Kuinka löytää auringon korkeus horisontin yläpuolella. Auringon liike eri leveysasteilla

Elämä planeetallamme riippuu auringonvalon ja lämmön määrästä. On kauheaa edes hetkeksi kuvitella, mitä olisi tapahtunut, jos taivaalla ei olisi ollut sellaista tähteä kuin Aurinko. Jokainen ruohonkorsi, jokainen lehti, jokainen kukka tarvitsee lämpöä ja valoa, kuten ihmiset ilmassa.

Auringon säteiden tulokulma on yhtä suuri kuin auringon korkeus horisontin yläpuolella

Maan pinnalle tuleva auringonvalon ja lämmön määrä on suoraan verrannollinen säteiden tulokulmaan. Auringon säteet voivat pudota maan päälle kulmassa 0-90 astetta. Kulma, jossa säteet osuvat maahan, on erilainen, koska planeetallamme on pallon muotoinen. Mitä suurempi se on, sitä kevyempi ja lämpimämpi se on.

Siten, jos säde tulee 0 asteen kulmaan, se liukuu vain maan pintaa pitkin lämmittämättä sitä. Tämä tulokulma esiintyy pohjois- ja etelänavalla, napapiirin takana. Suorassa kulmassa auringonsäteet putoavat päiväntasaajalle sekä etelän ja etelän väliselle pinnalle

Jos auringonsäteiden kulma maahan on oikea, tämä osoittaa sen

Siten maan pinnalla olevat säteet ja auringon korkeus horisontin yläpuolella ovat keskenään yhtä suuret. Ne riippuvat maantieteellisestä leveysasteesta. Mitä lähempänä nollaa leveysastetta, sitä lähempänä säteiden tulokulma on 90 astetta, sitä korkeammalla aurinko on horisontin yläpuolella, sitä lämpimämpi ja kirkkaampi.

Miten aurinko muuttaa korkeuttaan horisontin yläpuolella?

Auringon korkeus horisontin yläpuolella ei ole vakioarvo. Päinvastoin, se muuttuu aina. Syy tähän on maapallon jatkuvassa liikkeessä tähti-Auringon ympäri, samoin kuin maapallon pyörimisessä oman akselinsa ympäri. Tämän seurauksena päivä seuraa yötä ja vuodenajat toisiaan.

Trooppisten alueiden välinen alue saa eniten lämpöä ja valoa, täällä päivä ja yö ovat lähes yhtä pitkiä, ja aurinko on zeniitissään 2 kertaa vuodessa.

Napapiirin takana oleva pinta saa yhä vähemmän lämpöä ja valoa, täällä on sellaisia ​​käsitteitä kuin yö, joka kestää noin kuusi kuukautta.

Syys- ja kevätpäiväntasaus

4 tärkeintä astrologista päivämäärää tunnistetaan, jotka määräytyvät auringon korkeuden perusteella horisontin yläpuolella. 23. syyskuuta ja 21. maaliskuuta ovat syys- ja kevätpäiväntasaus. Tämä tarkoittaa, että auringon korkeus horisontin yläpuolella on syys- ja maaliskuussa näinä päivinä 90 astetta.

Aurinko valaisee etelään samalla tavalla, ja yön pituusaste on yhtä suuri kuin päivän pituusaste. Kun astrologinen syksy tulee pohjoisella pallonpuoliskolla, niin eteläisellä pallonpuoliskolla, päinvastoin, kevät. Samaa voidaan sanoa talvesta ja kesästä. Jos eteläisellä pallonpuoliskolla on talvi, niin pohjoisella pallonpuoliskolla on kesä.

Kesä- ja talvipäivänseisaukset

22. kesäkuuta ja 22. joulukuuta ovat kesäpäiviä ja 22. joulukuuta on lyhin päivä ja pisin yö pohjoisella pallonpuoliskolla. Talviaurinko on koko vuoden alimmalla korkeudella horisontin yläpuolella.

Leveysasteen 66,5 asteen yläpuolella aurinko on horisontin alapuolella eikä nouse. Tätä ilmiötä, kun talviaurinko ei nouse horisonttiin, kutsutaan napayöksi. Lyhin yö on 67 asteen leveysasteella ja kestää vain 2 päivää, ja pisin yö on napoilla ja kestää 6 kuukautta!

Joulukuu on vuoden pisimmät yöt pohjoisella pallonpuoliskolla. Miehet sisään Keski-Venäjä herää töihin pimeässä ja palaa myös yöllä. Tämä on monille vaikea kuukausi, sillä auringonvalon puute heikentää ihmisten fyysistä ja moraalista tilaa. Tästä syystä masennus voi jopa kehittyä.

Moskovassa vuonna 2016 aurinko nousee 1. joulukuuta kello 08.33. Tässä tapauksessa päivän pituus on 7 tuntia 29 minuuttia. horisontin takana on hyvin aikaisin, klo 16.03. Yö on 16 tuntia 31 minuuttia. Siten käy ilmi, että yön pituusaste on 2 kertaa suurempi kuin päivän pituusaste!

Tämän vuoden päivä Talvipäivänseisaus- 21. joulukuuta. Lyhin päivä kestää tasan 7 tuntia. Sitten sama tilanne kestää 2 päivää. Ja jo joulukuun 24. päivästä alkaen päivä menee voittoon hitaasti mutta varmasti.

Keskimäärin päivänvaloa lisätään minuutti päivässä. Joulukuun auringonnousu on kuun lopussa tasan kello 9, mikä on 27 minuuttia myöhemmin kuin 1. joulukuuta

Kesäpäivänseisaus on 22. kesäkuuta. Kaikki tapahtuu juuri päinvastoin. Koko vuoden osalta tämä päivä on kestoltaan pisin päivä ja lyhin yö. Tämä on pohjoiselle pallonpuoliskolle.

Etelässä asia on toisin päin. Tähän päivään liittyy mielenkiintoisia luonnonilmiöitä. Napapiirin takaa tulee napapäivä, aurinko ei laske horisontin alapuolelle pohjoisnavalle 6 kuukauteen. Salaperäiset valkoiset yöt alkavat Pietarissa kesäkuussa. Ne kestävät noin kesäkuun puolivälistä kahdesta kolmeen viikkoa.

Kaikki nämä 4 astrologista päivämäärää voivat vaihdella 1-2 päivää, koska aurinkovuosi ei aina ole sama kalenterivuoden kanssa. Myös korvauksia esiintyy karkausvuosina.

Auringon korkeus horisontin yläpuolella ja ilmasto-olosuhteet

Aurinko on yksi tärkeimmistä ilmastonmuodostustekijöistä. Riippuen siitä, kuinka auringon korkeus horisontin yläpuolella muuttui tietyllä alueella maanpinta, muuta ilmasto-olosuhteet ja vuodenajat.

Esimerkiksi Kaukopohjolassa auringonsäteet putoavat hyvin pienessä kulmassa ja liukuvat vain maan pintaa pitkin lämmittämättä sitä ollenkaan. Tämän tekijän olosuhteissa ilmasto täällä on erittäin ankara, siellä on ikiroutaa, kylmiä talvia, joissa on jäätäviä tuulia ja lunta.

Mitä korkeammalla aurinko paistaa horisontin yläpuolella, sitä lämpimämpi on ilmasto. Esimerkiksi päiväntasaajalla on epätavallisen kuuma, trooppinen. Kausivaihteluita ei myöskään käytännössä tunneta päiväntasaajan alueella, näillä alueilla on ikuinen kesä.

Auringon korkeuden mittaaminen horisontin yläpuolella

Kuten he sanovat, kaikki nerokas on yksinkertaista. Joten tässä. Laite auringon korkeuden mittaamiseksi horisontin yläpuolella on yksinkertainen. Se on vaakasuora pinta, jonka keskellä on 1 metrin pituinen tanko. Aurinkoisena päivänä keskipäivällä sauva heittää lyhimmän varjon. Tämän lyhimmän varjon avulla suoritetaan laskelmia ja mittauksia. On tarpeen mitata varjon pään ja sauvan pään varjon päähän yhdistävän segmentin välinen kulma. Tämä kulman arvo on auringon kulma horisontin yläpuolella. Tätä laitetta kutsutaan gnomoniksi.

Gnomon on ikivanha astrologinen instrumentti. On olemassa muita laitteita auringon korkeuden mittaamiseen horisontin yläpuolella, kuten sekstantti, kvadrantti, astrolabe.

