalazi bliže polarnim krugovima, to je veći broj dana tamo je neprekidan dan (ili neprekidna noć) i Sunce ne zalazi i ne izlazi. A na samim polovima Zemlje Sunce sija neprekidno šest meseci. Istovremeno, ovdje sunčevi zraci padaju na površinu zemlje vrlo koso. Sunce nikada ne izlazi visoko iznad horizonta. Zato Oko polova, u prostoru okruženom polarnim krugovima, posebno je hladno. Postoje dva takva pojasa - sjeverni i južni; zovu se hladni pojasevi. Ima dugih zima i kratkih hladnih ljeta.

Između polarnih krugova i tropa postoje dva umjerena pojasa (sjeverna i južna).

Što je bliže tropima, zima Ukratko i toplije, i što je bliže polarnim krugovima, to je duže i teže.

§ 52. Prividno godišnje kretanje Sunca i njegovo objašnjenje

1. Mjesto izlaska i zalaska sunca, a time i njegov azimut, mijenja se iz dana u dan. Počevši od 21. marta (kada Sunce izlazi na tački istoka, a zalazi na tački zapada) do 23. septembra, sunce izlazi u sjeveroistočnoj četvrti, a zalazi - na sjeverozapadu. Na početku ovog vremena tačke izlaska i zalaska sunca kreću se na sjever, a zatim u suprotnom smjeru. 23. septembra, kao i 21. marta, Sunce izlazi na istočnoj tački, a zalazi na zapadnoj. Od 23. septembra do 21. marta slična pojava će se ponoviti u jugoistočnim i jugozapadnim četvrtima. Kretanje tačaka izlaska i zalaska sunca ima jednogodišnji period.

Zvezde uvek izlaze i zalaze na istim tačkama na horizontu.

2. Meridijanska visina Sunca se mijenja svaki dan. Na primjer, u Odesi (prosjek = 46°,5 N) 22. juna će biti najveći i jednak 67°, zatim će početi da opada i 22. decembra će dostići najniža vrijednost 20°. Nakon 22. decembra meridijalna visina Sunca će početi da raste. Ovo je takođe jednogodišnji fenomen. Meridijanska visina zvijezda je uvijek konstantna. 3. Trajanje vremena između kulminacija bilo koje zvijezde i Sunca se stalno mijenja, dok trajanje vremena između dvije kulminacije istih zvijezda ostaje konstantno. Tako u ponoć vidimo ta sazvežđa koja to kulminiraju dato vrijeme nalaze se na suprotnoj strani sfere od Sunca. Tada neka sazviježđa ustupe mjesto drugima, a tokom godine u ponoć će sva sazviježđa kulminirati redom.

4. Dužina dana (ili noći) nije konstantna tokom cijele godine. Ovo je posebno uočljivo ako uporedite dužinu letnjih i zimskih dana na visokim geografskim širinama, na primer u Lenjingradu. To se dešava jer vreme kada je Sunce iznad horizonta varira tokom cele godine. Zvezde su uvek iznad horizonta isto vreme.

Dakle, Sunce, pored dnevnog kretanja koje se obavlja zajedno sa zvezdama, ima i vidljivo kretanje oko sfere sa godišnjim periodom. Ovaj pokret se naziva vidljivim godišnje kretanje Sunca preko nebeske sfere.

Najjasniju predstavu o ovom kretanju Sunca dobićemo ako svakog dana odredimo njegove ekvatorijalne koordinate - pravu ascenziju a i deklinaciju b Zatim, koristeći pronađene vrijednosti koordinata, ucrtamo tačke na pomoćnu nebesku sferu i povežemo sa glatkom krivinom. Kao rezultat, dobijamo veliki krug na sferi, koji će ukazati na putanju prividnog godišnjeg kretanja Sunca. Krug na nebeskoj sferi po kojem se Sunce kreće naziva se ekliptika. Ravan ekliptike je nagnuta prema ravni ekvatora pod konstantnim uglom g = =23°27", što se naziva nagibnim uglom ekliptike do ekvatora(Sl. 82).

Rice. 82.

Suprotna tačka u kojoj Sunce prelazi sa sjeverne hemisfere na južnu i mijenja naziv svoje deklinacije iz b N u b S zove se tačka jesenjeg ekvinocija. Označen je simbolom sazviježđa Vage O, u kojem se nekada nalazio. Trenutno je tačka jesenje ravnodnevice u sazviježđu Djevice.

Tačka L se zove ljetna tačka, i tačka L" - tačka zimski solsticij.

Pratimo prividno kretanje Sunca duž ekliptike tokom cijele godine.

Sunce stiže u prolećnu ravnodnevicu 21. marta. Prava ascenzija a i deklinacija b Sunca su nula. Na sve globus Sunce izlazi u tački O st i zalazi u tački W, a dan je jednak noći. Počevši od 21. marta, Sunce se kreće duž ekliptike prema tački letnjeg solsticija. Prava ascenzija i deklinacija Sunca se stalno povećavaju. Astronomsko je proljeće na sjevernoj hemisferi, a jesen na južnoj hemisferi.

22. juna, otprilike 3 mjeseca kasnije, Sunce dolazi u tačku ljetnog solsticija L. Direktan uspon Sunca je a = 90°, deklinacija b = 23°27"N. Na sjevernoj hemisferi počinje astronomsko ljeto ( najviše dugi dani I kratke noći), a na jugu je zima (najduže noći i kratki dani) . Kako se Sunce dalje kreće, njegova sjeverna deklinacija počinje da se smanjuje, ali njegov desni uspon nastavlja da raste.

