Kuidas leida päikese kõrgust horisondi kohal. Päikese liikumine erinevatel laiuskraadidel

Elu meie planeedil sõltub päikesevalguse ja soojuse hulgast. Kohutav on isegi hetkeks ette kujutada, mis oleks juhtunud, kui taevas poleks olnud sellist tähte nagu Päike. Iga rohulible, iga leht, iga lill vajab soojust ja valgust, nagu inimesed õhus.

Päikesekiirte langemisnurk on võrdne päikese kõrgusega horisondi kohal

Maa pinnale sattuva päikesevalguse ja soojuse hulk on otseselt võrdeline kiirte langemisnurgaga. Päikesekiired võivad Maale langeda 0 kuni 90 kraadise nurga all. Nurk, mille all kiired maad tabavad, on erinev, sest meie planeedil on kuuli kuju. Mida suurem see on, seda kergem ja soojem see on.

Seega, kui kiir tuleb 0-kraadise nurga all, libiseb see ainult mööda maapinda ilma seda soojendamata. See langemisnurk esineb põhja- ja lõunapoolusel, polaarjoone taga. Täisnurga all langevad päikesekiired ekvaatorile ning lõuna- ja vahelisele pinnale

Kui päikesekiirte nurk maapinnal on õige, näitab see seda

Seega on maapinna kiired ja päikese kõrgus horisondi kohal üksteisega võrdsed. Need sõltuvad geograafilisest laiuskraadist. Mida lähemale nulllaiuskraadile, seda lähemal on kiirte langemisnurk 90 kraadile, mida kõrgemal on päike horisondi kohal, seda soojem ja heledam.

Kuidas muudab päike oma kõrgust horisondi kohal?

Päikese kõrgus horisondi kohal ei ole püsiv väärtus. Vastupidi, see muutub alati. Selle põhjus peitub planeedi Maa pidevas liikumises ümber tähe Päikese, aga ka planeedi Maa pöörlemises ümber oma telje. Selle tulemusena järgneb ööle päev ja aastaajad üksteist.

Troopikavaheline territoorium saab kõige rohkem soojust ja valgust, siin on päev ja öö peaaegu võrdse kestusega ning päike on oma seniidis 2 korda aastas.

Polaarjoone taga olev pind saab vähem soojust ja valgust, on olemas sellised mõisted nagu öö, mis kestab umbes kuus kuud.

Sügis- ja kevadpööripäevad

Selgitatakse välja 4 peamist astroloogilist kuupäeva, mille määrab päikese kõrgus horisondi kohal. 23. september ja 21. märts on sügisesed ja kevadised pööripäevad. See tähendab, et nendel päevadel on septembris ja märtsis päikese kõrgus horisondi kohal 90 kraadi.

Lõuna ja päikese poolt valgustatud võrdselt ning öö pikkuskraad on võrdne päeva pikkuskraadiga. Kui põhjapoolkeral saabub astroloogiline sügis, siis lõunapoolkeral, vastupidi, kevad. Sama võib öelda talve ja suve kohta. Kui lõunapoolkeral on talv, siis põhjapoolkeral on suvi.

Suvised ja talvised pööripäevad

22. juuni ja 22. detsember on suvepäevad ning 22. detsember on põhjapoolkeral lühim päev ja pikim öö. Talvine päike on kogu aasta madalaimal kõrgusel horisondi kohal.

Üle 66,5 kraadi laiuskraadi on päike horisondi all ja ei tõuse. Seda nähtust, mil talvine päike silmapiirile ei tõuse, nimetatakse polaarööks. Lühim öö saabub 67-kraadisel laiuskraadil ja kestab vaid 2 päeva ning pikim öö leiab aset poolustel ja kestab 6 kuud!

Detsember on aasta kõige pikemate öödega kuu põhjapoolkeral. Mehed sisse Kesk-Venemaaärkama pimedas tööle ja naaske ka öösel. See on paljude jaoks raske kuu, kuna päikesevalguse puudumine mõjutab inimeste füüsilist ja moraalset seisundit. Sel põhjusel võib isegi tekkida depressioon.

Moskvas on 2016. aastal 1. detsembri päikesetõus kell 08.33. Sel juhul on päeva pikkuseks 7 tundi 29 minutit. silmapiiri taga on väga vara, kell 16.03. Öö pikkus on 16 tundi 31 minutit. Seega selgub, et öö pikkuskraad on 2 korda suurem kui päeva pikkus!

Tänavune päev Talvine pööripäev- 21. detsember. Lühim päev kestab täpselt 7 tundi. Siis kestab sama olukord 2 päeva. Ja juba 24. detsembrist läheb päev aeglaselt, kuid kindlalt kasumisse.

Päevas lisandub keskmiselt üks minut päevavalgust. Kuu lõpus on detsembri päikesetõus täpselt kell 9, mis on 27 minutit hiljem kui 1. detsember

22. juuni on suvine pööripäev. Kõik juhtub täpselt vastupidi. Terve aasta jooksul on sellel kuupäeval pikim päev ja lühim öö. See on põhjapoolkera jaoks.

Lõunas on vastupidi. Selle päevaga on seotud huvitavad loodusnähtused. Polaarjoone taha saabub polaarpäev, päike ei looju põhjapoolusele horisondi alla 6 kuu jooksul. Juunis algavad Peterburis salapärased valged ööd. Need kestavad umbes juuni keskpaigast kaks kuni kolm nädalat.

Kõik need 4 astroloogilist kuupäeva võivad 1-2 päeva võrra erineda, kuna päikeseaasta ei lange alati kalendriaastaga kokku. Ka kompensatsioonid toimuvad liigaaastatel.

Päikese kõrgus horisondi kohal ja kliimatingimused

Päike on üks olulisemaid kliimat kujundavaid tegureid. Olenevalt sellest, kuidas päikese kõrgus horisondi kohal konkreetses piirkonnas muutus maa pind, muuta kliimatingimused ja aastaajad.

Näiteks Kaug-Põhjas langevad päikesekiired väga väikese nurga all ja libisevad ainult mööda maapinda ilma seda üldse soojendamata. Selle teguri tingimustes on siinne kliima äärmiselt karm, valitseb igikelts, külmad talved külmetavate tuulte ja lumega.

Mida kõrgemal on päike horisondi kohal, seda soojem on kliima. Näiteks ekvaatoril on ebatavaliselt kuum, troopiline. Hooajalisi kõikumisi pole ekvaatori piirkonnas samuti praktiliselt tunda, neis piirkondades on igavene suvi.

Päikese kõrguse mõõtmine horisondi kohal

Nagu öeldakse, on kõik geniaalne lihtne. Nii et siin. Seade päikese kõrguse horisondi kohal mõõtmiseks on elementaarselt lihtne. See on horisontaalne pind, mille keskel on 1 meeter pikk. Päikesepaistelisel päeval keskpäeval heidab post kõige lühema varju. Selle lühima varju abil tehakse arvutused ja mõõtmised. Vaja on mõõta nurka varju otsa ja masti otsa varju otsaga ühendava segmendi vahel. See nurga väärtus on päikese nurk horisondi kohal. Seda seadet nimetatakse gnomoniks.

Gnomon on iidne astroloogiline instrument. Päikese kõrguse mõõtmiseks horisondi kohal on ka teisi seadmeid, näiteks sekstant, kvadrant, astrolabe.