Jos mittaa joka päivä missä kulmassa aurinko nousee horisontin yläpuolelle keskipäivällä - tätä kulmaa kutsutaan keskipäiväksi - niin näet, että se ei ole sama eri päiviä ja paljon enemmän kesällä kuin talvella. Tämä voidaan arvioida ilman goniometristä laitetta, yksinkertaisesti pylvään luoman varjon pituuden perusteella keskipäivällä: mitä lyhyempi varjo, sitä suurempi keskipäivän korkeus, ja mitä pidempi varjo, sitä pienempi keskipäivän korkeus. 22. kesäkuuta pohjoisella pallonpuoliskolla Auringon keskipäivän korkeus on korkeimmillaan. Se on vuoden pisin päivä tällä puolikkaalla maapalloa. Sitä kutsutaan kesäpäivänseisaukseksi. Useita päiviä peräkkäin keskipäivän korkeus aurinko muuttuu erittäin vähän (siis ilmaisu "päivänseisaus"), ja siksi ja päivän pituus ei myöskään juuri muutu.

Kuusi kuukautta myöhemmin, 22. joulukuuta, on talvipäivänseisaus pohjoisella pallonpuoliskolla. Silloin Auringon keskipäivän korkeus on pienin ja päivä lyhin. Auringon keskipäivän korkeus muuttuu jälleen useita päiviä peräkkäin erittäin hitaasti ja päivän pituus tuskin muuttuu. Auringon keskipäivän korkeuksien ero 22. kesäkuuta ja 22. joulukuuta on 47°. Vuodessa on kaksi päivää, jolloin Auringon keskipäivän korkeus on tasan 2301/2 pienempi kuin kesäpäivänseisauspäivänä ja yhtä paljon suurempi kuin talvipäivänseisauspäivänä. Tämä tapahtuu 21. maaliskuuta (kevään alussa) ja 23. syyskuuta (syksyn alussa). Näinä päivinä päivän ja yön pituus on sama: päivä on yhtä suuri kuin yö. Siksi Maaliskuun 21. päivää kutsutaan kevätpäiväntasaukseksi ja syyskuun 23. päivää on syyspäiväntasaus.

Ymmärtääksemme, miksi Auringon keskipäivän korkeus muuttuu vuoden aikana, teemme seuraavan kokeen. Otetaan maapallo. Maapallon pyörimisakseli on kalteva sen jalustan tasoon nähden kulmassa 6601/r ja päiväntasaaja kulmassa 23C1/2. Näiden kulmien arvot eivät ole sattumanvaraisia: Maan akseli on kallistunut Auringon ympäri kulkevan polun (kiertoradan) tasoon myös 6601/2.

Laitetaan kirkas lamppu pöydälle. Hän tulee olemaan kuvata Aurinko. Siirretään maapallon etäisyydelle lampusta, jotta voimme

oli käyttää maapalloa lampun ympärillä; maapallon keskiosan tulee pysyä lampun tasolla ja maapallon jalustan tulee olla yhdensuuntainen lattian kanssa.

Maapallon koko lamppua päin oleva puoli on valaistu.

Yritämme löytää maapallolle sellaisen sijainnin, että valon ja varjon raja kulkee samanaikaisesti molempien navojen läpi. Tämä sijainti suhteessa aurinkoon maapallolla on kevätpäiväntasauspäivänä tai syyspäiväntasauspäivänä. Kiertämällä maapalloa akselinsa ympäri on helppo nähdä, että tässä asennossa päivän tulisi olla yhtä suuri kuin yö, ja lisäksi samanaikaisesti molemmilla pallonpuoliskoilla - pohjoisella ja etelällä.

Kiinnitetään pintaan nähden kohtisuorassa tappi päiväntasaajalla sellaiseen kohtaan, että se katsoo päällään suoraan lamppuun. Silloin emme näe varjoa tästä tapista; tämä tarkoittaa sitä päiväntasaajan asukkaille Aurinko keskipäivällä se on zeniitissään, eli se seisoo suoraan päänsä yläpuolella.

Liikutaan nyt maapallon kanssa pöydän ympäri vastapäivään ja kuljetaan neljännes ympyräreittiämme. Samalla on muistettava, että Maan vuosittaisen liikkeen aikana Auringon ympäri sen akselin suunta pysyy koko ajan muuttumattomana, eli maapallon akselin tulee liikkua yhdensuuntaisesti itsensä kanssa muuttamatta sen kaltevuutta.

Maapallon uuden sijainnin myötä näemme, että pohjoisnava on valaistu lampulla (edustaa aurinkoa) ja etelänapa on pimeässä. Tässä asennossa maapallo on, kun pohjoisella pallonpuoliskolla vuoden pisin päivä on kesäpäivänseisauksen päivä.

Tällä hetkellä auringonsäteet putoavat suuressa kulmassa pohjoiseen puoliskoon. Keskipäivän aurinko tänä päivänä on zeniitissään pohjoisella trooppisella alueella; pohjoisella pallonpuoliskolla sitten - kesä, eteläisellä pallonpuoliskolla - talvi. Siellä säteet tällä hetkellä putoavat maan pinnalle vinosti.

Jatketaan maapallolla vielä neljännes ympyrästä eteenpäin. Nyt maapallomme on ottanut aseman suoraan kevään vastapäätä. Jälleen huomaamme, että päivän ja yön raja kulkee molempien navojen läpi, ja taas päivä koko maapallolla on yhtä suuri kuin yö, eli se kestää 12 tuntia. Se tapahtuu syyspäiväntasauksena.

On helppo varmistaa, että tänä päivänä päiväntasaajalla Aurinko on keskipäivällä jälleen zeniitissään ja putoaa siellä pystysuoraan maan pinnalle. Siksi päiväntasaajan asukkaille Aurinko on zeniitissään kahdesti vuodessa: kevät- ja syyspäiväntasausten aikana. Mennään nyt maapallon kanssa vielä neljännes ympyrää pidemmälle. Maa (maapallo) on lampun (auringon) toisella puolella. Kuva muuttuu dramaattisesti: pohjoisnapa on nyt pimeässä ja etelänapa valaisee aurinko. Aurinko lämmittää eteläistä pallonpuoliskoa enemmän kuin pohjoista pallonpuoliskoa. Maan pohjoinen puoli on talvea ja eteläinen kesä. Tämä on maapallon asema talvipäivänseisauksen päivänä. Tällä hetkellä eteläisellä trooppisella alueella Aurinko on zeniitissään, eli sen säteet putoavat pystysuoraan. Päivä on pisin eteläisellä pallonpuoliskolla ja lyhin pohjoisella pallonpuoliskolla.

Ohitattuaan toisen neljänneksen ympyrästä palaamme jälleen lähtöasentoon.

Tehdään vielä yksi mielenkiintoinen kokemus: emme kallista maapallon akselia, mutta järjestää se on kohtisuorassa lattiatasoon nähden. Jos kuljemme samalla tiellä Kanssa Maapallo lampun ympärillä, olemme vakuuttuneita siitä, että tässä tapauksessa päiväntasaus kestää ympäri vuoden koko maapallolla. Leveysasteillamme olisi ikuisuus kevät ja syyspäivät ja ei olisi äkillisiä siirtymiä lämpimistä kuukausista kylmiin. Kaikkialla (paitsi tietysti itse napoja) Aurinko nousisi tarkalleen idässä kello 6 aamulla paikallista aikaa, keskipäivällä aina samaan aikaan. Tämä paikka korkeudessa ja lähtee länteen klo 18 paikallista aikaa.

Näin ollen johtuen Maan liikkeestä Auringon ympäri ja maapallon akselin jatkuvasta kallistuksesta sen kiertoradan tasoon nähden, vuodenaikojen vaihtelua.

Tämä selittää myös sen, että pohjois- ja etelänavalla päivä ja yö kestävät puoli vuotta ja päiväntasaajalla ympäri vuoden päivä on yhtä kuin yö. Keskimmäisillä leveysasteilla, esimerkiksi Moskovassa, päivän ja yön pituus vaihtelee 7-17,5 tunnin välillä vuoden aikana.

Käytössä pohjoisella ja eteläisellä tropiikilla, joka sijaitsee leveysasteella 2301/2 päiväntasaajasta pohjoiseen ja etelään, aurinko on zeniitissään vain kerran vuodessa. Kaikissa tropiikin välissä sijaitsevissa paikoissa keskipäivän aurinko on huipussaan kahdesti vuodessa. Trooppisten alueiden välissä olevaa maapallon tilaa kutsuttiin sen lämpöominaisuuksien vuoksi kuumaksi vyöhykkeeksi. Sen keskellä on päiväntasaaja.