Još oko tri meseca kasnije, 23. septembra, Sunce dolazi u tačku jesenjeg ekvinocija Q. Direktan uspon Sunca je a=180°, deklinacija b=0°. Pošto je b = 0° (kao 21. mart), onda za sve tačke na zemljinoj površini Sunce izlazi u tački O st i zalazi u tački W. Dan će biti jednak noći. Naziv deklinacije Sunca mijenja se iz sjevernog 8n u južni - bS. Na sjevernoj hemisferi počinje astronomska jesen, a na južnoj hemisferi počinje proljeće. Daljnjim kretanjem Sunca duž ekliptike do tačke zimskog solsticija U, deklinacija 6 i prava ascenzija aO rastu.

22. decembra Sunce dolazi u tačku zimskog solsticija L". Prava ascenzija a=270° i deklinacija b=23°27"J. Astronomska zima počinje na sjevernoj hemisferi, a ljeto počinje na južnoj.

Nakon 22. decembra, Sunce se pomiče u tačku T. Naziv njegove deklinacije ostaje južni, ali se smanjuje, a njegov desni ascenzija raste. Otprilike 3 mjeseca kasnije, 21. marta, Sunce se, nakon što je izvršio punu revoluciju duž ekliptike, vraća u tačku Ovna.

Promjene pravog uspona i deklinacije Sunca ne ostaju konstantne tokom cijele godine. Za približne proračune, dnevna promjena pravog uspona Sunca uzima se jednakom 1°. Promjena deklinacije po danu se uzima kao 0°,4 za mjesec prije ravnodnevnice i mjesec poslije, a promjena je 0°,1 za mjesec prije solsticija i mjesec nakon solsticija; ostalo vrijeme, promjena solarne deklinacije se uzima kao 0°.3.

Posebnost promjena pravog uspona Sunca igra važnu ulogu pri odabiru osnovnih jedinica za mjerenje vremena.

Tačka proljetnog ekvinocija kreće se duž ekliptike prema godišnjem kretanju Sunca. Godišnje kretanje mu je 50", 27 ili zaokruženo 50",3 (za 1950.). Shodno tome, Sunce ne dostiže svoje prvobitno mesto u odnosu na nepokretne zvezde za količinu od 50",3. Da bi Sunce prešlo naznačenu putanju, biće potrebno 20 mm 24 s. Iz tog razloga, proleće

To se događa prije nego što Sunce završi svoje vidljivo godišnje kretanje, puni krug od 360° u odnosu na fiksne zvijezde. Pomak u trenutku početka proljeća otkrio je Hiparh u 2. vijeku. BC e. iz posmatranja zvijezda koje je napravio na ostrvu Rodos. On je ovu pojavu nazvao iščekivanjem ekvinocija ili precesijom.

Fenomen pomeranja tačke prolećnog ekvinocija izazvao je potrebu uvođenja pojmova tropskih i zvezdanih godina. Tropska godina je vremenski period tokom kojeg Sunce pravi punu revoluciju preko nebeske sfere u odnosu na tačku prolećne ravnodnevnice T. „Trajanje tropske godine je 365,2422 dana prirodne pojave i precizno sadrži puni ciklus godišnjih doba: proljeće, ljeto, jesen i zima.

Sideralna godina je vremenski period tokom kojeg Sunce pravi potpunu revoluciju preko nebeske sfere u odnosu na zvijezde. Dužina zvezdane godine je 365,2561 dan. Sideralna godina duže od tropskog.

U svom prividnom godišnjem kretanju preko nebeske sfere, Sunce prolazi među raznim zvijezdama smještenim duž ekliptike. Još u davna vremena ove su zvijezde bile podijeljene u 12 sazviježđa, od kojih je većina dobila imena životinja. Traka neba duž ekliptike koju čine ova sazviježđa nazvana je Zodijak (krug životinja), a sazviježđa su se zvala zodijakalna.

Prema godišnjim dobima, Sunce prolazi kroz sljedeća sazviježđa:

22. juna, kada Sunce opisuje ekstremnu dnevnu paralelu na sjevernoj nebeskoj hemisferi, nalazi se u sazviježđu Blizanaca. U dalekoj prošlosti, Sunce je bilo u sazvežđu Raka. Sunce je 22. decembra u sazvežđu Strelca, a u prošlosti je bilo u sazvežđu Jarac. Stoga je najsjevernija nebeska paralela nazvana Tropikom Raka, a južna Tropikom Jarca. Odgovarajuće zemaljske paralele sa geografskim širinama cp = bemach = 23°27" na sjevernoj hemisferi nazvane su Tropikom Raka, ili sjevernim tropikom, a na južnoj hemisferi - Tropikom Jarca, ili južnim tropom.

Zajedničko kretanje Sunca, koje se dešava duž ekliptike uz istovremenu rotaciju nebeske sfere, ima niz karakteristika: menja se dužina dnevne paralele iznad i ispod horizonta (a samim tim i trajanje dana i noći), meridijalne visine Sunca, tačke izlaska i zalaska sunca, itd. d. Sve ove pojave zavise od odnosa između geografske širine mesta i deklinacije Sunca. Prema tome, za posmatrača koji se nalazi na različitim geografskim širinama, one će biti različite.