Kui a mõõta iga päev, millise nurga all tõuseb Päike keskpäeval horisondi kohale - seda nurka nimetatakse keskpäevaks - siis näete, et see pole sama erinevad päevad ja suvel palju rohkem kui talvel. Seda saab hinnata ilma ühegi goniomeetrilise instrumendita, lihtsalt varda poolt keskpäeval heidetud varju pikkuse järgi: mida lühem vari, seda suurem on keskpäeva kõrgus ja mida pikem vari, seda väiksem on keskpäeva kõrgus. 22. juunil on põhjapoolkeral Päikese keskpäevane kõrgus kõrgeim. See on aasta pikim päev sellel Maa poolel. Seda nimetatakse suviseks pööripäevaks. Mitu päeva järjest keskpäeva kõrgus päike muutub äärmiselt vähe (sellest ka väljend "pööripäev") ja seetõttu ja ka päeva pikkus peaaegu ei muutu.

Kuus kuud hiljem, 22. detsembril, on põhjapoolkeral talvine pööripäev. Siis on Päikese keskpäevane kõrgus väikseim ja päev kõige lühem. Jällegi, mitu päeva järjest muutub Päikese lõunakõrgus äärmiselt aeglaselt ja päeva pikkus peaaegu ei muutu. 22. juuni ja 22. detsembri keskpäevaste Päikese kõrguste vahe on 47°. Aastas on kaks päeva, mil Päikese keskpäeva kõrgus on täpselt 2301/2 võrra madalam kui suvise pööripäeva päeval ja sama palju kõrgem kui talvisel pööripäeval. See juhtub 21. märtsil (kevade alguses) ja 23. septembril (sügise alguses). Nendel päevadel on päeva ja öö pikkus sama: päev võrdub ööga. Sellepärast 21. märtsi nimetatakse kevadiseks pööripäevaks ja 23. septembrit sügiseseks pööripäevaks.

Et mõista, miks Päikese keskpäeva kõrgus aasta jooksul muutub, teeme järgmise katse. Võtame gloobuse. Maakera pöörlemistelg on kallutatud aluse tasapinna suhtes nurgaga 6601/r ja ekvaator nurgaga 23C1/2. Nende nurkade väärtused ei ole juhuslikud: Maa telg on Päikese ümber kulgeva tee tasapinna (orbiidi) suhtes kaldu ka 6601/2 võrra.

Paneme lauale ereda lambi. Temast saab kujutama Päike. Liigume maakeraga lambist veidi eemale, et saaksime

pidi kandma lambi ümber maakera; maakera keskosa peaks jääma lambi tasemele ja maakera alus peaks olema põrandaga paralleelne.

Kogu maakera lambi poolne külg on valgustatud.

Püüame leida maakera sellise asendi, et valguse ja varju piir läbiks korraga mõlemat poolust. See asend Päikese suhtes on maakeral kevadise pööripäeva või sügisese pööripäeva päeval. Maakera ümber oma telje pöörates on lihtne näha, et selles asendis peaks päev olema võrdne ööga ja pealegi mõlemal poolkeral korraga - põhja- ja lõunapoolkeral.

Kleebime nööpnõela risti pinnaga sellisesse ekvaatori punkti, et see vaataks peaga otse lampi. Siis me ei näe sellelt tihvtilt varju; see tähendab, et ekvaatori elanike jaoks Päike keskpäeval on see seniidis, see tähendab, et ta seisab otse pea kohal.

Nüüd liigume maakeraga ümber laua vastupäeva ja läbime veerandi oma ringteest. Samas tuleb meeles pidada, et Maa iga-aastasel liikumisel ümber Päikese jääb tema telje suund kogu aeg muutumatuks ehk maakera telg peab liikuma paralleelselt iseendaga, muutmata oma kallet.

Maakera uue asukohaga näeme, et põhjapoolust valgustab lamp (esindab Päikest) ja lõunapoolus on pimeduses. Selles asendis on Maa siis, kui põhjapoolkeral on aasta pikim päev suvise pööripäeva päev.

Sel ajal langevad päikesekiired põhjapoolsele poolele suure nurga all. Selle päeva lõunapäike on põhjatroopikas oma kõrgpunktis; põhjapoolkeral siis - suvi, lõunapoolkeral - talv. Seal langevad kiired sel ajal maapinnale viltusemalt.

Liigume maakeraga veel veerand ringist edasi. Nüüd on meie maakera võtnud asendi, mis on kevadisele otse vastupidine. Jällegi märkame, et päeva ja öö piir läbib mõlemat poolust ja jällegi on päev tervel Maal võrdne ööga ehk see kestab 12 tundi. See juhtub sügisesel pööripäeval.

Lihtne on veenduda, et sel päeval ekvaatoril on Päike keskpäeval taas oma seniidis ja langeb seal vertikaalselt maapinnale. Seetõttu on ekvaatori elanike jaoks Päike oma seniidis kaks korda aastas: kevadise ja sügisese pööripäeva ajal. Liigume nüüd maakeraga veel veerand ringist edasi. Maa (gloobus) asub teisel pool lampi (päikest). Pilt muutub dramaatiliselt: põhjapoolus on nüüd pimeduses ja lõunapoolust valgustab päike. Päike soojendab lõunapoolkera rohkem kui põhjapoolkera. Maa põhjapoolne pool on talv ja lõunapool suvi. See on asend, mille Maa võtab talvise pööripäeva päeval. Sel ajal on lõunatroopikas Päike seniidis, see tähendab, et tema kiired langevad vertikaalselt. See on pikim päev lõunapoolkeral ja lühim põhjapoolkeral.

Pärast veerandi ringist möödumist naaseme uuesti algasendisse.

Teeme veel ühe huvitav kogemus: me ei kalluta maakera telge, vaid korraldama see on põranda tasapinnaga risti. Kui me sama teed läheme Koos Maakera ümber lambi, siis oleme veendunud, et sel juhul kestab pööripäev tervel Maal aastaringselt. Meie laiuskraadidel oleks igavene kevad- ja sügispäevad ja ei oleks järske üleminekuid soojalt külmale. Kõikjal (välja arvatud muidugi poolused ise) tõuseks Päike kohaliku aja järgi täpselt idast kell 6 hommikul, tõustes keskpäeval alati sama see koht kõrgusel ja läheks otse läände kell 18 kohaliku aja järgi.

Seega, tänu Maa liikumisele ümber Päikese ja Maa telje pidevale kaldele oma orbiidi tasapinna suhtes, aastaaegade vaheldumine.

See seletab ka tõsiasja, et põhja- ja lõunapoolusel kestab päev ja öö pool aastat ning ekvaatoril võrdub päev aasta läbi ööga. Keskmistel laiuskraadidel, näiteks Moskvas, varieerub päeva ja öö pikkus aasta jooksul 7–17,5 tundi.

peal ekvaatorist põhja- ja lõunalaiusel 2301/2 asuvas põhja- ja lõunatroopikas on Päike oma seniidis vaid kord aastas. Kõigis troopika vahel asuvates kohtades on keskpäevane päike kaks korda aastas oma seniidis. Maakera ruumi, mis oli suletud troopika vahel, nimetati selle termiliste omaduste tõttu kuumaks tsooniks. Selle keskel on ekvaator.

Poolusest 23°'/2 kaugusel, s.o laiuskraadil 6601/2, ei ilmu Päike kord aastas talvel terve päeva horisondi kohale ja suvel, vastupidi, kord aastas mitte. terveks päevaks.

Neisse kohtadesse maakera põhja- ja lõunapoolkeral ning kaartidel tõmmatakse kujuteldavad jooned, mida nimetatakse polaarringideks.