23°'/2 etäisyydellä navasta, eli leveysasteella 6601/2, kerran vuodessa talvella kokonaisen päivän ajan aurinko ei ilmesty horisontin yläpuolelle, ja kesällä päinvastoin ei kerran vuodessa. koko päiväksi.

Näihin paikkoihin maapallon pohjoisella ja eteläisellä pallonpuoliskolla ja karttoihin piirretään kuvitteellisia viivoja, joita kutsutaan napaympyröiksi.

Mitä lähempänä yksi tai toinen paikka sijaitsee napaympyröistä napoihin, sitä lisää päivinä siellä jatkuu jatkuva päivä (tai jatkuva yö) eikä aurinko laske tai nouse. Ja Maan napoilla aurinko paistaa jatkuvasti kuuden kuukauden ajan. Samaan aikaan täällä auringonsäteet putoavat maan pinnalle hyvin vinosti. Aurinko ei koskaan nouse korkealle horisontin yläpuolelle. Siksi napojen ympärillä, napapiirien ympäröimässä tilassa on erityisen kylmää. On olemassa kaksi tällaista vyötä - pohjoinen ja eteläinen; niitä kutsutaan kylmävyöhykkeiksi. On pitkiä talvia ja lyhyitä kylmiä kesiä.

Napapiirien ja tropiikin välissä on kaksi lauhkeaa vyöhykettä (pohjoinen ja eteläinen).

Mitä lähempänä tropiikkia, sitä talvi lyhyempi ja lämpimämpi, ja mitä lähempänä napapiiriä, sitä pidempi ja ankarampi se on.

§ 52. Auringon ilmeinen vuotuinen liike ja sen selitys

1. Auringonnousun ja -laskun paikka ja siten sen atsimuutti muuttuvat päivästä toiseen. Maaliskuun 21. päivästä (kun Aurinko nousee idän pisteestä ja laskee lännestä) 23. syyskuuta asti auringonnousua havaitaan koillisella neljänneksellä ja auringonlaskua luoteisosassa. Tämän ajan alussa auringonnousun ja -laskun pisteet siirtyvät pohjoiseen ja sitten vastakkaiseen suuntaan. Syyskuun 23. päivänä, kuten maaliskuun 21. päivänä, aurinko nousee idästä ja laskee lännestä. 23. syyskuuta - 21. maaliskuuta alkaen samanlainen ilmiö toistuu kaakkois- ja lounaiskvartaalilla. Auringon nousu- ja laskupisteiden liikkeellä on vuoden mittainen jakso.

Tähdet nousevat ja laskeutuvat aina samoihin kohtiin horisontissa.

2. Auringon pituuspiirin korkeus muuttuu joka päivä. Esimerkiksi Odessassa (av = 46°,5 N) se on 22. kesäkuuta suurin ja yhtä suuri kuin 67°, sitten se alkaa laskea ja saavuttaa 22. joulukuuta pienin arvo 20°. Joulukuun 22. päivän jälkeen Auringon pituuspiirin korkeus alkaa nousta. Tämä ilmiö on myös vuosikausi. Tähtien pituuspiirin korkeus on aina vakio. 3. Minkä tahansa tähden ja Auringon kulminaatioiden välinen aika muuttuu jatkuvasti, kun taas samojen tähtien kahden kulminaatioajan välinen aika pysyy vakiona. Keskiyöllä näemme noiden tähtikuvioiden huipentuvan, mikä sisään annettu aika sijaitsee pallon vastakkaisella puolella Auringosta. Sitten jotkut tähtikuviot väistyvät toisille, ja vuoden aikana keskiyöllä kaikki tähtikuviot huipentuvat vuorotellen.

4. Päivän (tai yön) pituus ei ole vakio ympäri vuoden. Tämä on erityisen havaittavissa, jos verrataan kesä- ja talvipäivien kestoa korkeilla leveysasteilla, esimerkiksi Leningradissa, koska aika, jolloin Aurinko on horisontin yläpuolella vuoden aikana, on erilainen. Horisontin yläpuolella olevat tähdet ovat aina yhtä kauan.

Siten Auringolla on tähtien kanssa tehtävän päivittäisen liikkeen lisäksi myös näkyvä liike palloa pitkin vuosijaksolla. Tätä liikettä kutsutaan näkyväksi Auringon vuotuinen liike taivaanpallon poikki.

Tästä Auringon liikkeestä saamme visuaalisimman esityksen, jos määritämme päivittäin sen ekvatoriaaliset koordinaatit - oikea nousu a ja deklinaatio b. Sitten käyttämällä löydettyjä koordinaattiarvoja piirrämme pisteet aputaivaanpallolle ja yhdistämme ne tasaisella pisteellä. käyrä. Tämän seurauksena saamme suuren ympyrän pallolle, joka osoittaa Auringon näennäisen vuotuisen liikkeen polun. Taivaanpallolla olevaa ympyrää, jota pitkin aurinko liikkuu, kutsutaan ekliptikaksi. Ekliptiikan taso on kallistettu päiväntasaajan tasoon vakiokulmassa g \u003d \u003d 23 ° 27 ", jota kutsutaan kaltevuuskulmaksi ekliptika päiväntasaajalle(Kuva 82).

Riisi. 82.

Vastakkaista pistettä, jossa Aurinko siirtyy pohjoiselta pallonpuoliskolta eteläiselle ja muuttaa deklinaationsa nimen b N:stä b S:ksi, on ns. syyspäiväntasauksen piste. Se on merkitty Vaaka O tähtikuvion merkillä, jossa se aikoinaan sijaitsi. Syyspäiväntasaus on tällä hetkellä Neitsyen tähdistössä.

Pistettä L kutsutaan kesäpiste, ja piste L" - piste talvipäivänseisauksia.

Seurataan Auringon näennäistä liikettä pitkin ekliptiikkaa vuoden aikana.

Aurinko saapuu kevätpäiväntasaukseen 21. maaliskuuta. Oikea nousu a ja auringon deklinaatio b ovat nolla. Kaikessa maapallo Aurinko nousee pisteessä O st ja laskee pisteessä W, ja päivä on yhtä suuri kuin yö. Maaliskuun 21. päivästä lähtien aurinko on liikkunut ekliptiikkaa pitkin kohti kesäpäivänseisauksen pistettä. Auringon oikea nousu ja deklinaatio kasvavat jatkuvasti. Tähtitieteellinen kevät on tulossa pohjoisella pallonpuoliskolla ja syksy on tulossa eteläisellä pallonpuoliskolla.

Kesäkuun 22., noin 3 kuukauden kuluttua, Aurinko tulee kesäpäivänseisauksen pisteeseen L. Auringon oikea nousu a \u003d 90 °, deklinaatio b \u003d 23 ° 27 "N. Tähtitieteellinen kesä alkaa pohjoisella pallonpuoliskolla (eniten pitkiä päiviä ja lyhyet yöt), ja etelässä - talvi (pisimmät yöt ja lyhyitä päiviä) . Auringon liikkeen jatkuessa sen pohjoinen deklinaatio alkaa pienentyä, ja oikea nousu jatkuu.

Noin kolme kuukautta myöhemmin, syyskuun 23. päivänä, Aurinko saavuttaa syyspäiväntasauksen Q. Auringon oikea nousu a=180°, deklinaatio b=0°. Koska b \u003d 0 ° (kuten 21. maaliskuuta), aurinko nousee kaikissa maan pinnan pisteissä pisteessä O st ja laskee pisteessä W. Päivä on yhtä suuri kuin yö. Auringon deklinaation nimi muuttuu pohjoisesta 8n eteläiseksi - bS. Tähtitieteellinen syksy tulee pohjoisella pallonpuoliskolla ja kevät eteläisellä pallonpuoliskolla. Kun aurinko liikkuu edelleen pitkin ekliptiikkaa talvipäivänseisauksen pisteeseen U, deklinaatio 6 ja oikea ylösnousemus aO kasvavat.

Joulukuun 22. päivänä aurinko saapuu talvipäivänseisauksen L "pisteeseen. Oikea nousu a \u003d 270 ° ja deklinaatio b \u003d 23 ° 27" S. Pohjoisella pallonpuoliskolla saapuu tähtitieteellinen talvi ja eteläisellä pallonpuoliskolla kesä.