Razmotrimo ove pojave na nekim geografskim širinama:

1. Posmatrač je na ekvatoru, cp = 0°. Osa sveta leži u ravni pravog horizonta. Nebeski ekvator se poklapa sa prvom vertikalom. Dnevne paralele Sunca su paralelne s prvom vertikalom, stoga Sunce u svom dnevnom kretanju nikada ne prelazi prvu vertikalu. Sunce izlazi i zalazi svakodnevno. Dan je uvek jednak noći. Sunce je u zenitu dva puta godišnje - 21. marta i 23. septembra.

Rice. 83.

5. Posmatrač se nalazi na polu φ=90°N ili S. Osa sveta se poklapa sa viskom i, prema tome, ekvator sa ravninom pravog horizonta. Položaj posmatrača na meridijanu će biti neizvjestan, tako da nedostaju dijelovi svijeta. Tokom dana, Sunce se kreće paralelno sa horizontom.

Na dane ekvinocija javljaju se polarni izlasci ili zalasci sunca. U dane solsticija Sunce dostiže visinu najviše vrijednosti. Visina Sunca je uvijek jednaka njegovoj deklinaciji. Polarni dan i polarna noć traju 6 mjeseci.

Dakle, zbog raznih astronomskih pojava uzrokovanih kombinovanim dnevnim i godišnjim kretanjem Sunca na različitim geografskim širinama (prolaz kroz zenit, polarni dan i noćni fenomen) i klimatskih karakteristika uzrokovanih ovim pojavama, Zemljina površina se dijeli na tropsku, umjerene i polarne zone.

Tropska zona je dio zemljine površine (između geografskih širina φ=23°27"N i 23°27"S) u kojem Sunce izlazi i zalazi svaki dan i dva puta je u toku godine u zenitu. Tropska zona zauzima 40% ukupne Zemljine površine.

Umjerena zona naziva se dio zemljine površine u kojem Sunce izlazi i zalazi svaki dan, ali nikada nije u zenitu. Postoje dvije umjerene zone. Na sjevernoj hemisferi, između geografskih širina φ = 23°27"N i φ = 66°33"N, a na južnoj hemisferi, između geografskih širina φ=23°27"S i φ = 66°33"S. Umjereni pojasevi zauzimaju 50% zemljine površine.

Polarni pojas naziva se dio zemljine površine u kojem se promatraju polarni dani i noći. Postoje dvije polarne zone. Sjeverni polarni pojas proteže se od geografske širine φ = 66°33"N do sjeverni pol, a južni - od φ = 66°33"J do južnog pola. Zauzimaju 10% zemljine površine.

Po prvi put, ispravno objašnjenje prividnog godišnjeg kretanja Sunca preko nebeske sfere dao je Nikola Kopernik (1473-1543). On je pokazao da godišnje kretanje Sunca preko nebeske sfere nije njegovo stvarno kretanje, već samo prividno, koje odražava godišnje kretanje Zemlje oko Sunca. Kopernikanski svjetski sistem nazvan je heliocentričnim. Po ovom sistemu u centru solarni sistem Postoji Sunce oko kojeg se kreću planete, uključujući i našu Zemlju.

Zemlja istovremeno učestvuje u dva kretanja: rotira oko svoje ose i kreće se po elipsi oko Sunca. Rotacija Zemlje oko svoje ose uzrokuje ciklus dana i noći. Njegovo kretanje oko Sunca uzrokuje promjenu godišnjih doba. Kombinovana rotacija Zemlje oko svoje ose i kretanje oko Sunca uzrokuje vidljivo kretanje Sunca preko nebeske sfere.

Da bismo objasnili prividno godišnje kretanje Sunca preko nebeske sfere, koristićemo Sl. 84. Sunce S se nalazi u centru, oko kojeg se Zemlja kreće suprotno od kazaljke na satu. Zemljina osa ostaje nepromenjena u prostoru i čini ugao sa ravninom ekliptike jednak 66°33". Dakle, ravan ekvatora je nagnuta prema ravni ekliptike pod uglom e=23°27". Slijedi nebeska sfera sa ekliptikom i znakovima zodijačkih sazviježđa označenim na njoj na njihovoj modernoj lokaciji.

Zemlja ulazi u poziciju I 21. marta. Kada se posmatra sa Zemlje, Sunce se projektuje na nebesku sferu u tački T, koja se trenutno nalazi u sazvežđu Riba. Deklinacija Sunca je 0°. Posmatrač koji se nalazi na Zemljinom ekvatoru vidi Sunce u zenitu u podne. Sve zemaljske paralele su napola osvijetljene, tako da je u svim tačkama na zemljinoj površini dan jednak noći. Astronomsko proljeće počinje na sjevernoj hemisferi, a jesen počinje na južnoj hemisferi.

Rice. 84.

Na poziciju III Zemlja dolazi 23. septembra. Deklinacija Sunca je bo=0° i projektovano je u tački Vage, koja se sada nalazi u sazvežđu Djevice. Posmatrač koji se nalazi na ekvatoru vidi Sunce u zenitu u podne. Sve zemaljske paralele su do pola obasjane Suncem, tako da je u svim tačkama na Zemlji dan jednak noći. Na sjevernoj hemisferi počinje astronomska jesen, a na južnoj hemisferi počinje proljeće.