Mida lähemal üks või teine ​​koht polaarringidest poolustele asub, seda rohkem päevadel jätkub seal pidev päev (või pidev öö) ja Päike ei looju ega tõuse. Ja Maa päris poolustel paistab Päike pidevalt kuus kuud. Samas langevad siin päikesekiired maapinnale väga viltu. Päike ei tõuse kunagi kõrgele horisondi kohale. Sellepärast pooluste ümber, polaarringidest ümbritsetud ruumis on eriti külm. Selliseid vöösid on kaks - põhja- ja lõunapoolne; neid nimetatakse külmadeks tsoonideks. On pikad talved ja lühikesed külmad suved.

Polaarringide ja troopika vahel on kaks parasvöötme (põhja- ja lõunaosa).

Mida lähemale troopikale, seda talv lühem ja soojem ning mida lähemal polaarringidele, seda pikem ja karmim see on.

§ 52. Päikese näiv iga-aastane liikumine ja selle seletus

1. Päikesetõusu ja -loojangu koht ning järelikult selle asimuut muutub päevast päeva. Alates 21. märtsist (kui Päike tõuseb idapunktis ja loojub läänepunktis) kuni 23. septembrini on kirdekvartalis näha päikesetõusu ja loodekvartalis päikeseloojangut. Selle aja alguses liiguvad päikesetõusu ja -loojangu punktid põhja poole ja seejärel vastupidises suunas. 23. septembril, nagu ka 21. märtsil, tõuseb Päike idast ja loojub läände. Alates 23. septembrist kuni 21. märtsini kordub sarnane nähtus kagu- ja edelakvartalis. Päikesetõusu ja -loojangu punktide liikumise periood on üheaastane.

Tähed tõusevad ja loojuvad alati samades horisondi punktides.

2. Päikese meridionaalne kõrgus muutub iga päev. Näiteks Odessas (av = 46°,5 N) on see 22. juunil suurim ja võrdne 67°-ga, siis hakkab see vähenema ja jõuab 22. detsembril väikseim väärtus 20°. Pärast 22. detsembrit hakkab Päikese meridionaalne kõrgus tõusma. See nähtus on ka aastane periood. Tähtede meridionaalne kõrgus on alati konstantne. 3. Mis tahes tähe ja Päikese kulminatsioonide vaheline aeg muutub pidevalt, samal ajal kui samade tähtede kahe kulminatsiooni vaheline ajavahemik jääb muutumatuks. Nii et keskööl näeme neid tähtkujusid kulmineerimas, mis sisse antud aega asub sfääri Päikesest vastasküljel. Siis annavad mõned tähtkujud teistele teed ja aasta jooksul keskööl kulmineeruvad kõik tähtkujud kordamööda.

4. Päeva (või öö) pikkus ei ole aastaringselt konstantne. See on eriti märgatav, kui võrrelda suve- ja talvepäevade kestust kõrgetel laiuskraadidel, näiteks Leningradis, kuna Päikese aeg on aasta jooksul horisondi kohal erinev. Tähed horisondi kohal on alati sama kaua.

Seega on Päikesel lisaks igapäevasele koos tähtedega sooritatavale liikumisele ka nähtav liikumine piki sfääri aastase perioodiga. Seda liikumist nimetatakse nähtavaks Päikese aastane liikumine üle taevasfääri.

Päikese liikumisest saame kõige visuaalsema esituse, kui määrame igapäevaselt selle ekvatoriaalsed koordinaadid - paremtõusu a ja deklinatsiooni b. Seejärel joonistame leitud koordinaatide väärtuste abil punktid abitaevasfäärile ja ühendame need sujuvalt kõver. Selle tulemusena saame sfäärile suure ringi, mis näitab Päikese iga-aastase näiva liikumise teed. Taevasfääril olevat ringi, mida mööda Päike liigub, nimetatakse ekliptikaks. Ekliptika tasand on kallutatud ekvaatori tasapinna suhtes konstantse nurga all g \u003d \u003d 23 ° 27 ", mida nimetatakse kaldenurgaks ekliptika ekvaatorini(joonis 82).

Riis. 82.

Vastandpunkti, kus Päike liigub põhjapoolkeralt lõuna poole ja muudab oma deklinatsiooni nime b N asemel b S, nimetatakse sügisese pööripäeva punkt. Seda tähistab Kaalude O tähtkuju märk, milles see kunagi asus. Sügisene pööripäev on praegu Neitsi tähtkujus.

Punkti L nimetatakse suvepunkt, ja punkt L" - punkt talvised pööripäevad.

Jälgime Päikese näilist liikumist piki ekliptikat aasta jooksul.

Päike saabub kevadisel pööripäeval 21. märtsil. Parema tõus a ja päikese deklinatsioon b on null. Kõige peal gloobus Päike tõuseb punktis O st ja loojub punktis W ning päev võrdub ööga. Alates 21. märtsist liigub Päike mööda ekliptikat suvise pööripäeva poole. Päikese õige tõus ja deklinatsioon suurenevad pidevalt. Põhjapoolkeral on saabumas astronoomiline kevad ja lõunapoolkeral sügis.

22. juunil, umbes 3 kuu pärast, jõuab Päike suvise pööripäeva punktini L. Päikese parem tõus a \u003d 90 °, deklinatsioon b \u003d 23 ° 27 "N. Põhjapoolkeral algab astronoomiline suvi (kõige pikad päevad ja lühikesed ööd) ja lõunas - talvel (pikimad ööd ja lühikesed päevad) . Päikese edasise liikumisega hakkab selle põhjasuunaline deklinatsioon vähenema ja parempoolne tõus kasvab jätkuvalt.

Umbes kolm kuud hiljem, 23. septembril, jõuab Päike sügisese pööripäeva punktini Q. Päikese otsetõus a=180°, deklinatsioon b=0°. Kuna b \u003d 0 ° (nagu 21. märts), tõuseb Päike kõigis maapinna punktides punktis O st ja loojub punktis W. Päev võrdub ööga. Päikese deklinatsiooni nimi muutub põhja 8n-lt lõunaks - bS. Põhjapoolkeral saabub astronoomiline sügis ja lõunapoolkeral kevad. Päikese edasise liikumisega piki ekliptikat talvise pööripäeva punktini U suureneb deklinatsioon 6 ja parem tõus aO.

22. detsembril jõuab Päike talvise pööripäeva punkti L ". Parem tõus a \u003d 270 ° ja deklinatsioon b \u003d 23 ° 27" S. Põhjapoolkeral saabub astronoomiline talv ja lõunapoolkeral suvi.

Pärast 22. detsembrit liigub Päike punkti T. Tema deklinatsiooni nimi jääb lõunasse, kuid väheneb ja parempoolne tõus suureneb. Umbes 3 kuud hiljem, 21. märtsil, naaseb Päike, olles teinud piki ekliptikat täispöörde, Jäära punkti.

Muutused Päikese õiges tõusus ja deklinatsioonis aasta jooksul ei jää konstantseks. Ligikaudsete arvutuste jaoks võetakse Päikese parempoolse tõusu igapäevane muutus 1 °. Päeva deklinatsiooni muutuseks loetakse 0°,4 ühe kuu enne pööripäeva ja ühe kuu pärast pööripäeva ning muutus 0°,1 ühe kuu kohta enne pööripäevi ja kuu pärast pööripäevi; ülejäänud aja võetakse Päikese deklinatsiooni muutuseks 0 °.3.