Joulukuun 22. päivän jälkeen Aurinko siirtyy pisteeseen T. Sen deklinaation nimi pysyy etelänä, mutta pienenee ja oikea nousu kasvaa. Noin 3 kuukautta myöhemmin, maaliskuun 21. päivänä, Aurinko, tehtyään täyden kierroksen pitkin ekliptiikkaa, palaa Oinaan pisteeseen.

Auringon oikean nousun ja deklinaation muutokset vuoden aikana eivät pysy vakiona. Likimääräisiä laskelmia varten Auringon oikean nousun päivittäiseksi muutokseksi otetaan 1 °. Päivän deklinaation muutos on yhtä suuri kuin 0°,4 kuukauden ajalta ennen päiväntasausta ja kuukausi sen jälkeen, ja muutos 0°,1 kuukaudelle ennen päivänseisauksia ja kuukaudelle päivänseisausten jälkeen; muun ajan Auringon deklinaation muutokseksi otetaan 0 °.3.

Auringon oikean nousun muutoksen erityisyydellä on tärkeä rooli ajan mittauksen perusyksiköiden valinnassa.

Kevätpäiväntasaus liikkuu ekliptiikkaa pitkin kohti Auringon vuotuista liikettä. Sen vuotuinen liike on 50", 27 tai pyöristetty 50", 3 (vuodelle 1950). Näin ollen Aurinko ei saavuta alkuperäistä paikkaansa suhteessa kiinteisiin tähtiin 50 "3. Jotta Aurinko kulkee ilmoitetun polun, tarvitaan 20 m m 24 s. Tästä syystä kevät

Se tulee ennen kuin aurinko loppuu ja sen näennäinen vuotuinen liike on 360°:n täysi ympyrä suhteessa kiinteisiin tähtiin. Muutoksen kevään alkamishetkessä havaitsi Hipparkhos 2. vuosisadalla eKr. eKr e. tähtien havainnoista, joita hän teki Rodoksen saarella. Hän kutsui tätä ilmiötä päiväntasausten precesioksi tai precesioksi.

Kevätpäiväntasauksen liike-ilmiö edellytti trooppisten ja sidereaalisen vuoden käsitteiden käyttöönottoa. Trooppinen vuosi on ajanjakso, jonka aikana aurinko tekee täydellisen käännöksen taivaanpallolla suhteessa kevätpäiväntasauspisteeseen T. "Trooppisen vuoden kesto on 365,2422 päivää. Trooppinen vuosi on yhdenmukainen luonnolliset ilmiöt ja sisältää tarkasti vuodenaikojen koko syklin: kevät, kesä, syksy ja talvi.

Sideraalinen vuosi on ajanjakso, jonka aikana Aurinko tekee täydellisen käännöksen taivaanpallolla tähtiin nähden. Sideraalivuoden kesto on 365,2561 päivää. sideerinen vuosi pidempi kuin trooppinen.

Näennäisessä vuotuisessa liikkeessään taivaanpallon poikki Aurinko kulkee ekliptiikan varrella olevien tähtien välillä. Jo muinaisina aikoina nämä tähdet jaettiin 12 tähtikuvioon, joista suurimmalle osalle annettiin eläinten nimet. Näiden tähtikuvioiden muodostamaa taivaan kaistaletta ekliptikalla kutsuttiin Zodiaciksi (eläinympyrä), ja tähtikuvioita kutsuttiin horoskoopiksi.

Vuodenaikojen mukaan Aurinko kulkee seuraavien tähtikuvioiden läpi:

Kesäkuun 22. päivänä, kun aurinko kuvaa pohjoisen taivaanpuoliskolla äärimmäistä päivittäistä leveyttä, se on Kaksosten tähdistössä. Kaukaisessa menneisyydessä Aurinko oli Syövän tähdistössä. Joulukuun 22. päivänä Aurinko on Jousimiehen tähdistössä, ja aiemmin se oli Kauris tähdistössä. Siksi äärimmäistä pohjoista taivaallista leveyttä kutsuttiin syövän tropiikiksi ja eteläistä Kauriin trooppiseksi. Vastaavia maanpäällisiä rinnakkaisia ​​leveysasteita cp = bemax = 23 ° 27 "pohjoisella pallonpuoliskolla kutsuttiin syövän tropiikiksi tai pohjoiseksi tropiikiksi ja etelässä - Kauriin tropiikiksi tai eteläiseksi tropiikiksi.

Auringon yhteisliikkeessä, joka tapahtuu pitkin ekliptiikkaa taivaanpallon samanaikaisen pyörimisen kanssa, on useita piirteitä: päivittäisen yhdensuuntaisuuden pituus horisontin yläpuolella ja horisontin alapuolella muuttuu (ja näin ollen pituus). päivän ja yön), Auringon pituuspiirin korkeudet, auringonnousun ja auringonlaskun pisteet jne. Kaikki nämä ilmiöt riippuvat paikan maantieteellisen leveysasteen ja Auringon kulman välisestä suhteesta. Siksi eri leveysasteilla sijaitsevalle tarkkailijalle ne ovat erilaisia.

Harkitse näitä ilmiöitä joillakin leveysasteilla:

1. Havaitsija on päiväntasaajalla, cp = 0°. Maailman akseli on todellisen horisontin tasolla. Taivaan päiväntasaaja osuu yhteen ensimmäisen pystysuoran kanssa. Auringon päivittäiset yhdensuuntaisuudet ovat yhdensuuntaisia ​​ensimmäisen pystysuoran kanssa, joten Aurinko päivittäisessä liikkeessään ei ylitä ensimmäistä pystysuoraa. Aurinko nousee ja laskee päivittäin. Päivä on aina yhtä kuin yö. Aurinko on huipussaan kahdesti vuodessa - 21. maaliskuuta ja 23. syyskuuta.

Riisi. 83.

5. Havaitsija on navalla φ=90°N tai S. Maailman akseli osuu luotiviivaan ja siten päiväntasaaja todellisen horisontin tason kanssa. Tarkkailijan meridiaanin sijainti tulee olemaan epävarma, joten osia maailmasta puuttuu. Päivän aikana Aurinko liikkuu yhdensuuntaisesti horisontin kanssa.

Päiväntasauspäivinä tapahtuu polaarisia auringonnousuja tai -laskuja. Päivänseisauksen päivinä Auringon korkeus saavuttaa suurimmat arvonsa. Auringon korkeus on aina yhtä suuri kuin sen deklinaatio. Napapäivä ja napayö kestävät 6 kuukautta.

Näin ollen Auringon yhteisen päivittäisen ja vuotuisen liikkeen eri leveysasteilla aiheuttamien erilaisten tähtitieteellisten ilmiöiden (seniitin läpikulku, polaarisen päivän ja yön ilmiöt) ja näiden ilmiöiden aiheuttamien ilmasto-ominaisuuksien vuoksi maan pinta jakautuu trooppiset, lauhkeat ja napavyöhykkeet.

trooppinen vyö Maan pinnan osaa kutsutaan (leveysasteiden φ \u003d 23 ° 27 "N ja 23 ° 27" S välillä), jossa aurinko nousee ja laskee joka päivä ja on zeniitissään kahdesti vuoden aikana. Trooppinen vyöhyke kattaa 40% koko maapallon pinnasta.

lauhkea vyöhyke kutsutaan maanpinnan osaksi, jossa aurinko nousee ja laskee joka päivä, mutta ei koskaan zeniitissään. Lauhkeaa vyöhykettä on kaksi. Pohjoisella pallonpuoliskolla leveysasteiden φ = 23°27"N ja φ = 66°33"N välillä ja eteläisellä pallonpuoliskolla leveysasteiden φ=23°27"S ja φ = 66°33"S välillä. Lauhkeat vyöhykkeet kattavat 50 % maan pinnasta.

napa vyö kutsutaan osaksi maan pinnasta, jossa havaitaan polaarisia päiviä ja öitä. Napavyöhykkeitä on kaksi. Pohjoinen napavyöhyke ulottuu leveysasteesta φ \u003d 66 ° 33 "N Pohjoisnapa, ja eteläinen - φ \u003d 66 ° 33 "S etelänavalle. Ne vievät 10% maan pinnasta.

Nikolaus Kopernikus (1473-1543) antoi ensimmäisenä oikean selityksen Auringon näennäisestä vuotuisesta liikkeestä taivaanpallolla. Hän osoitti, että Auringon vuotuinen liike taivaanpallolla ei ole sen todellista liikettä, vaan vain näkyvä liike, joka heijastaa Maan vuotuista liikettä Auringon ympäri. Kopernikaanista maailmanjärjestelmää kutsuttiin heliosentriksi. Tämän järjestelmän mukaan keskustassa aurinkokunta Aurinko sijaitsee, jonka ympärillä planeetat, mukaan lukien maamme, liikkuvat.