22. decembra Zemlja dolazi u poziciju IV Sunce se projektuje u sazvežđe Strelca. Deklinacija Sunca 6=23°.5S. Osvetljen na južnoj hemisferi većina dnevne paralele nego na sjevernoj, pa je na južnoj hemisferi dan duži od noći, a na sjevernoj je obrnuto. Sunčeve zrake padaju gotovo okomito na južnu hemisferu, a pod uglom u sjevernu hemisferu. Stoga astronomsko ljeto počinje na južnoj hemisferi, a zima počinje na sjevernoj hemisferi. Sunce osvjetljava južnu polarnu zonu, a ne obasjava sjevernu. Južna polarna zona doživljava polarni dan, dok sjeverna zona doživljava noć.

Odgovarajuća objašnjenja mogu se dati i za druge međupoložaje Zemlje.

Naprijed
Sadržaj
Nazad

Kako se geografska širina područja ne mijenja, iz promjena visine Sunca slijedi da se njegova deklinacija mijenja. Geografska širina područja približno za datu naselje može se odrediti po geografska karta(za Rostov 47° 13"), onda se iz mjerenja visine h može utvrditi da je ljeti maksimalna udaljenost od nebeskog ekvatora +23,5°, a u zimsko vrijeme jednako -23,5°. Takođe se može utvrditi da se Sunce nalazi na nebeskom ekvatoru 21. marta i 23. septembra (dani ravnodnevnice), ovih dana je deklinacija Sunca 0°.

Na primjer, trebate odrediti maksimum i minimalna visina izlazak Sunca iznad horizonta za grad Kijev. Širina Kijeva: 50° 24"

H = 90° - 50,2° + 23,5° = 63,3° (u dane letnjeg solsticija);

H = 90° - 50,2° - 23,5° = 16,3° (u dane zimskog solsticija).

Tokom prolećne i jesenje ravnodnevice, podnevna nadmorska visina Sunca jednaka je dodatku geografske širine mesta na 90°, a tokom zimskog i letnjeg solsticija manja je ili veća od ravnodnevnice za ugao jednak nagib ekliptike prema ekvatoru.

U dane ekvinocija, visina podnevnog Sunca (φ0) iznad horizonta za različite geografske širine (φ1) određena je formulom:
φ0 = 90° - φ1
Koordinate Donjecka: 48°00′32″ s.š. w. 37°48′15″ E. d.
U Donjecku, 21. marta i 23. septembra u podne, Sunce je na visini:
φ0 = 90° - 48°= 42°
Ljeti, kada je Sunce iznad tropa svake hemisfere, njegova visina u podne se povećava za 23° 27", tj.
φ0 = 90° - φ1 + 23° 27"
φ0 = 90°- 48° +23° 27"= 65° 27"
U Donjecku 21. juna visina Sunca je 65°27"

Zimi, kada se Sunce kreće na suprotnu hemisferu, njegova visina se shodno tome smanjuje i dostiže minimum u danima solsticija, kada bi trebalo da se smanji za 23°27", tj.
φ0 = 90° - φ1- 23° 27"
φ0 = 90°- 48° - 23° 27"= 18° 33"

Problem 31

Z - zenita * - Polaris

Ugao pod kojim je Polaris vidljiv prema području horizonta
ugao između zenitne tačke i Severnjače.
U dane ekvinocija, visina podnevnog Sunca iznad horizonta za različite geografske širine određena je formulom:

Tako, na primjer, u Kijevu 21. marta i 23. septembra u podne Sunce je na visini:

Ljeti, kada je Sunce iznad tropa svake hemisfere, njegova visina u podne se povećava za 23° 27", tj.

Tako je za grad Kijev 21. juna visina Sunca 61°27". Zimi, kada se Sunce kreće na suprotnu hemisferu, njegova visina se shodno tome smanjuje i dostiže minimum u danima solsticija, kada treba ga smanjiti za 23°27", tj.

Dakle, za Kijev 22. decembra Sunce je na vrhuncu

Problem 33
Visina Sunca iznad horizonta izmjerena je sa broda 20. februara. Bilo je 50°. Sunce je bilo na jugu. Na čemu geografska širina da li se brod nalazi ako je tog dana Sunce bilo u zenitu na geografskoj širini 1105" S?

odgovor:
Brod se nalazio na 28°55"N.

Problem 32
Sankt Peterburg i Kijev se nalaze skoro na istom meridijanu. 22. juna u podne Sunce se u Sankt Peterburgu izdiže iznad horizonta za 53°30°, au Kijevu u ovom trenutku za 61,5°. Kolika je udaljenost između gradova u stepenima i kilometrima?

odgovor:

Udaljenost između Kijeva i Sankt Peterburga je 8°, au kilometrima -890,4 km.

Problem 34
Na sjevernoj hemisferi, gdje su turisti, Sunce je u podne iznad horizonta pod uglom od 53030". Istog dana, podnevno Sunce je u zenitu na 12°20" S. Na kom stepenu geografske širine se nalaze turisti?

odgovor:
Turisti se nalaze na 48°50"N geografske širine.

- Nadmorska visina Polara UVIJEK je jednaka geografskoj širini mjesta posmatranja (ovo je za sjevernu hemisferu) = i to u bilo koje doba dana!

©2015-2019 stranica
Sva prava pripadaju njihovim autorima. Ova stranica ne tvrdi autorstvo, ali omogućava besplatno korištenje.
Datum kreiranja stranice: 25.10.2017

Prividno godišnje kretanje Sunca

Zbog godišnje rotacije Zemlje oko Sunca u pravcu od zapada prema istoku, čini nam se da se Sunce kreće među zvijezdama od zapada prema istoku duž veliki krug nebeska sfera, koja se zove ekliptika, sa periodom od 1 godine . Ravan ekliptike (ravnina Zemljine orbite) je nagnuta prema ravni nebeskog (kao i zemaljskog) ekvatora pod uglom. Ovaj ugao se zove nagib ekliptike.