Aja mõõtmise põhiühikute valikul mängib olulist rolli Päikese õige tõusmise muutumise omapära.

Kevadine pööripäev liigub mööda ekliptikat Päikese aastase liikumise suunas. Selle aastane liikumine on 50", 27 või ümardatud 50", 3 (1950. aasta jaoks). Järelikult ei jõua Päike oma algsesse kohta fikseeritud tähtede suhtes 50 "3 võrra. Selleks, et Päike näidatud teekonnast mööduks, on vaja 20 m m 24 s. Sel põhjusel on kevad

See tuleb enne Päikese lõppu ja selle näiv aastane liikumine on täisringi 360 ° fikseeritud tähtede suhtes. Nihke kevade saabumise hetkes avastas Hipparkhos 2. sajandil eKr. eKr e. tähtede vaatlustest, mida ta Rhodose saarel tegi. Ta nimetas seda nähtust pööripäevade pretsessiooniks ehk pretsessiooniks.

Kevadise pööripäeva liikumise nähtus tingis vajaduse juurutada troopiliste ja sideeriliste aastate mõisted. Troopiline aasta on ajavahemik, mille jooksul Päike teeb taevasfääris täieliku pöörde kevadise pööripäeva punkti T suhtes. "Troopilise aasta kestus on 365,2422 päeva. Troopiline aasta on kooskõlas looduslik fenomen ja sisaldab täpselt kogu aastaaegade tsüklit: kevad, suvi, sügis ja talv.

Sideeraasta on ajavahemik, mille jooksul Päike teeb taevasfääris tähtede suhtes täieliku pöörde. Sideeraasta pikkus on 365,2561 päeva. sidereaalne aasta pikem kui troopiline.

Oma näilises iga-aastases liikumises üle taevasfääri liigub Päike erinevate tähtede vahelt mööda ekliptikat. Isegi iidsetel aegadel jagunesid need tähed 12 tähtkujuks, millest enamikule anti loomade nimed. Nende tähtkujude moodustatud taevariba piki ekliptikat nimetati sodiaagiks (loomade ring) ja tähtkujusid nimetati sodiaagiks.

Aastaaegade järgi läbib Päike järgmisi tähtkujusid:

22. juunil, kui Päike kirjeldab äärmist igapäevast paralleeli põhjataevapoolkeral, on see Kaksikute tähtkujus. Kauges minevikus asus Päike Vähi tähtkujus. 22. detsembril on Päike Amburi tähtkujus ja vanasti Kaljukitse tähtkujus. Seetõttu nimetati äärmist põhjapoolset taevaparalleeli Vähi troopikaks ja lõunapoolset Kaljukitse troopikaks. Vastavaid maapealseid paralleele laiuskraadidega cp = bemax = 23 ° 27 "põhjapoolkeral nimetati Vähi troopikaks või põhjatroopikaks ja lõunas - Kaljukitse troopikaks või lõunatroopikaks.

Päikese ühisliikumisel, mis toimub piki ekliptikat koos taevasfääri samaaegse pöörlemisega, on mitmeid tunnuseid: muutub igapäevase paralleeli pikkus horisondi kohal ja horisondi all (ja sellest tulenevalt ka pikkus). päeva ja öö), Päikese meridionaalsed kõrgused, päikesetõusu ja -loojangu punktid jne. Kõik need nähtused sõltuvad koha geograafilise laiuskraadi ja Päikese deklinatsiooni vahelisest seosest. Seetõttu on erinevatel laiuskraadidel asuva vaatleja jaoks need erinevad.

Mõelge nendele nähtustele mõnel laiuskraadil:

1. Vaatleja on ekvaatoril, cp = 0°. Maailma telg asub tõelise horisondi tasapinnal. Taevaekvaator langeb kokku esimese vertikaaliga. Päikese igapäevased paralleelid on paralleelsed esimese vertikaaliga, seega ei ületa Päike oma igapäevases liikumises kunagi esimest vertikaali. Päike tõuseb ja loojub iga päev. Päev võrdub alati ööga. Päike on oma seniidis kaks korda aastas – 21. märtsil ja 23. septembril.

Riis. 83.

5. Vaatleja on poolusel φ=90° N või S. Maailma telg langeb kokku loodijoonega ja seega ka ekvaator tõelise horisondi tasapinnaga. Vaatleja meridiaani asukoht on ebakindel, mistõttu puuduvad osad maailmast. Päeval liigub Päike paralleelselt horisondiga.

Pööripäevadel tekivad polaarsed päikesetõusud või -loojangud. Pööripäevadel saavutab Päikese kõrgus oma suurimad väärtused. Päikese kõrgus on alati võrdne tema deklinatsiooniga. Polaarpäev ja polaaröö kestavad 6 kuud.

Seega on erinevatel laiuskraadidel Päikese igapäevasest ja aastasest ühisest liikumisest põhjustatud erinevate astronoomiliste nähtuste (seniidi läbimine, polaarpäeva ja öö nähtused) ning nendest nähtustest tingitud klimaatilistele iseärasustele tingituna maapind jaotatud. troopilised, parasvöötme ja polaarvööndid.

troopiline vöö nimetatakse seda maapinna osa (laiuskraadide φ \u003d 23 ° 27 "N ja 23 ° 27" S vahel), kus Päike tõuseb ja loojub iga päev ning on kaks korda aastas seniidis. Troopiline vöönd hõlmab 40% kogu Maa pinnast.

parasvöötme nimetatakse maapinna osaks, kus päike tõuseb ja loojub iga päev, kuid mitte kunagi oma seniidis. Seal on kaks parasvöötme tsooni. Põhjapoolkeral laiuskraadide φ = 23°27"N ja φ = 66°33"N vahel ning lõunapoolkeral laiuskraadide φ=23°27"S ja φ = 66°33"S vahel. Parasvöötmed hõivavad 50% Maa pinnast.

polaarvöö nimetatakse maapinna osaks, kus vaadeldakse polaarseid päevi ja öid. Seal on kaks polaarvööd. Põhjapolaarvöönd ulatub laiuskraadist φ \u003d 66 ° 33 "N kuni põhjapoolus, ja lõunapoolne - alates φ \u003d 66 ° 33 "S lõunapooluseni. Need hõivavad 10% maapinnast.

Nicolaus Copernicus (1473-1543) oli esimene, kes andis õige seletuse Päikese iga-aastasest näivast liikumisest taevasfääris. Ta näitas, et Päikese aastane liikumine taevasfääris ei ole tema tegelik liikumine, vaid ainult nähtav liikumine, mis peegeldab Maa iga-aastast liikumist ümber Päikese. Koperniku maailmasüsteemi nimetati heliotsentriliseks. Selle süsteemi järgi kesklinnas Päikesesüsteem Päike asub, mille ümber liiguvad planeedid, sealhulgas meie Maa.

Maa osaleb korraga kahes liikumises: ta pöörleb ümber oma telje ja liigub ellipsis ümber Päikese. Maa pöörlemine ümber oma telje põhjustab päeva ja öö muutumise. Selle liikumine ümber Päikese põhjustab aastaaegade vaheldumise. Maa ühisest pöörlemisest ümber oma telje ja liikumisest ümber Päikese tekib Päikese näiline liikumine taevasfääris.