Maa osallistuu samanaikaisesti kahteen liikkeeseen: se pyörii akselinsa ympäri ja liikkuu ellipsissä Auringon ympäri. Maan pyöriminen akselinsa ympäri aiheuttaa päivän ja yön vaihtelun. Sen liikkuminen Auringon ympäri aiheuttaa vuodenaikojen vaihtelun. Maan yhteisestä pyörimisestä akselinsa ympäri ja liikkeestä Auringon ympäri syntyy Auringon näennäinen liike taivaanpallolla.

Selittääksemme Auringon näennäisen vuotuisen liikkeen taivaanpallolla, käytämme kuvaa. 84. Keskellä on aurinko S, jonka ympäri Maa liikkuu vastapäivään. Maan akseli pysyy muuttumattomana avaruudessa ja muodostaa kulman, joka on 66 ° 33 ekliptisen tason kanssa. Siksi ekvatoriaalinen taso on kallistettu ekliptiikan tasoon kulmassa e = 23 ° 27 ". Seuraavaksi tulee taivaanpallo, johon on kaiverrettu ekliptika ja horoskooppitähtikuviot nykyisellä paikallaan.

Maa tulee asemaan I 21. maaliskuuta. Maasta katsottuna Aurinko projisoituu taivaanpallolle pisteessä T, joka on tällä hetkellä Kalojen tähdistössä. Auringon deklinaatio on = 0°. Maan päiväntasaajalla sijaitseva tarkkailija näkee Auringon keskipäivällä sen zeniitissä. Kaikki maanpäälliset rinnakkaiset valaistut puoliksi, joten kaikissa maanpinnan kohdissa päivä on yhtä suuri kuin yö. Tähtitieteellinen kevät alkaa pohjoisella pallonpuoliskolla ja syksy alkaa eteläisellä pallonpuoliskolla.

Riisi. 84.

paikalleen III Maa tulee 23. syyskuuta. Auringon deklinaatio on bo=0° ja se projisoidaan Vaakapisteeseen, joka on nyt Neitsyt tähdistössä. Päiväntasaajalla oleva tarkkailija näkee auringon keskipäivällä sen zeniitissä. Kaikki maanpäälliset rinnakkaiset ovat puoliksi Auringon valaisemia, joten kaikissa Maan pisteissä päivä on yhtä suuri kuin yö. Tähtitieteellinen syksy alkaa pohjoisella pallonpuoliskolla ja kevät alkaa eteläisellä pallonpuoliskolla.

22. joulukuuta Maa saapuu asentoon IV Aurinko heijastuu Jousimiehen tähdistöön. Auringon deklinaatio 6=23°,5S. Eteläisellä pallonpuoliskolla on enemmän valaistuja päivittäisiä rinnakkaiskohtia kuin pohjoisella, joten eteläisellä pallonpuoliskolla päivä on yötä pidempi ja pohjoisella pallonpuoliskolla päinvastoin. Auringon säteet putoavat melkein pystysuoraan eteläiselle pallonpuoliskolle ja kulmassa pohjoiselle pallonpuoliskolle. Siksi tähtitieteelliset kesät tulevat eteläisellä pallonpuoliskolla ja talvi pohjoisella pallonpuoliskolla. Aurinko valaisee eteläistä napavyöhykettä eikä pohjoista. Napapäivää havaitaan eteläisellä napavyöhykkeellä ja yötä pohjoisella.

Maapallon muille väliasemille voidaan antaa asianmukaisia ​​selityksiä.

Eteenpäin
Sisällysluettelo
Takaisin

Koska alueen leveysaste ei muutu, Auringon korkeuden muutoksista seuraa, että sen deklinaatio muuttuu. Alueen leveysaste on likimääräinen tietylle sijainti voidaan määrittää maantieteellinen kartta(Rostoville 47 ° 13 "), sitten mittaamalla korkeus h voidaan havaita, että kesällä suurin etäisyys taivaan päiväntasaajasta on + 23,5 °, ja talviaika on -23,5°. Voidaan myös todeta, että aurinko on taivaan päiväntasaajalla 21. maaliskuuta ja 23. syyskuuta (päiväntasauspäivät), näinä päivinä Auringon deklinaatio on 0 °.

Sinun on esimerkiksi määritettävä enimmäis- ja minimikorkeus Auringon nousu horisontin yläpuolelle Kiovan kaupungille. Kiovan leveysaste: 50° 24"

H = 90° - 50,2° + 23,5° = 63,3° (kesäpäivänseisauksen aikana);

H = 90° - 50,2° - 23,5° = 16,3° (talvipäivänseisauksen aikana).

Kevät- ja syyspäiväntasauksen aikana Auringon keskipäivän korkeus on yhtä suuri kuin paikan maantieteellisen leveysasteen lisäys 90 asteeseen asti, ja talvi- ja kesäpäivänseisauksen aikana se on pienempi tai suurempi kuin päiväntasaus kulmalla, joka on yhtä suuri kuin ekliptiikan kaltevuus päiväntasaajaan nähden.

Päiväntasauspäivinä keskipäivän auringon korkeus (φ0) horisontin yläpuolella eri leveysasteilla (φ1) määritetään kaavalla:
φ0 = 90° - φ1
Donetskin koordinaatit: 48°00′32″ s. sh. 37°48′15 tuumaa d.
Donetskissa 21. maaliskuuta ja 23. syyskuuta keskipäivällä aurinko on korkeudella:
φ0 = 90° - 48° = 42°
Kesällä, kun aurinko on kunkin pallonpuoliskon tropiikin yläpuolella, sen korkeus keskipäivällä kasvaa 23° 27" eli.
φ0 = 90° - φ1 + 23° 27"
φ0 = 90° - 48° +23° 27"= 65° 27"
Donetskissa 21. kesäkuuta auringon korkeus on 65 ° 27 "

Talvella, kun aurinko siirtyy vastakkaiselle pallonpuoliskolle, sen korkeus laskee vastaavasti ja saavuttaa minimin päivänseisauksen päivinä, jolloin sitä tulisi laskea 23 ° 27 ", ts.
φ0 = 90° - φ1 - 23° 27"
φ0 = 90° - 48° - 23° 27"= 18° 33"

Ongelma 31

Z - zeniittipiste * - Polaris

Kulma, jossa Pohjantähti näkyy horisonttialueella
zeniitin ja Pohjantähden välinen kulma.
Päiväntasauspäivinä keskipäivän auringon korkeus horisontin yläpuolella eri leveysasteilla määritetään kaavalla:

Joten esimerkiksi Kiovassa 21. maaliskuuta ja 23. syyskuuta keskipäivällä aurinko on korkealla:

Kesällä, kun aurinko on kunkin pallonpuoliskon tropiikin yläpuolella, sen korkeus keskipäivällä kasvaa 23° 27" eli.

Siten Kiovan kaupungissa 21. kesäkuuta auringon korkeus on 61°27".

Joten Kiovassa 22. joulukuuta aurinko on korkealla

Ongelma 33
Aluksesta helmikuun 20. päivänä mitattiin Auringon korkeus horisontin yläpuolella. Se oli 50°. Aurinko oli etelässä. Mikä maantieteellinen leveysaste onko alus paikallaan, jos aurinko olisi tänä päivänä zeniitissään leveysasteella 1105 "S?

Vastaus:
Laiva oli 28°55" pohjoista leveyttä.

Ongelma 32
Pietari ja Kiova ovat lähes samalla pituuspiirillä. Kesäkuun 22. päivänä keskipäivällä Pietarissa aurinko nousee horisontin yläpuolelle 53°30 ja Kiovassa tuolloin 61,5°. Mikä on kaupunkien välinen etäisyys asteina ja kilometreinä?

Vastaus:

Kiovan ja Pietarin välinen etäisyys on 8° ja kilometreissä -890,4 km.

Ongelma 34
Pohjoisella pallonpuoliskolla, jossa on turisteja, keskipäivän aurinko on horisontin yläpuolella 53030" kulmassa. Samana päivänä keskipäivän aurinko on zeniitissä 12° 20" pohjoista leveyttä. Millä leveysasteella turistit ovat?

Vastaus:
Turistit sijaitsevat 48 ° 50 "N. w.

- Polaarin korkeus on AINA yhtä suuri kuin havaintopaikan leveysaste (tämä koskee pohjoista pallonpuoliskoa) = ja milloin tahansa vuorokauden aikana!