Položaj ekliptike na nebeskoj sferi, odnosno ekvatorijalne koordinate tačaka ekliptike i njen nagib prema nebeskom ekvatoru određuju se iz dnevnih posmatranja Sunca. Mjereći zenitnu udaljenost (ili visinu) Sunca u trenutku njegove gornje kulminacije na istoj geografskoj širini,

,	(6.1)
,	(6.2)

Može se ustanoviti da deklinacija Sunca tokom godine varira od do . U ovom slučaju, direktni uspon Sunca varira tokom godine od do ili od do.

Pogledajmo pobliže promjenu Sunčevih koordinata.

U tački prolećna ravnodnevica^, kojim Sunce prolazi godišnje 21. marta, prava ascenzija i deklinacija Sunca su nula. Zatim se svakim danom povećava pravi uspon i deklinacija Sunca.

U tački ljetni solsticij a, gde Sunce pada 22. juna, njegov desni ascenzija je 6 h, a deklinacija doseže maksimalna vrijednost+ . Nakon toga, deklinacija Sunca se smanjuje, ali prava ascenzija nastavlja da raste.

Kada Sunce dođe u tačku 23. septembra jesenja ravnodnevica d, njegova prava ascenzija će postati jednaka , a deklinacija će opet postati nula.

Dalje, pravi uspon, koji nastavlja da raste, u tački zimski solsticij g, gdje Sunce udara 22. decembra, postaje jednaka, a deklinacija dostiže svoju minimalnu vrijednost - . Nakon toga, deklinacija se povećava, a nakon tri mjeseca Sunce ponovo dolazi na tačku proljetne ravnodnevnice.

Razmotrimo promjenu položaja Sunca na nebu tokom godine za posmatrače koji se nalaze u različitim mjestima na površini Zemlje.

Sjeverni pol Zemlje, na dan prolećne ravnodnevice (21.03) Sunce kruži oko horizonta. (Podsjetimo da na sjevernom polu Zemlje nema pojava izdizanja i zalaska svjetiljki, odnosno bilo koje svjetiljke se kreće paralelno s horizontom, a da ga ne prelazi). Ovo označava početak polarnog dana na Sjevernom polu. Sljedećeg dana, Sunce će, nakon blagog podizanja duž ekliptike, opisati krug paralelan s horizontom na nešto većoj visini. Svakim danom dizaće se sve više i više. Maksimalna visina Sunce će doći na dan ljetnog solsticija (22.06.) - . Nakon toga će početi polagano smanjenje visine. Na dan jesenjeg ekvinocija (23. septembra) Sunce će ponovo biti na nebeskom ekvatoru, koji se poklapa sa horizontom na Severnom polu. Nakon što je na ovaj dan napravio oproštajni krug duž horizonta, Sunce se spušta ispod horizonta (ispod nebeskog ekvatora) šest mjeseci. Završio se polarni dan, koji je trajao šest mjeseci. Počinje polarna noć.

Za posmatrača koji se nalazi na Arktički krug Sunce dostiže najveću visinu u podne na dan letnjeg solsticija -. Ponoćna visina Sunca ovog dana je 0°, odnosno Sunce ne zalazi na ovaj dan. Ovaj fenomen se obično naziva polarni dan.

Na dan zimskog solsticija, njegova podnevna visina je minimalna - to jest, Sunce ne izlazi. To se zove polarna noć. Geografska širina arktičkog kruga je najmanja na sjevernoj hemisferi Zemlje, gdje se zapažaju fenomeni polarnog dana i noći.

Za posmatrača koji se nalazi na sjevernim tropima, Sunce izlazi i zalazi svaki dan. Sunce dostiže svoju maksimalnu podnevnu visinu iznad horizonta na dan ljetnog solsticija - na ovaj dan prelazi zenitnu tačku (). Tropik sjevera je najsjevernija paralela gdje je Sunce u zenitu. Minimalna podnevna visina, , javlja se na zimski solsticij.

Za posmatrača koji se nalazi na ekvator, apsolutno sve svjetiljke zalaze i dižu se. Štaviše, bilo koja svjetiljka, uključujući i Sunce, provede tačno 12 sati iznad horizonta i 12 sati ispod horizonta. To znači da je dužina dana uvijek jednaka dužini noći - po 12 sati. Dva puta godišnje - u dane ekvinocija - podnevna visina Sunca postaje 90°, odnosno prolazi kroz zenitnu tačku.

Za posmatrača koji se nalazi na geografska širina Sterlitamaka, to jest, u umjerenom pojasu, Sunce nikada nije u zenitu. Najveću visinu dostiže u podne 22. juna, na dan letnjeg solsticija. Na dan zimskog solsticija, 22. decembra, njegova visina je minimalna - .

Dakle, formulirajmo sljedeće astronomske znakove termalnih pojaseva:

1. U hladnim zonama (od polarnih krugova do polova Zemlje) Sunce može biti i svjetiljka koja ne zalazi i ne izlazi. Polarni dan i polarna noć mogu trajati od 24 sata (na sjevernom i južnom polarnom krugu) do šest mjeseci (na sjevernom i južnom polu Zemlje).

2. B umjerenim zonama(od severnih i južnih tropa do severnih i južnih polarnih krugova) Sunce izlazi i zalazi svaki dan, ali nikada nije u zenitu. Ljeti je dan duži od noći, a zimi je obrnuto.