Päikese näiva aastase liikumise selgitamiseks taevasfääris kasutame joonist fig. 84. Keskel on Päike S, mille ümber Maa liigub vastupäeva. Maa telg hoiab ruumis muutumatut asendit ja moodustab ekliptika tasandiga nurga 66 ° 33. Seetõttu on ekvatoriaaltasand ekliptika tasandi suhtes nurga all e = 23 ° 27 ". Järgmiseks tuleb taevasfäär ekliptika ja sellele kirjutatud Tähtkuju tähtkujudega nende praeguses asukohas.

Maa jõuab I asendisse 21. märtsil. Maalt vaadatuna projitseeritakse Päike taevasfäärile punktis T, mis asub praegu Kalade tähtkujus. Päikese deklinatsioon on = 0°. Maa ekvaatoril asuv vaatleja näeb Päikest keskpäeval selle seniidis. Kõik maapealsed paralleelid on poole võrra valgustatud, seetõttu võrdub päev kõigis maapinna punktides ööga. Põhjapoolkeral algab astronoomiline kevad ja lõunapoolkeral sügis.

Riis. 84.

asendisse III Maa tuleb 23. septembril. Päikese deklinatsioon on bo=0° ja see projitseeritakse Kaalude punktini, mis praegu asub Neitsi tähtkujus. Ekvaatoril olev vaatleja näeb päikest keskpäeval oma seniidis. Kõik maapealsed paralleelid on pooleldi Päikese poolt valgustatud, seetõttu võrdub päev kõigis Maa punktides ööga. Astronoomiline sügis algab põhjapoolkeral ja kevad algab lõunapoolkeral.

22. detsember Maa jõuab IV asendisse Päike projitseeritakse Amburi tähtkujusse. Päikese deklinatsioon 6=23°,5S. Lõunapoolkeral on valgustatud rohkem igapäevaseid paralleele kui põhjapoolkeral, seega on lõunapoolkeral päev pikem kui öö ja põhjapoolkeral vastupidi. Päikesekiired langevad peaaegu vertikaalselt lõunapoolkerale ja nurga all põhjapoolkerale. Seetõttu saabub lõunapoolkeral astronoomiline suvi ja põhjapoolkeral talv. Päike valgustab lõunapoolset polaarvööndit ja ei valgusta põhjapoolset. Lõuna polaarvööndis täheldatakse polaarpäeva ja põhjapoolses ööd.

Asjakohaseid selgitusi võib anda ka teiste Maa vahepealsete positsioonide kohta.

Edasi
Sisukord
tagasi

Kuna piirkonna laiuskraad ei muutu, siis Päikese kõrguse muutustest järeldub, et muutub ka selle deklinatsioon. Piirkonna laiuskraad on antud antud jaoks ligikaudne paikkond saab määrata geograafiline kaart(Rostovi jaoks 47 ° 13 "), siis kõrgust h mõõtes võib leida, et suvel on maksimaalne kaugus taevaekvaatorist + 23,5 ° ja talveaeg võrdub -23,5°. Samuti saab kindlaks teha, et Päike on 21. märtsil ja 23. septembril (pööripäevad) taevaekvaatoril, nendel päevadel on Päikese deklinatsioon 0 °.

Näiteks peate määrama maksimaalse ja minimaalne kõrgus Päikese tõus silmapiiri kohal Kiievi linna jaoks. Kiievi laiuskraad: 50° 24"

H = 90° - 50,2° + 23,5° = 63,3° (suvise pööripäeva ajal);

H = 90° - 50,2° - 23,5° = 16,3° (talvisel pööripäeval).

Kevadisel ja sügisesel pööripäeval võrdub Päikese keskpäevane kõrgus paiga geograafilise laiuskraadi liitmisega kuni 90 ° ning talvisel ja suvisel pööripäeval on see pööripäevast väiksem või suurem nurga võrra, mis võrdub ekliptika kalle ekvaatori suhtes.

Pööripäevadel määratakse keskpäevase päikese (φ0) kõrgus horisondi kohal erinevatel laiuskraadidel (φ1) järgmise valemiga:
φ0 = 90° - φ1
Donetski koordinaadid: 48°00′32″ s. sh. 37°48′15 tolli. d.
Donetskis on 21. märtsil ja 23. septembri keskpäeval Päike kõrgusel:
φ0 = 90° - 48° = 42°
Suvel, kui Päike on iga poolkera troopika kohal, suureneb selle kõrgus keskpäeval 23° 27", s.o.
φ0 = 90° – φ1 + 23° 27"
φ0 = 90°-48° +23° 27"= 65° 27"
Donetskis on 21. juunil Päikese kõrgus 65 ° 27 "

Talvel, kui Päike liigub vastaspoolkerale, väheneb selle kõrgus vastavalt ja jõuab miinimumini pööripäeva päevadel, mil seda tuleks vähendada 23 ° 27", s.o.
φ0 = 90° - φ1 - 23° 27"
φ0 = 90° - 48° - 23° 27"= 18° 33"

Probleem 31

Z - seniitpunkt * - Polaris

Nurk, mille all Põhjatäht on horisondiala suhtes nähtav
nurk seniidi ja Põhjatähe vahel.
Pööripäevadel määratakse keskpäevase päikese kõrgus horisondi kohal erinevatel laiuskraadidel järgmise valemiga:

Näiteks Kiievis on 21. märtsil ja 23. septembri keskpäeval Päike kõrgusel:

Suvel, kui Päike on iga poolkera troopika kohal, suureneb selle kõrgus keskpäeval 23° 27", s.o.

Seega on Kiievi linna jaoks 21. juunil Päikese kõrgus 61°27".

Niisiis, Kiievi jaoks on 22. detsembril Päike kõrgel

Probleem 33
Laevalt mõõdeti 20. veebruaril Päikese kõrgust horisondi kohal. See oli 50°. Päike oli lõuna pool. Milline geograafiline laiuskraad kas laev asub, kui sel päeval oli Päike seniidis laiuskraadil 1105 S?

Vastus:
Laev oli 28°55" N.

Probleem 32
Peterburi ja Kiiev asuvad peaaegu samal meridiaanil. 22. juuni keskpäeval tõuseb Päike Peterburis horisondi kohale 53°30 ja Kiievis sel hetkel - 61,5° võrra. Kui suur on linnade vaheline kaugus kraadides ja kilomeetrites?

Vastus:

Kiievi ja Peterburi vaheline kaugus on 8° ja kilomeetrites -890,4 km.

Probleem 34
Põhjapoolkeral, kus on turiste, on Päike keskpäeval horisondi kohal 53030" nurga all. Samal päeval on keskpäevane päike seniidis 12° 20" põhjalaiuskraadil. Millisel laiuskraadil on turistid?

Vastus:
Turistid asuvad 48 ° 50 "N. w.

- Polari kõrgus on ALATI võrdne vaatluskoha laiuskraadiga (see kehtib põhjapoolkera kohta) = ja igal kellaajal!

©2015-2019 sait
Kõik õigused kuuluvad nende autoritele. See sait ei pretendeeri autorlusele, kuid pakub tasuta kasutamist.
Lehe loomise kuupäev: 2017-10-25

Päikese nähtav iga-aastane liikumine

Maa iga-aastase pöörde tõttu ümber Päikese läänest itta tundub meile, et Päike liigub tähtede vahel läänest itta mööda suur ring taevasfäär, mida nimetatakse ekliptika, perioodiga 1 aasta . Ekliptika tasand (Maa orbiidi tasapind) on taeva (nagu ka maa) ekvaatori tasandi suhtes nurga all. Seda nurka nimetatakse ekliptiline kalle.