©2015-2019 sivusto
Kaikki oikeudet kuuluvat niiden tekijöille. Tämä sivusto ei vaadi tekijää, mutta tarjoaa ilmaisen käytön.
Sivun luomispäivämäärä: 25.10.2017

Auringon ilmeinen vuotuinen liike

Maapallon vuotuisen Auringon ympäri lännestä itään suuntautuvan kierroksen vuoksi meistä näyttää siltä, ​​että aurinko liikkuu tähtien joukossa lännestä itään pitkin iso ympyrä taivaanpallo, jota kutsutaan ekliptiikka, 1 vuoden ajanjaksolla . Ekliptiikan taso (Maan kiertoradan taso) on vinossa taivaan (sekä maan) päiväntasaajan tasoon nähden kulmassa. Tätä nurkkaa kutsutaan ekliptinen kaltevuus.

Ekliptiikan sijainti taivaanpallolla eli päiväntasaajan koordinaatit ja pisteet sekä sen kaltevuus taivaan päiväntasaajaan määritetään Auringon päivittäisten havaintojen perusteella. Mittaamalla Auringon zeniittietäisyys (tai korkeus) sen ylähuipentumahetkellä samalla maantieteellisellä leveysasteella,

,	(6.1)
,	(6.2)

voidaan todeta, että Auringon deklinaatio vuoden aikana vaihtelee välillä - . Tässä tapauksessa Auringon oikea nousu vuoden aikana vaihtelee välillä - tai välillä -.

Tarkastellaanpa tarkemmin Auringon koordinaattien muutosta.

Pisteessä kevätpäiväntasaus^ jonka Aurinko ohittaa vuosittain 21. maaliskuuta, Auringon oikea nousu ja deklinaatio kierrettiin nollaan. Sitten joka päivä Auringon oikea nousu ja deklinaatio lisääntyvät.

Pisteessä kesäpäivänseisaus a, jossa aurinko saapuu kesäkuun 22. päivänä, sen oikea nousu on 6 h, ja deklinaatio saavuttaa enimmäisarvo+ . Sen jälkeen Auringon deklinaatio pienenee, kun taas oikea ylösnousemus vielä kasvaa.

Kun aurinko 23. syyskuuta saavuttaa pisteen syyspäiväntasaus d, sen oikea nousu tulee , ja sen deklinaatiosta tulee jälleen nolla.

Edelleen, oikea ylösnousemus, joka jatkaa kasvuaan, pisteessä Talvipäivänseisaus g, jossa aurinko laskee 22. joulukuuta, tulee yhtä suureksi kuin , ja deklinaatio saavuttaa minimiarvonsa - . Sen jälkeen deklinaatio kasvaa, ja kolmen kuukauden kuluttua aurinko palaa kevätpäiväntasaukseen.

Harkitse Auringon sijainnin muutosta taivaalla vuoden aikana alueella sijaitseville tarkkailijoille eri paikkoja maan pinnalla.

maan pohjoisnapa, kevätpäiväntasauspäivänä (21.03) Aurinko tekee ympyrän horisontissa. (Muista, että maan pohjoisnavalla ei ole auringonnousun ja -laskun ilmiöitä, eli mikä tahansa valo liikkuu yhdensuuntaisesti horisontin kanssa ylittämättä sitä). Tämä merkitsee napapäivän alkua pohjoisnavalla. Seuraavana päivänä Aurinko, joka on hieman noussut ekliptikalla, kuvaa horisontin suuntaista ympyrää hieman korkeammalla. Joka päivä se nousee yhä korkeammalle. Aurinko saavuttaa maksimikorkeutensa kesäpäivänseisauksen päivänä (22.06) -. Sen jälkeen alkaa hidas korkeuden lasku. Syyspäiväntasauspäivänä (23.09) Aurinko on jälleen taivaan päiväntasaajalla, joka osuu yhteen pohjoisnavan horisontin kanssa. Tehtyään tänä päivänä jäähyväisympyrän horisonttia pitkin, Aurinko laskeutuu horisontin alle (taivaallisen päiväntasaajan alle) puoleksi vuodeksi. Puoli vuotta kestänyt napapäivä on ohi. Napayö alkaa.

alueella sijaitsevalle tarkkailijalle Napapiiri Aurinko saavuttaa korkeimmansa keskipäivällä kesäpäivänseisauksen päivänä -. Auringon keskiyön korkeus on tänä päivänä 0°, eli aurinko ei laske sinä päivänä. Tällaista ilmiötä kutsutaan napapäivä.

Talvipäivänseisauksen päivänä sen keskipäivän korkeus on minimaalinen - eli aurinko ei nouse. Sitä kutsutaan kaamos. Napapiirin leveysaste on pienin maapallon pohjoisella pallonpuoliskolla, jossa havaitaan polaarisen päivän ja yön ilmiöitä.

alueella sijaitsevalle tarkkailijalle pohjoista trooppista Aurinko nousee ja laskee joka päivä. Aurinko saavuttaa suurimman keskipäivän korkeutensa horisontin yläpuolella kesäpäivänseisauksen päivänä - tänä päivänä se ylittää zeniittipisteen (). Pohjoisen trooppinen alue on pohjoisin leveys, jossa aurinko on zeniitissään. Keskipäivän vähimmäiskorkeus , tapahtuu talvipäivänseisauksena.

alueella sijaitsevalle tarkkailijalle päiväntasaaja, ehdottomasti kaikki valot tulevat ja nousevat. Samaan aikaan mikä tahansa valaisin, mukaan lukien aurinko, viettää tasan 12 tuntia horisontin yläpuolella ja 12 tuntia horisontin alapuolella. Tämä tarkoittaa, että päivän pituus on aina yhtä suuri kuin yön pituus - 12 tuntia kumpikin. Kaksi kertaa vuodessa - päiväntasauksen päivinä - Auringon keskipäivän korkeus on 90 °, eli se kulkee zeniittipisteen läpi.

alueella sijaitsevalle tarkkailijalle Sterlitamakin leveysaste, eli lauhkealla vyöhykkeellä Aurinko ei ole koskaan zeniitissään. Se saavuttaa korkeimmansa keskipäivällä 22. kesäkuuta, kesäpäivänseisauksen päivänä, -. Talvipäivänseisauksen päivänä, 22. joulukuuta, sen korkeus on minimaalinen -.

Joten muotoillaan seuraavat tähtitieteelliset merkit lämpövyöhykkeistä:

1. Kylmillä vyöhykkeillä (napapiireistä Maan napoihin) Aurinko voi olla sekä laskeutumaton että nousematon valaisin. Napapäivä ja napayö voivat kestää 24 tunnista (pohjoisella ja eteläisellä napapiirillä) kuuteen kuukauteen (Maan pohjois- ja etelänavalla).

2. Sisään lauhkeat vyöhykkeet(pohjoiselta ja eteläiseltä tropiikilta pohjoisiin ja eteläisiin napaympyröihin) Aurinko nousee ja laskee joka päivä, mutta ei koskaan zeniitissään. Kesällä päivä on pidempi kuin yö ja talvella päinvastoin.

3. Kuumalla vyöhykkeellä (pohjoisesta tropiikista eteläiseen trooppiseen) aurinko nousee ja laskee aina. Seniitissä aurinko esiintyy kerran - pohjoisessa ja eteläisessä tropiikissa, jopa kahdesti - muilla vyön leveysasteilla.

Säännöllinen vuodenaikojen vaihtelu maan päällä johtuu kolmesta syystä: Maan vuosikierros Auringon ympäri, Maan akselin kaltevuus Maan kiertoradan tasoon (ekliptiikan tasoon) ja säilyminen. maan akseli sen suunta avaruudessa pitkiä aikoja. Näiden kolmen syyn yhteisvaikutuksesta johtuen Auringon näennäinen vuotuinen liike ekliptiikkaa pitkin taivaan päiväntasaajaa kohti, ja siten Auringon päivittäisen polun sijainti horisontin yläpuolella. eri paikoissa Maan pinta muuttuu ympäri vuoden, ja sen seurauksena olosuhteet niiden valaisulle ja auringon lämmittämiselle muuttuvat.