3. U vrućoj zoni (od sjevernog do južnog tropa) Sunce uvijek izlazi i zalazi. Sunce je u zenitu od jednom - u sjevernim i južnim tropima, do dvaput - na drugim geografskim širinama pojasa.

Redovna promjena godišnjih doba na Zemlji posljedica je tri razloga: godišnje rotacije Zemlje oko Sunca, nagiba Zemljine ose u odnosu na ravan Zemljine orbite (ravan ekliptike) i zadržavanja Zemljine ose u svom smjeru. u svemiru tokom dugih vremenskih perioda. Zbog kombinovanog djelovanja ova tri uzroka, prividno godišnje kretanje Sunca se događa duž ekliptike, nagnute prema nebeskom ekvatoru, a samim tim i položaj Sunčeve dnevne putanje iznad horizonta. raznim mjestima Zemljina površina se menja tokom godine, a samim tim i uslovi njihovog osvetljenja i zagrevanja Suncem.

Neravnomjerno zagrijavanje od strane Sunca područja zemljine površine različitih geografskih širina (ili istih područja u različita vremena godine) može se lako odrediti jednostavnim proračunom. Označimo sa količinom topline koja se prenosi na jedinicu površine zemljine površine vertikalno padajućim sunčevim zrakama (Sunce u zenitu). Tada će, na različitoj zenitnoj udaljenosti od Sunca, ista jedinica površine primiti količinu topline

(6.3)

Zamjenom vrijednosti Sunca u tačno podne u različite dane u godini u ovu formulu i dijeljenjem rezultirajućih jednakosti jedna s drugom, možete pronaći omjer količine topline primljene od Sunca u podne ovih dana godine.

Zadaci:

1. Izračunajte nagib ekliptike i odredite ekvatorijalne i ekliptičke koordinate njenih glavnih tačaka iz izmjerene zenitne udaljenosti. Sunce u svojoj najvišoj kulminaciji u dane solsticija:

2. Odredite nagib prividne godišnje putanje Sunca prema nebeskom ekvatoru na planetama Mars, Jupiter i Uran.

3. Odredite nagib ekliptike prije oko 3000 godina, ako je, prema tadašnjim zapažanjima na nekom mjestu na sjevernoj hemisferi Zemlje, podnevna visina Sunca na dan ljetnog solsticija bila +63〫48ʹ , a na dan zimskog solsticija +16〫00ʹ južno od zenita.

4. Prema kartama zvezdanog atlasa akademika A.A. Mikhailova da ustanovi nazive i granice zodijačkih sazvežđa, naznači ona od njih u kojima se nalaze glavne tačke ekliptike i odredi prosečno trajanje kretanja Sunca u odnosu na pozadinu svakog zodijačkog sazvežđa.

5. Pomoću pokretne karte zvjezdanog neba odredite azimute tačaka i vremena izlaska i zalaska sunca, kao i približno trajanje dana i noći na geografskoj širini Sterlitamaka u dane ekvinocija i solsticija.

6. Izračunajte podnevnu i ponoćnu visinu Sunca za dane ekvinocija i solsticija u: 1) Moskvi; 2) Tver; 3) Kazanj; 4) Omsk; 5) Novosibirsk; 6) Smolensk; 7) Krasnojarsk; 8) Volgograd.

7. Izračunajte odnos količina toplote primljenih u podne od Sunca u dane solsticija na identičnim lokacijama u dve tačke na zemljinoj površini koje se nalaze na geografskoj širini: 1) +60〫30ʹ i u Majkopu; 2) +70〫00ʹ iu Groznom; 3) +66〫30ʹ i u Mahačkali; 4) +69〫30ʹ iu Vladivostoku; 5) +67〫30ʹ iu Mahačkali; 6) +67〫00ʹ iu Južno-Kurilsku; 7) +68〫00ʹ iu Južno-Sahalinsku; 8) +69〫00ʹ iu Rostovu na Donu.

Keplerovi zakoni i planetarne konfiguracije

Pod uticajem gravitacionog privlačenja prema Suncu, planete se okreću oko njega u blago izduženim eliptičnim orbitama. Sunce se nalazi u jednom od žarišta eliptične orbite planete. Ovaj pokret se pokorava Keplerovim zakonima.

Velika poluosa eliptične orbite planete je također prosječna udaljenost od planete do Sunca. Zbog manjih ekscentriciteta i malih nagiba orbita glavne planete, prilikom rješavanja mnogih zadataka, moguće je približno pretpostaviti da su ove orbite kružne s polumjerom i da leže praktično u istoj ravni - u ravnini ekliptike (ravnini Zemljine orbite).

Prema Keplerovom trećem zakonu, ako su i su, respektivno, siderični periodi okretanja određene planete i Zemlje oko Sunca, i su velike poluose njihovih orbita, tada

Ovdje se periodi okretanja planete i Zemlje mogu izraziti u bilo kojim jedinicama, ali dimenzije moraju biti iste. Slična izjava je tačna za velike poluose i.

Ako uzmemo 1 tropsku godinu ( – period okretanja Zemlje oko Sunca) kao jedinicu za mjerenje vremena, a 1 astronomsku jedinicu () kao jedinicu mjerenja udaljenosti, onda Keplerov treći zakon (7.1) može biti prepisano kao

gdje je siderički period okretanja planete oko Sunca, izražen u prosječnim solarnim danima.