Ekliptika asukoht taevasfääril ehk ekliptika ekvatoriaalsed koordinaadid ja punktid ning kalle taevaekvaatorile määratakse igapäevaste Päikesevaatluste põhjal. Mõõtes Päikese seniidi kaugust (või kõrgust) selle ülemise haripunkti ajal samal geograafilisel laiuskraadil,

,	(6.1)
,	(6.2)

saab kindlaks teha, et Päikese deklinatsioon aasta jooksul varieerub vahemikus kuni . Sellisel juhul varieerub Päikese õige tõus aasta jooksul vahemikus kuni või vahemikus kuni.

Vaatleme üksikasjalikumalt Päikese koordinaatide muutumist.

Punktis kevadine pööripäev^ millest Päike igal aastal 21. märtsil möödub, Päikese õige tõus ja deklinatsioon keeratakse nulli. Seejärel suureneb iga päevaga Päikese õige tõus ja deklinatsioon.

Punktis suvine pööripäev a, millesse Päike siseneb 22. juunil, on tema parem tõus 6 h, ja deklinatsioon jõuab maksimaalne väärtus+ . Pärast seda Päikese deklinatsioon väheneb, samal ajal kui parem tõus ikkagi suureneb.

Kui Päike 23. septembril jõuab punkti sügisene pööripäev d, selle õige tõus saab , ja selle deklinatsioon muutub uuesti nulliks.

Edasi, õige ülestõus, mis jätkab suurenemist, punktis Talvine pööripäev g, kus Päike tabab 22. detsembril, saab võrdseks väärtusega ja deklinatsioon saavutab oma minimaalse väärtuse - . Pärast seda deklinatsioon suureneb ja kolme kuu pärast jõuab Päike tagasi kevadise pööripäeva juurde.

Mõelge Päikese asukoha muutumisele taevas aasta jooksul vaatlejate jaoks, kes asuvad aastal erinevad kohad maa pinnal.

maa põhjapoolus, kevadise pööripäeva päeval (21.03) teeb Päike silmapiiril ringi. (Tuletame meelde, et maa põhjapoolusel ei esine päikesetõusu ja päikeseloojangu nähtusi, see tähendab, et iga valgusti liigub paralleelselt horisondiga, ilma seda ületamata). See tähistab polaarpäeva algust põhjapoolusel. Järgmisel päeval kirjeldab Päike, olles ekliptikale veidi tõusnud, horisondiga paralleelset ringi, veidi kõrgemal. Iga päevaga tõuseb see aina kõrgemale ja kõrgemale. Päike saavutab oma maksimumkõrguse suvise pööripäeva päeval (22.06) -. Pärast seda algab aeglane kõrguse langus. Sügisese pööripäeva päeval (23.09) on Päike taas taevaekvaatoril, mis langeb kokku horisondiga põhjapoolusel. Olles sel päeval teinud hüvastijäturingi mööda silmapiiri, laskub Päike pooleks aastaks horisondi alla (taevaekvaatori alla). Pool aastat kestnud polaarpäev on läbi. Algab polaaröö.

Vaatlejale, kes asub Arktika ring Päike saavutab oma kõrgeima kõrguse suvise pööripäeva keskpäeval -. Päikese kesköökõrgus on sel päeval 0°, mis tähendab, et Päike sel päeval ei looju. Sellist nähtust nimetatakse polaarpäev.

Talvise pööripäeva päeval on selle keskpäevane kõrgus minimaalne – see tähendab, et Päike ei tõuse. Seda nimetatakse polaaröö. Polaarjoone laiuskraad on väikseim Maa põhjapoolkeral, kus vaadeldakse polaarpäeva ja öö nähtusi.

Vaatlejale, kes asub põhja troopikas Päike tõuseb ja loojub iga päev. Päike saavutab oma maksimaalse keskpäevase kõrguse horisondi kohal suvise pööripäeva päeval – sel päeval ületab ta seniidipunkti (). Põhja troopika on põhjapoolseim paralleel, kus Päike on oma seniidis. Minimaalne keskpäeva kõrgus, , toimub talvisel pööripäeval.

Vaatlejale, kes asub ekvaator, absoluutselt kõik valgustid tulevad ja tõusevad. Samal ajal veedab iga valgusti, sealhulgas Päike, horisondi kohal täpselt 12 tundi ja horisondi all 12 tundi. See tähendab, et päeva pikkus on alati võrdne öö pikkusega – kumbki 12 tundi. Kaks korda aastas - pööripäevadel - muutub Päikese keskpäevane kõrgus 90 °, see tähendab, et see läbib seniidipunkti.

Vaatlejale, kes asub Sterlitamaki laiuskraad, see tähendab, et parasvöötmes ei ole Päike kunagi seniidis. Kõrgeima kõrguse saavutab ta 22. juuni keskpäeval, suvise pööripäeva päeval, -. Talvise pööripäeva päeval, 22. detsembril on selle kõrgus minimaalne -.

Niisiis formuleerime järgmised termiliste tsoonide astronoomilised märgid:

1. Külmades tsoonides (polaarringidest kuni Maa poolusteni) võib Päike olla nii mitteloojuv kui ka mittetõusev valgusti. Polaarpäev ja polaaröö võivad kesta 24 tunnist (põhja- ja lõunapoolusel) kuni kuue kuuni (Maa põhja- ja lõunapoolusel).

2. Sisse parasvöötme tsoonid(põhja- ja lõunatroopikast põhja- ja lõunapoolsete polaarringideni) Päike tõuseb ja loojub iga päev, kuid mitte kunagi oma seniidis. Suvel on päev pikem kui öö ja talvel vastupidi.

3. Kuumas tsoonis (põhjatroopikast lõunatroopikasse) Päike alati tõuseb ja loojub. Seniidis esineb Päike ühel korral - põhja- ja lõunatroopikas, kuni kaks korda - vöö teistel laiuskraadidel.

Regulaarne aastaaegade vaheldumine Maal on tingitud kolmest põhjusest: Maa aastane pööre ümber Päikese, Maa telje kalle Maa orbiidi tasandi (ekliptika tasapinna) suhtes ja säilivus. maa telg selle suund ruumis pika aja jooksul. Nende kolme põhjuse koosmõjul toimub Päikese näiv iga-aastane liikumine piki taevaekvaatorile kalduvat ekliptikat ja seega ka Päikese igapäevase teekonna asend horisondi kohal. erinevaid kohti Maa pind muutub aastaringselt ja sellest tulenevalt muutuvad tingimused nende valgustamiseks ja päikese poolt soojendamiseks.

Erinevate geograafiliste laiuskraadidega maapinna alade (või samade piirkondade) ebavõrdne kuumutamine päikese poolt erinev aeg aastat) saab lihtsa arvutusega hõlpsasti kindlaks määrata. Tähistagem vertikaalselt langevate päikesekiirte (Päike seniidis) maapinna pindalaühikule ülekantud soojushulgaga. Seejärel saab sama ühiku pindala Päikesest erineval seniidikaugusel soojushulga

(6.3)

Asendades selles valemis Päikese väärtused tõelisel keskpäeval aasta erinevatel päevadel ja jagades saadud võrdsused omavahel, saame leida nendel päevadel keskpäeval Päikeselt saadud soojushulga suhte. aastal.