Auringon epätasainen lämmitys eri maantieteellisillä leveysasteilla olevilla maanpinnan alueilla (tai samoilla alueilla eri aika vuotta) voidaan määrittää helposti yksinkertaisella laskelmalla. Merkitään lämmön määrällä, jonka pystysuoraan putoavat auringonsäteet (Aurinko zeniitissään) siirtävät maan pinnan pinta-alayksikköön. Sitten eri zeniittietäisyydellä Auringosta sama yksikköpinta-ala vastaanottaa lämpömäärän

(6.3)

Korvaamalla tässä kaavassa Auringon arvot todellisessa keskipäivässä vuoden eri päivinä ja jakamalla saadut yhtäläisyydet keskenään, voimme löytää Auringosta keskipäivällä vastaanotetun lämmön suhteen näinä päivinä. vuosi.

Tehtävät:

1. Laske ekliptiikan kaltevuus ja määritä sen pääpisteiden ekvatoriaaliset ja ekliptiset koordinaatit mitatusta zeniittietäisyydestä. Aurinko korkeimmassa huipussaan päivänseisauksena:

2. Määritä Auringon näennäisen vuotuisen polun kaltevuus taivaan päiväntasaajalle planeetoilla Mars, Jupiter ja Uranus.

3. Määritä ekliptiikan kaltevuus noin 3000 vuotta sitten, jos tuolloisten havaintojen mukaan jossain maan pohjoisella pallonpuoliskolla auringon keskikorkeus kesäpäivänseisauspäivänä oli +63〫48ʹ , ja talvipäivänseisauksen päivänä +16〫00ʹ zenitin eteläpuolella.

4. Akateemikko A.A. tähtikartan karttojen mukaan. Mikhailov määrittää horoskooppitähtikuvioiden nimet ja rajat, osoittaa ne, joissa ekliptiikan pääpisteet sijaitsevat, ja määrittää Auringon liikkeen keskimääräisen keston kunkin horoskoopin taustalla.

5. Määritä tähtitaivaan mobiilikartan avulla pisteiden atsimuutit ja auringonnousun ja auringonlaskun ajat sekä päivän ja yön likimääräinen kesto Sterlitamakin maantieteellisellä leveysasteella päiväntasaus- ja päivänseisauksen päivinä.

6. Laske päiväntasauspäiville ja päivänseisauksille Auringon keskipäivän ja keskiyön korkeudet: 1) Moskova; 2) Tver; 3) Kazan; 4) Omsk; 5) Novosibirsk; 6) Smolensk; 7) Krasnojarsk; 8) Volgograd.

7. Laske niiden lämpömäärien suhteet, jotka Auringosta saapuu keskipäivällä päivänseisauspäivinä identtisten kohtien kahdessa pisteessä maan pinnalla leveysasteella: 1) +60〫30ʹ ja Maikopissa; 2) +70〫00ʹ ja Groznyissa; 3) +66〫30ʹ ja Makhatshkalassa; 4) +69〫30ʹ ja Vladivostokissa; 5) +67〫30ʹ ja Makhatshkalassa; 6) +67〫00ʹ ja Južno-Kurilskissa; 7) +68〫00ʹ ja Južno-Sahalinskissa; 8) +69〫00ʹ ja Rostov-on-Donissa.

Keplerin lait ja planeettojen konfiguraatiot

Auringon vetovoiman vaikutuksesta planeetat pyörivät sen ympärillä hieman pitkänomaisilla elliptisellä kiertoradalla. Aurinko on yhdessä planeetan elliptisen kiertoradan polttopisteistä. Tämä liike noudattaa Keplerin lakeja.

Planeetan elliptisen kiertoradan puolipääakselin arvo on myös keskimääräinen etäisyys planeetalta Aurinkoon. Pienistä epäkeskisuuksista ja pienistä kiertoradan kaltevuuksista johtuen suuret planeetat, on mahdollista monia ongelmia ratkaistaessa likimäärin olettaa, että nämä kiertoradat ovat säteeltään pyöreitä ja sijaitsevat käytännössä samassa tasossa - ekliptiikan (Maan kiertoradan) tasossa.

Keplerin kolmannen lain mukaan, jos ja ovat vastaavasti jonkin planeetan ja Maan tähtien (sidereaaliset) kierrosjaksot Auringon ympäri ja ja ovat niiden kiertoradan puolipääakselit, niin

Tässä planeetan ja Maan kierrosjaksot voidaan ilmaista millä tahansa yksiköllä, mutta mittojen ja on oltava samat. Samanlainen väite pätee myös suurille puoliakseleille ja .

Jos otamme 1 trooppisen vuoden ajan yksiköksi ( - Maan kiertoaika Auringon ympäri) ja 1 tähtitieteellisen yksikön () etäisyyden yksiköksi, niin Keplerin kolmas laki (7.1) voidaan kirjoittaa uudelleen muotoon.

missä on planeetan Auringon ympäri kiertämisen sideerinen jakso ilmaistuna keskimääräisinä aurinkopäivinä.

Ilmeisesti maapallolla keskiarvo kulmanopeus määräytyy kaavan mukaan

Jos otamme mittayksiköksi planeetan ja Maan kulmanopeudet ja kierrosjaksot mitataan trooppisina vuosina, niin kaava (7.5) voidaan kirjoittaa seuraavasti:

Planeetan keskimääräinen lineaarinen nopeus kiertoradalla voidaan laskea kaavalla

Maan kiertonopeuden keskiarvo tunnetaan ja on . Jakamalla (7.8):lla (7.9) ja käyttämällä Keplerin kolmatta lakia (7.2), löydämme riippuvuuden

"-"-merkki vastaa sisäinen tai alemmat planeetat (Mercurius, Venus) ja "+" - ulkoinen tai ylempi (Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus). Tässä kaavassa ja ilmaistaan ​​vuosina. Tarvittaessa löydetyt arvot voidaan aina ilmaista päivinä.

Planeettojen suhteellinen sijainti on helppo määrittää niiden heliosentrisillä ekliptisilla pallokoordinaateilla, joiden arvot eri päivinä vuodesta julkaistaan ​​tähtitieteellisissä vuosikirjoissa, taulukossa, jota kutsutaan "planeettojen heliosentrisiksi pituusasteiksi".

Tämän koordinaattijärjestelmän keskipiste (kuva 7.1) on Auringon keskipiste ja pääympyrä on ekliptika, jonka navat ovat 90º erillään siitä.

Ekliptiikan napojen läpi piirrettyjä suuria ympyröitä kutsutaan ekliptisen leveysasteen ympyrät, niiden mukaan lasketaan ekliptikasta heliosentrinen ekliptinen leveysaste, jota pidetään positiivisena pohjoisella ekliptisella pallonpuoliskolla ja negatiivisena taivaanpallon eteläisellä ekliptisella pallonpuoliskolla. Heliosentrinen ekliptinen pituusaste mitataan pitkin ekliptiikkaa kevätpäiväntasauspisteestä ¡ vastapäivään tähden leveyspiirin pohjaan ja sen arvot vaihtelevat 0º - 360º.

Suurimpien planeettojen kiertoradan pienestä kallistuksesta ekliptiikan tasoon nähden nämä kiertoradat sijaitsevat aina lähellä ekliptiikkaa, ja ensimmäisessä likiarvossa voidaan ottaa huomioon niiden heliosentrinen pituusaste, joka määrittää planeetan sijainnin suhteessa ekliptiikkaan. Aurinko vain sen heliosentrinen ekliptinen pituusaste.

Riisi. 7.1. Taivaan ekliptinen koordinaattijärjestelmä

Tarkastellaan Maan ja jonkin sisäplaneetan kiertoradat (kuva 7.2) käyttäen heliosentrinen ekliptinen koordinaattijärjestelmä. Siinä pääympyrä on ekliptika ja nollapiste on kevätpäiväntasaus ^. Planeetan ekliptinen heliosentrinen pituusaste lasketaan suunnasta "Aurinko - kevätpäiväntasaus ^" suuntaan "Aurinko - planeetta" vastapäivään. Yksinkertaisuuden vuoksi katsomme, että Maan ja planeetan kiertoradat vastaavat toisiaan ja itse kiertoradat ovat ympyrän muotoisia. Planeetan sijainti kiertoradalla saadaan sitten sen ekliptisen heliosentrisen pituusasteen perusteella.

Jos ekliptisen koordinaattijärjestelmän keskipiste on linjassa maan keskipisteen kanssa, niin tämä on geosentrinen ekliptinen koordinaattijärjestelmä. Sitten suuntien "Maan keskipiste - kevätpäiväntasaus ^" ja "Maan keskipiste - planeetta" välistä kulmaa kutsutaan ekliptinen geosentrinen pituusaste planeetat. Maan heliosentrinen ekliptinen pituusaste ja Auringon geosentrinen ekliptinen pituusaste, kuten kuvasta näkyy. 7.2 liittyvät:

Soitamme kokoonpano planeetat joidenkin planeetan, maan ja auringon kiinteän suhteellisen sijainnin.