Očigledno, za Zemlju prosjek ugaona brzina određuje se formulom

Ako za mjernu jedinicu uzmemo ugaone brzine planete i Zemlje, a orbitalni periodi se mjere u tropskim godinama, onda se formula (7.5) može zapisati kao

Prosječna linearna brzina planete u orbiti može se izračunati pomoću formule

Prosječna vrijednost Zemljine orbitalne brzine je poznata i iznosi . Dijelimo (7.8) sa (7.9) i koristeći Keplerov treći zakon (7.2), nalazimo zavisnost od

Znak "-" odgovara interni ili niže planete (Merkur, Venera) i “+” – vanjski ili gornji (Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun). U ovoj formuli oni su izraženi u godinama. Ako je potrebno, pronađene vrijednosti se uvijek mogu izraziti u danima.

Relativni položaj planeta lako se određuje njihovim heliocentričnim ekliptičkim sfernim koordinatama, čije se vrijednosti za različite dane u godini objavljuju u astronomskim godišnjacima, u tabeli koja se naziva "heliocentrične geografske dužine planeta".

Centar ovog koordinatnog sistema (slika 7.1) je centar Sunca, a glavni krug je ekliptika, čiji su polovi udaljeni 90º od njega.

Veliki krugovi povučeni kroz polove ekliptike nazivaju se krugovima ekliptičke širine, prema njima se mjeri od ekliptike heliocentrična ekliptička širina, koji se smatra pozitivnim na sjevernoj ekliptičkoj hemisferi i negativnim na južnoj ekliptičkoj hemisferi nebeske sfere. Heliocentrična ekliptička dužina mjeri se duž ekliptike od tačke proljetne ravnodnevnice ¡ u smjeru suprotnom od kazaljke na satu do osnove kruga geografske širine svjetiljke i ima vrijednosti u rasponu od 0º do 360º.

Zbog malog nagiba orbita velikih planeta prema ravni ekliptike, ove orbite se uvijek nalaze u blizini ekliptike, a kao prva aproksimacija može se uzeti u obzir njihova heliocentrična geografska dužina, određujući položaj planete u odnosu na Sunce samo pomoću njegova heliocentrična ekliptička dužina.

Rice. 7.1. Ekliptički nebeski koordinatni sistem

Razmotrimo orbite Zemlje i neke unutrašnje planete (slika 7.2), koristeći heliocentrični ekliptički koordinatni sistem. U njemu je glavni krug ekliptika, a nulta tačka je tačka prolećnog ekvinocija ^. Ekliptička heliocentrična geografska dužina planete se računa od pravca „Sunce – prolećna ravnodnevnica ^“ do smera „Sunce – planeta“ u smeru suprotnom od kazaljke na satu. Radi jednostavnosti, pretpostavit ćemo da su orbitalne ravni Zemlje i planete podudarne, a same orbite su kružne. Položaj planete u svojoj orbiti je tada dat njenom ekliptičnom heliocentričnom dužinom.

Ako je centar ekliptičkog koordinatnog sistema poravnat sa centrom Zemlje, onda će to biti geocentrični ekliptički koordinatni sistem. Tada se ugao između pravaca „centar Zemlje - tačka prolećnog ekvinocija ^” i „centar Zemlje – planeta” naziva ekliptička geocentrična dužina planete Heliocentrična ekliptička dužina Zemlje i geocentrična ekliptička dužina Sunca, kao što se može vidjeti sa Sl. 7.2 povezani su relacijom:

Nazvat ćemo konfiguraciju planete su neke fiksne relativne pozicije planete, Zemlje i Sunca.

Razmotrimo odvojeno konfiguracije internih i vanjske planete.

Rice. 7.2. Helio- i geocentrični sistemi
ekliptičke koordinate

Postoje četiri konfiguracije unutrašnjih planeta: donji priključak(n.s.), gornja veza(v.s.), najveća zapadna elongacija(n.s.e.) i najveća istočna elongacija(n.v.e.).

U inferiornoj konjunkciji (NC), unutrašnja planeta je na liniji koja povezuje Sunce i Zemlju, između Sunca i Zemlje (slika 7.3). Za zemaljskog posmatrača, u ovom trenutku se unutrašnja planeta „povezuje“ sa Suncem, odnosno vidljiva je na pozadini Sunca. U ovom slučaju su ekliptičke geocentrične dužine Sunca i unutrašnje planete jednake, odnosno: .

U blizini inferiorne konjunkcije, planeta se kreće na nebu u retrogradnom kretanju blizu Sunca, danju je iznad horizonta, blizu Sunca, i nemoguće ga je posmatrati gledajući bilo šta na njenoj površini. Vrlo je rijetko vidjeti nešto jedinstveno astronomski fenomen– prolazak unutrašnje planete (Merkur ili Venera) preko Sunčevog diska.

Rice. 7.3. Konfiguracije unutrašnjih planeta

Pošto je ugaona brzina unutrašnje planete veća od ugaone brzine Zemlje, posle nekog vremena planeta će se pomeriti u poziciju u kojoj se pravci „planeta-Sunce” i „planeta-Zemlja” razlikuju za (slika 7.3). Za posmatrača na Zemlji, planeta je udaljena od solarnog diska pod maksimalnim uglom, ili kažu da je planeta u ovom trenutku u svom najvećem elongaciji (udaljenosti od Sunca). Postoje dve najveće elongacije unutrašnje planete - western(n.s.e.) i istočni(n.v.e.). Pri najvećem zapadnom elongaciji (), planeta zalazi ispod horizonta i izlazi ranije od Sunca. To znači da se može posmatrati ujutru, pre izlaska sunca, na istočnom nebu. To se zove jutarnja vidljivost planete.