Ülesanded:

1. Arvutage ekliptika kalle ja määrake selle põhipunktide ekvatoriaalsed ja ekliptika koordinaadid mõõdetud seniidikaugusest. Päike oma kõrgeimal haripunktil pööripäevadel:

2. Määrake Päikese näiva aastase teekonna kalle taevaekvaatorile planeetidel Marss, Jupiter ja Uraan.

3. Määrake ekliptika kalle umbes 3000 aastat tagasi, kui tolleaegsete vaatluste kohaselt oli mõnes Maa põhjapoolkera kohas Päikese lõunakõrgus suvise pööripäeva päeval +63〫48ʹ , ja talvise pööripäeva päeval +16〫00ʹ seniidist lõuna pool.

4. Akadeemik A.A. täheatlase kaartide järgi. Mihhailov määrab kindlaks sodiaagi tähtkujude nimed ja piirid, märgib need, milles asuvad ekliptika põhipunktid, ja määrab kindlaks Päikese liikumise keskmise kestuse iga sodiaagi tähtkuju taustal.

5. Määrake tähistaeva mobiilse kaardi abil punktide asimuutid ning päikesetõusu ja -loojangu ajad, samuti päeva ja öö ligikaudne kestus Sterlitamaki geograafilisel laiuskraadil pööripäevade ja pööripäevade päevadel.

6. Arvutage pööripäevade ja pööripäevade jaoks Päikese keskpäeva ja kesköö kõrgused: 1) Moskvas; 2) Tver; 3) Kaasan; 4) Omsk; 5) Novosibirsk; 6) Smolensk; 7) Krasnojarsk; 8) Volgograd.

7. Arvutage päikeselt pööripäevade keskpäeval Päikeselt vastu võetud soojushulkade suhted samade paikade poolt kahes laiuskraadil asuvas maapinna punktis: 1) +60〫30ʹ ja Maikopis; 2) +70〫00ʹ ja Groznõis; 3) +66〫30ʹ ja Mahhatškalas; 4) +69〫30ʹ ja Vladivostokis; 5) +67〫30ʹ ja Mahhatškalas; 6) +67〫00ʹ ja Južno-Kurilskis; 7) +68〫00ʹ ja Južno-Sahhalinskis; 8) +69〫00ʹ ja Rostovis Doni ääres.

Kepleri seadused ja planeetide konfiguratsioonid

Päikese gravitatsioonilise külgetõmbe mõjul tiirlevad planeedid selle ümber veidi piklike elliptiliste orbiitidega. Päike asub planeedi elliptilise orbiidi ühes fookuses. See liikumine järgib Kepleri seadusi.

Planeedi elliptilise orbiidi poolsuurtelje väärtus on ka keskmine kaugus planeedist Päikeseni. Kergete ekstsentrilisuse ja väikeste orbiidi kalde tõttu suuremad planeedid, on paljude ülesannete lahendamisel võimalik ligikaudselt eeldada, et need orbiidid on raadiusega ringikujulised ja asuvad praktiliselt samal tasapinnal - ekliptika (Maa orbiidi tasapinna) tasandil.

Vastavalt Kepleri kolmandale seadusele, kui ja on vastavalt teatud planeedi ja Maa sidereaalsed (sidereaalsed) pöördeperioodid ümber Päikese ning ja on nende orbiitide poolsuurteljed, siis

Siin saab planeedi ja Maa pöördeperioode väljendada mis tahes ühikutes, kuid mõõtmed ja peavad olema samad. Sarnane väide kehtib ka peamiste pooltelgede ja .

Kui võtta ajaühikuks 1 troopiline aasta ( - Maa tiirlemise periood ümber Päikese) ja kaugusühikuks 1 astronoomiline ühik (), siis saab Kepleri kolmanda seaduse (7.1) ümber kirjutada järgmiselt.

kus on planeedi pöördeperiood ümber Päikese, väljendatuna keskmistes päikesepäevades.

Ilmselgelt Maa jaoks keskmine nurkkiirus määratakse valemiga

Kui võtta mõõtühikuks planeedi ja Maa nurkkiirused ning tiirlemisperioode mõõdetakse troopilistel aastatel, siis saab valemi (7.5) kirjutada järgmiselt.

Orbiidil oleva planeedi keskmise lineaarkiiruse saab arvutada valemiga

Maa orbiidi kiiruse keskmine väärtus on teada ja see on . Jagades (7.8) (7.9) ja kasutades Kepleri kolmandat seadust (7.2), leiame sõltuvuse

Märk "-" vastab sisemine või madalamad planeedid (Merkuur, Veenus) ja "+" - välised või ülemine (Marss, Jupiter, Saturn, Uraan, Neptuun). Selles valemis ja väljendatakse aastates. Vajadusel leitud väärtused ja neid saab alati väljendada päevades.

Planeetide suhtelist asukohta saab hõlpsasti kindlaks teha nende heliotsentriliste ekliptiliste sfääriliste koordinaatide abil, mille väärtused aasta erinevatel päevadel on avaldatud astronoomilistes aastaraamatutes, tabelis, mida nimetatakse "planeetide heliotsentrilisteks pikkuskraadideks".

Selle koordinaatsüsteemi keskpunkt (joonis 7.1) on Päikese keskpunkt ja põhiringiks on ekliptika, mille poolused on sellest 90º kaugusel.

Nimetatakse suuri ringe, mis on tõmmatud läbi ekliptika pooluste ekliptilise laiuskraadi ringid, nende järgi loetakse ekliptikast heliotsentriline ekliptiline laiuskraad, mida peetakse positiivseks ekliptika põhjapoolkeral ja negatiivseks taevasfääri lõunapoolkeral. Heliotsentriline ekliptika pikkuskraad mõõdetakse piki ekliptikat kevadisest pööripäevast ¡ vastupäeva kuni tähe laiuskraadi ringi põhjani ja selle väärtused jäävad vahemikku 0º kuni 360º.

Suurte planeetide orbiitide väikese kalde tõttu ekliptika tasandi suhtes paiknevad need orbiidid alati ekliptika lähedal ja esimeses lähenduses võib arvestada nende heliotsentrilist pikkuskraadi, mis määrab planeedi asukoha Päikese suhtes ainult selle heliotsentriline ekliptiline pikkuskraad.

Riis. 7.1. Ekliptiline taeva koordinaatsüsteem

Vaatleme Maa ja mõne siseplaneedi (joonis 7.2) orbiite kasutades heliotsentriline ekliptika koordinaatsüsteem. Selles on põhiringiks ekliptika ja nullpunktiks kevadine pööripäev ^. Planeedi ekliptilist heliotsentrilist pikkuskraadi loetakse suunast "Päike - kevadine pööripäev ^" suunas "Päike - planeet" vastupäeva. Lihtsuse huvides loeme Maa ja planeedi orbiitide tasapinnad ühtivaks ning orbiidid ise ringikujulisteks. Seejärel annab planeedi asukoha orbiidil selle ekliptiline heliotsentriline pikkuskraad.

Kui ekliptika koordinaatsüsteemi kese on joondatud Maa keskpunktiga, siis see on nii geotsentriline ekliptika koordinaatsüsteem. Siis nimetatakse nurka suundade "Maa keskpunkt - kevadine pööripäev ^" ja "Maa keskpunkt - planeet" vahel. ekliptika geotsentriline pikkuskraad planeedid. Maa heliotsentriline ekliptiline pikkuskraad ja Päikese geotsentriline ekliptiline pikkuskraad, nagu on näha jooniselt fig. 7.2 on seotud:

Me helistame konfiguratsiooni planeedid mingi planeedi, Maa ja Päikese fikseeritud suhteline asukoht.

Mõelge eraldi sisemiste ja sisemiste konfiguratsioonidele välisplaneedid.