Harkitse erikseen sisäisten ja ulkoiset planeetat.

Riisi. 7.2. Helio- ja geosentriset järjestelmät
ekliptiset koordinaatit

Sisäplaneetoilla on neljä konfiguraatiota: pohjaliitäntä(n.s.), yläliitäntä(v.s.), suurin länsimainen venymä(n.z.e.) ja suurin itäinen venymä(n.v.e.).

Alemmassa konjunktiossa (NS) sisäplaneetta on suoralla linjalla, joka yhdistää Auringon ja Maan, Auringon ja Maan välillä (kuva 7.3). Maalliselle tarkkailijalle tällä hetkellä sisäplaneetta "liittyy" aurinkoon, eli se on näkyvissä Auringon taustaa vasten. Tässä tapauksessa Auringon ja sisäplaneetan ekliptiset geosentriset pituuspiirit ovat yhtä suuret, eli: .

Alemman konjunktion lähellä planeetta liikkuu taivaalla taaksepäin liikkeessä lähellä aurinkoa, se on horisontin yläpuolella päivällä ja lähellä Aurinkoa, eikä sitä ole mahdollista havaita katsomalla sen pinnalla. On erittäin harvinaista nähdä ainutlaatuista tähtitieteellistä ilmiötä- sisäplaneetan (Merkurius tai Venus) kulku Auringon kiekon poikki.

Riisi. 7.3. Sisäplaneetan kokoonpanot

Koska sisäplaneetan kulmanopeus on suurempi kuin Maan kulmanopeus, planeetta siirtyy jonkin ajan kuluttua asentoon, jossa suunnat "planeetta-aurinko" ja "planeetta-maa" eroavat toisistaan ​​(kuva 7.3). Maanpäälliselle tarkkailijalle planeetta poistetaan samalla aurinkolevyltä suurimmassa kulmassa, tai he sanovat, että planeetta on tällä hetkellä suurimmalla venymisellään (etäisyys Auringosta). Sisäplaneetalla on kaksi suurinta venymää - Läntinen(n.z.e.) ja itäinen(n.v.e.). Suurimmassa läntisessä venymässä () planeetta laskeutuu horisontin taakse ja nousee aikaisemmin kuin aurinko. Tämä tarkoittaa, että se voidaan havaita aamulla, ennen auringonnousua, taivaan itäpuolella. Sitä kutsutaan aamun näkyvyys planeetat.

Lännen suurimman venymän ohitettuaan planeetan kiekko alkaa lähestyä Auringon kiekkoa taivaallisella pallolla, kunnes planeetta katoaa Auringon kiekon taakse. Tätä konfiguraatiota, kun maa, aurinko ja planeetta sijaitsevat samalla suoralla ja planeetta on Auringon takana, kutsutaan yläliitäntä(v.s.) planeetat. Tällä hetkellä on mahdotonta suorittaa havaintoja sisäplaneetasta.

Ylemmän konjunktion jälkeen planeetan ja Auringon välinen kulmaetäisyys alkaa kasvaa ja saavuttaa maksimiarvonsa suurimmassa itäisen venymän (E.E.) kohdalla. Samaan aikaan planeetan heliosentrinen ekliptinen pituusaste on suurempi kuin Auringon (ja geosentrinen pituus päinvastoin on pienempi, eli ). Tässä asetelmassa oleva planeetta nousee ja laskee myöhemmin kuin Aurinko, mikä mahdollistaa sen tarkkailun illalla auringonlaskun jälkeen ( iltanäkyvyys).

Planeettojen ja Maan kiertoradan elliptisyydestä johtuen kulma Auringon ja planeetan suunnan välillä suurimmalla venymällä ei ole vakio, vaan vaihtelee tietyissä rajoissa, Merkuriukselle - alkaen -, Venuksen osalta - alkaen to.

Suurimmat venymät ovat sopivimpia hetkiä sisäplaneettojen tarkkailuun. Mutta koska edes näissä kokoonpanoissa Merkurius ja Venus eivät liiku kaukana Auringosta taivaanpallolla, niitä ei voida havaita koko yön. Venuksen ilta- (ja aamu) näkyvyyden kesto ei ylitä 4 tuntia ja Merkuriuksen - enintään 1,5 tuntia. Voimme sanoa, että Merkurius "kylpee" aina auringonsäteissä - se on tarkkailtava joko välittömästi ennen auringonnousua tai heti auringonlaskun jälkeen kirkkaalla taivaalla. Merkuriuksen näennäinen kirkkaus (magnitudi) vaihtelee ajan myötä välillä - . Venuksen näennäinen suuruus vaihtelee välillä . Venus on kirkkain kohde taivaalla auringon ja kuun jälkeen.

Ulkoplaneetat erottavat myös neljä konfiguraatiota (kuva 7.4): yhdiste(Kanssa.), vastakkainasettelua(P.), itäinen ja läntinen kvadratuuri(z.kv. ja v.kv.).

Riisi. 7.4 Ulkoplaneetan kokoonpanot

Yhteyskonfiguraatiossa ulompi planeetta sijaitsee Auringon ja Maan yhdistävällä linjalla Auringon takana. Tässä vaiheessa et voi katsoa sitä.

Koska ulkoplaneetan kulmanopeus on pienempi kuin Maan, planeetan suhteellinen liike taivaalla on taaksepäin. Samalla se siirtyy vähitellen Auringosta länteen. Kun ulomman planeetan kulmaetäisyys Auringosta saavuttaa , se putoaa "läntisen kvadratuurin" konfiguraatioon. Tässä tapauksessa planeetta on näkyvissä taivaan itäpuolella koko yön toisen puoliskon ajan auringonnousuun asti.

"Opositio"-konfiguraatiossa, jota joskus kutsutaan myös "oppositioksi", planeetta on erotettu taivaalla Auringosta, jolloin

Itä-kvadratuurissa sijaitseva planeetta voidaan tarkkailla illasta keskiyöhön.

Suotuisimmat olosuhteet ulkoplaneettojen havainnointiin ovat niiden vastakohtaisuuden aikakaudella. Tällä hetkellä planeetta on havainnoitavissa koko yön. Samalla se on mahdollisimman lähellä Maata ja sillä on suurin kulmahalkaisija ja suurin kirkkaus. Tarkkailijoille on tärkeää, että kaikki ylemmät planeetat saavuttavat suurimman korkeutensa horisontin yläpuolella talven oppositioiden aikana, kun ne liikkuvat taivaalla samoissa tähtikuvioissa, joissa aurinko on kesällä. Kesäiset yhteenotot käynnissä pohjoiset leveysasteet esiintyy matalalla horisontissa, mikä voi tehdä havainnoista erittäin vaikeaa.

Laskettaessa planeetan tietyn konfiguraation päivämäärää, sen sijainti aurinkoon nähden on kuvattu piirustuksessa, jonka taso on otettu ekliptiikan tasoksi. Suunta kevätpäiväntasaukseen ^ valitaan mielivaltaisesti. Jos annetaan päivä vuodesta, jolloin Maan heliosentrisellä ekliptisellä pituusasteella on tietty arvo, niin Maan sijainti tulee ensin merkitä piirustukseen.

Maan heliosentrisen ekliptisen pituusasteen likimääräinen arvo on erittäin helppo löytää havaintopäivästä lähtien. On helppo nähdä (kuva 7.5), että esimerkiksi 21. maaliskuuta katsomme Maasta aurinkoa kohti kevätpäiväntasauspistettä ^, eli suunta "aurinko - kevätpäiväntasaus" poikkeaa suunta "Aurinko - Maa" merkillä, mikä tarkoittaa, että Maan heliosentrinen ekliptinen pituusaste on . Kun katsomme aurinkoa syyspäiväntasauspäivänä (23. syyskuuta), näemme sen syyspäiväntasauksen pisteen suunnassa (piirustuksessa se on diametraalisesti vastapäätä pistettä ^). Tässä tapauksessa Maan ekliptinen pituusaste on . Kuvasta 7.5 voidaan nähdä, että talvipäivänseisauksen päivänä (22. joulukuuta) Maan ekliptinen pituusaste on ja kesäpäivänseisauksen päivänä (22. kesäkuuta) - .

Riisi. 7.5 Maan ekliptiset heliosentriset pituusasteet
vuoden eri päivinä