Nakon što prođe kroz najveću zapadnu elongaciju, disk planete počinje da se približava disku Sunca na nebeskoj sferi sve dok planeta ne nestane iza diska Sunca. Ova konfiguracija, kada Zemlja, Sunce i planeta leže na istoj pravoj liniji, a planeta je iza Sunca, naziva se gornja veza(v.s.) planete. Posmatranja unutrašnje planete u ovom trenutku se ne mogu vršiti.

Nakon superiorne konjunkcije, ugaona udaljenost između planete i Sunca počinje da raste, dostižući svoju maksimalnu vrednost pri najvećem istočnom elongaciji (CE). Istovremeno, heliocentrična ekliptička dužina planete veća je od Sunčeve (a geocentrična je, naprotiv, manja, tj.). Planeta u ovoj konfiguraciji izlazi i zalazi kasnije od Sunca, što omogućava da se posmatra uveče nakon zalaska sunca ( večernja vidljivost).

Zbog eliptičnosti orbita planeta i Zemlje, ugao između pravaca prema Suncu i prema planeti pri najvećem elongaciji nije konstantan, već varira u određenim granicama, za Merkur - od do, za Veneru - od do .

Najveća elongacija su najpogodniji momenti za posmatranje unutrašnjih planeta. Ali pošto se čak iu ovim konfiguracijama Merkur i Venera ne kreću daleko od Sunca na nebeskoj sferi, ne mogu se posmatrati tokom cele noći. Trajanje večernje (i jutarnje) vidljivosti za Veneru ne prelazi 4 sata, a za Merkur - ne više od 1,5 sata. Možemo reći da je Merkur uvijek "okupan" sunčevim zracima - mora se promatrati ili neposredno prije izlaska ili odmah nakon zalaska sunca, na vedrom nebu. Prividni sjaj (veličina) Merkura varira tokom vremena, u rasponu od do . Prividna veličina Venere varira od do . Venera je najsjajniji objekat na nebu posle Sunca i Meseca.

Spoljne planete takođe imaju četiri konfiguracije (slika 7.4): spoj(sa.), konfrontacija(str.), istočni I zapadna kvadratura(Z.Q. i Q.Q.).

Rice. 7.4. Konfiguracije vanjskih planeta

U konfiguraciji konjunkcije, vanjska planeta se nalazi na liniji koja spaja Sunce i Zemlju, iza Sunca. U ovom trenutku to se ne može posmatrati.

Budući da je ugaona brzina vanjske planete manja od brzine Zemlje, dalje relativno kretanje planete na nebeskoj sferi će biti retrogradne. Istovremeno će se postepeno pomjerati zapadno od Sunca. Kada ugaona udaljenost vanjske planete od Sunca dostigne , ona će pasti u konfiguraciju "zapadne kvadrature". U ovom slučaju, planeta će biti vidljiva na istočnom nebu tokom druge polovine noći do izlaska sunca.

U "opozicionoj" konfiguraciji, koja se ponekad naziva i "opozicija", planeta se nalazi na nebu od Sunca do , zatim

Planeta koja se nalazi u istočnoj kvadraturi može se posmatrati od večeri do ponoći.

Najpovoljniji uslovi za posmatranje spoljašnjih planeta su u eri njihovog suprotstavljanja. U ovom trenutku planeta je dostupna za posmatranje tokom cele noći. Istovremeno je što bliže Zemlji i ima najveći ugaoni prečnik i maksimalnu svetlost. Za posmatrače je važno da sve gornje planete dostižu najveću visinu iznad horizonta tokom zimskih opozicija, kada se kreću po nebu u istim sazvežđima u kojima je Sunce ljeti. Letnja sučeljavanja se nastavljaju sjevernim geografskim širinama dešavaju nisko iznad horizonta, što može veoma otežati posmatranje.

Prilikom izračunavanja datuma određene konfiguracije planete, njena lokacija u odnosu na Sunce prikazana je na crtežu, čija se ravan uzima kao ravan ekliptike. Pravac do tačke prolećne ravnodnevice ^ bira se proizvoljno. Ako je dan u godini na koji heliocentrična ekliptička dužina Zemlje ima određenu vrijednost, tada na crtežu prvo treba zabilježiti lokaciju Zemlje.

Približnu vrijednost Zemljine heliocentrične ekliptičke dužine vrlo je lako pronaći od datuma posmatranja. Lako je videti (slika 7.5) da, na primer, 21. marta, gledajući od Zemlje prema Suncu, gledamo tačku prolećne ravnodnevice ^, odnosno da se pravac „Sunce - tačka prolećne ravnodnevice“ razlikuje iz pravca “Sunce – Zemlja” preko , što znači da je heliocentrična ekliptička dužina Zemlje . Gledajući Sunce na dan jesenjeg ekvinocija (23. septembra), vidimo ga u pravcu tačke jesenjeg ekvinocija (na crtežu je dijametralno suprotna tački ^). Istovremeno, ekliptička dužina Zemlje je . Od sl. 7.5 jasno je da je na dan zimskog solsticija (22. decembra) ekliptička dužina Zemlje , a na dan ljetnog solsticija (22. jun) - .

Rice. 7.5. Zemljine ekliptičke helicentrične dužine
u različite dane u godini