Riis. 7.2. Helio- ja geotsentrilised süsteemid
ekliptika koordinaadid

Siseplaneetidel on neli konfiguratsiooni: alumine ühendus(n.s.), ülemine ühendus(v.s.), suurim lääne pikenemine(n.z.e.) ja suurim idapikenemine(n.v.e.).

Alumises konjunktsioonis (NS) asub siseplaneet Päikest ja Maad ühendaval sirgel Päikese ja Maa vahel (joonis 7.3). Sel hetkel maise vaatleja jaoks "ühendub" siseplaneet Päikesega ehk on Päikese taustal nähtav. Sel juhul on Päikese ja siseplaneedi ekliptika geotsentrilised pikkuskraadid võrdsed, see tähendab: .

Alumise konjunktsiooni lähedal liigub planeet taevas Päikese lähedal tagurpidi liikumisega, päeval on ta horisondi kohal ja Päikese lähedal ning tema pinnalt midagi vaadates pole teda võimalik jälgida. Unikaalset näeb väga harva astronoomiline nähtus- siseplaneedi (Merkuur või Veenus) läbimine üle Päikese ketta.

Riis. 7.3. Sisemise planeedi konfiguratsioonid

Kuna siseplaneedi nurkkiirus on suurem kui Maa nurkkiirus, nihkub planeet mõne aja pärast asendisse, kus suunad "planeet-Päike" ja "planeet-Maa" erinevad (joon. 7.3). Maapealse vaatleja jaoks eemaldatakse planeet samal ajal päikesekettalt maksimaalse nurga all või öeldakse, et planeet on sel hetkel oma suurimas pikenemises (kaugus Päikesest). Siseplaneedil on kaks suurimat pikenemist - läänelik(n.z.e.) ja idapoolne(n.v.e.). Suurimas läänepikenduses () loojub planeet horisondi taha ja tõuseb varem kui Päike. See tähendab, et seda võib vaadelda hommikul, enne päikesetõusu, taeva idaküljel. Seda nimetatakse hommikune nähtavus planeedid.

Pärast suurima läänepikenemise läbimist hakkab planeedi ketas lähenema Päikese kettale taevasfääris, kuni planeet kaob Päikese ketta taha. Sellist konfiguratsiooni, kui Maa, Päike ja planeet asuvad ühel sirgel ja planeet on Päikese taga, nimetatakse ülemine ühendus(v.s.) planeedid. Sisemise planeedi vaatlusi on praegu võimatu teha.

Pärast ülemist konjunktsiooni hakkab planeedi ja Päikese vaheline nurkkaugus kasvama, saavutades maksimaalse väärtuse suurima idapikenemise (E.E.) juures. Samal ajal on planeedi heliotsentriline ekliptiline pikkuskraad suurem kui Päikese oma (ja geotsentriline pikkuskraad, vastupidi, on väiksem, see tähendab ). Selles konfiguratsioonis olev planeet tõuseb ja loojub hiljem kui Päike, mis võimaldab seda jälgida õhtul pärast päikeseloojangut ( õhtune nähtavus).

Planeetide ja Maa orbiitide elliptilisuse tõttu ei ole Päikese ja planeedi suundade vaheline nurk suurima pikenemise korral konstantne, vaid varieerub teatud piirides, Merkuuril - alates kuni, Veenuse jaoks - alates juurde.

Suurimad pikenemised on kõige mugavamad hetked siseplaneetide vaatlemiseks. Kuid kuna isegi sellistes konfiguratsioonides ei liigu Merkuur ja Veenus taevasfääris Päikesest kaugele, ei saa neid öö läbi jälgida. Õhtuse (ja hommikuse) nähtavuse kestus Veenuse puhul ei ületa 4 tundi ja Merkuuri puhul mitte rohkem kui 1,5 tundi. Võib öelda, et Merkuur on alati päikesekiirte käes "ujunud" – teda tuleb vaadelda kas vahetult enne päikesetõusu või vahetult pärast päikeseloojangut heledas taevas. Merkuuri näiv sära (magnituud) varieerub aja jooksul vahemikus kuni . Veenuse näiv suurus varieerub vahemikus kuni . Veenus on Päikese ja Kuu järel kõige heledam objekt taevas.

Välisplaneedid eristavad ka nelja konfiguratsiooni (joonis 7.4): ühend(koos.), vastasseis(P.), idapoolne ja lääne kvadratuur(z.kv. ja v.kv.).

Riis. 7.4. Välise planeedi konfiguratsioonid

Konjunktsioonikonfiguratsioonis asub välimine planeet Päikest ja Maad ühendaval joonel Päikese taga. Praegu ei saa te seda vaadata.

Kuna välisplaneedi nurkkiirus on väiksem kui Maa oma, on planeedi edasine suhteline liikumine taevasfääril tagurpidi. Samal ajal nihkub see järk-järgult Päikesest läände. Kui välisplaneedi nurkkaugus Päikesest jõuab , langeb see "lääne kvadratuuri" konfiguratsiooni. Sel juhul on planeet taeva idaküljel nähtav kogu öö teisel poolel kuni päikesetõusuni.

"Opositsiooni" konfiguratsioonis, mida mõnikord nimetatakse ka "opositsiooniks", eraldab planeet taevas Päikesest , siis

Ida-kvadratuuris asuvat planeeti saab jälgida õhtust südaööni.

Kõige soodsamad tingimused välisplaneetide vaatlemiseks on nende opositsiooni perioodil. Sel ajal on planeet vaatlemiseks saadaval kogu öö. Samal ajal on see Maale võimalikult lähedal ning sellel on suurim nurkläbimõõt ja maksimaalne heledus. Vaatlejate jaoks on oluline, et kõik ülemised planeedid saavutaksid oma suurima kõrguse horisondi kohal talviste opositsioonide ajal, kui nad liiguvad üle taeva samades tähtkujudes, kus on suvel Päike. Suvised vastasseisud käimas põhjapoolsed laiuskraadid esinevad madalal silmapiiril, mis võib vaatluste tegemise väga keeruliseks muuta.

Planeedi konkreetse konfiguratsiooni kuupäeva arvutamisel on selle asukoht Päikese suhtes kujutatud joonisel, mille tasapind on võetud ekliptika tasapinnaks. Kevadise pööripäeva suund ^ valitakse meelevaldselt. Kui on antud aasta päev, mil Maa heliotsentrilisel ekliptilisel pikkuskraadil on kindel väärtus, siis tuleks joonisele esmalt märkida Maa asukoht.

Maa heliotsentrilise ekliptilise pikkuskraadi ligikaudset väärtust on vaatluskuupäeva järgi väga lihtne leida. On hästi näha (joon. 7.5), et näiteks 21. märtsil Maalt Päikese poole vaadates vaatame kevadise pööripäeva punkti ^ ehk siis suund "Päike – kevadine pööripäev" erineb suund "Päike - Maa" poolt , mis tähendab, et Maa heliotsentriline ekliptika pikkuskraad on . Vaadates Päikest sügisese pööripäeva päeval (23. september), näeme teda sügisese pööripäeva punkti suunas (joonisel on see punktiga ^ diametraalselt vastupidine). Sel juhul on Maa ekliptiline pikkuskraad . Jooniselt fig. 7.5 on näha, et talvise pööripäeva päeval (22. detsember) on Maa ekliptiline pikkuskraad ja suvise pööripäeva päeval (22. juuni) - .

Riis. 7.5. Maa ekliptilised heliotsentrilised pikkuskraadid
aasta erinevatel päevadel