Как определить стороны света и время по тени

Алан-э-Дейл       30.04.2022 г.

Полный расчет на Земле

Обобщенное уравнение опирается на ряд других переменных, которые необходимо вычислить, прежде чем оно может быть вычислено. В этих уравнениях солнечно-земные постоянные заменены угловыми константами, выраженными в градусах.

Рассчитать текущий юлианский день

пзнак равно⌈Jdате-2451545,0+0,0008⌉{\ displaystyle n = \ lceil J_ {date} -2451545.0 + 0,0008 \ rceil}

куда:

п{\ displaystyle n} — количество дней с 12:00 1 января 2000 г.
Jdате{\ displaystyle J_ {date}}это юлианская дата ;
2451545.0 эквивалентно юлианскому году юлианским дням для января-01-2000, 12:00:00.
0,0008 — это дробный юлианский день для високосных секунд и земного времени .
1 января 1958 года TT был установлен на 32,184 секунды, отставая от TAI. К 1972 году, когда была введена дополнительная секунда, было добавлено 10 секунд. К 1 января 2017 года было добавлено еще 27 секунд, составив 69,184 секунды. 0,0008 = 69,184 / 86400 без DUT1 .
В операции раундов до следующего целого числа п день.⌈⋅⌉{\ Displaystyle \ lceil \ cdot \ rceil}

Среднее солнечное время

J⋆знак равноп-лш360∘{\ displaystyle J ^ {\ star} = n — {\ dfrac {l_ {w}} {360 ^ {\ circ}}}}

куда:

J⋆{\ displaystyle J ^ {\ star}}представляет собой приближение среднего солнечного времени в юлианских днях с долей дня.п{\ displaystyle n}
лω{\ displaystyle l _ {\ omega}} — долгота (запад отрицателен, восток положителен) наблюдателя на Земле;

Солнечная средняя аномалия

Mзнак равно(357,5291+0,98560028×J⋆)мод360{\ displaystyle M = (357,5291 + 0,98560028 \ times J ^ {\ star}) {\ bmod {3}} 60}

куда:

M — средняя солнечная аномалия, используемая в следующих трех уравнениях.

Уравнение центра

Cзнак равно1,9148грех⁡(M)+0,0200грех⁡(2M)+0,0003грех⁡(3M){\ Displaystyle С = 1,9148 \ грех (М) +0,0200 \ грех (2М) +0,0003 \ грех (3М)}

куда:

C — это уравнение центрального значения, необходимого для вычисления лямбда (см. Следующее уравнение).
1.9148 — коэффициент Уравнения Центра для планеты, на которой находится наблюдатель (в данном случае Земля).

Долгота эклиптики

λзнак равно(M+C+180+102,9372)мод360{\ displaystyle \ lambda = (M + C + 180 + 102.9372) {\ bmod {3}} 60}

куда:

λ — долгота эклиптики .
102,9372 — значение аргумента перигелия .

Солнечный транзит

Jтрапsятзнак равно2451545,0+J⋆+0,0053грех⁡M-0,0069грех⁡(2λ){\ Displaystyle J_ {транзит} = 2451545.0 + J ^ {\ star} +0.0053 \ sin M-0.0069 \ sin \ left (2 \ lambda \ right)}

куда:

J транзит — это юлианская дата местного истинного солнечного транзита (или солнечного полудня ).
2451545.0 — полдень эквивалентной ссылки на юлианский год .
0,0053грех⁡M-0,0069грех⁡(2λ){\ Displaystyle 0,0053 \ грех M-0,0069 \ грех \ влево (2 \ лямбда \ вправо)}это упрощенная версия уравнения времени . Коэффициенты — дробные дни.

Склонение Солнца

грех⁡δзнак равногрех⁡λ×грех⁡23,44∘{\ Displaystyle \ грех \ дельта = \ грех \ лямбда \ раз \ грех 23,44 ^ {\ circ}}

куда:

δ{\ displaystyle \ delta}это склонение солнца.
23,44 ° — максимальный наклон оси Земли к Солнцу.

Часовой угол

Это уравнение сверху с поправками на атмосферную рефракцию и диаметр солнечного диска.

потому что⁡ω∘знак равногрех⁡(-0,83∘)-грех⁡ϕ×грех⁡δпотому что⁡ϕ×потому что⁡δ{\ displaystyle \ cos \ omega _ {\ circ} = {\ dfrac {\ sin (-0,83 ^ {\ circ}) — \ sin \ phi \ times \ sin \ delta} {\ cos \ phi \ times \ cos \ дельта}}}

куда:

ω o — часовой угол от зенита наблюдателя ;
ϕ{\ displaystyle \ phi} — северная широта наблюдателя (север положительный, юг отрицательный) на Земле.

Для наблюдений за морским горизонтом, требующих поправки на угол места наблюдателя, добавьте или к –0,83 ° в синусоидальном члене числителя. Это исправляет как видимое падение, так и земную рефракцию. Например, для наблюдателя на высоте 10 000 футов добавьте (-115 ° / 60) или примерно -1,92 ° к -0,83 °.
-1,15∘высота в футах60{\ displaystyle -1.15 ^ {\ circ} {\ sqrt {\ text {высота в футах}}} / 60}-2,076∘высота в метрах60{\ displaystyle -2.076 ^ {\ circ} {\ sqrt {\ text {высота в метрах}}} / 60}

Рассчитать восход и закат

Jряsезнак равноJтрапsят-ω∘360∘{\ Displaystyle J_ {подъем} = J_ {транзит} — {\ dfrac {\ omega _ {\ circ}} {360 ^ {\ circ}}}}}
Jsетзнак равноJтрапsят+ω∘360∘{\ displaystyle J_ {set} = J_ {транзит} + {\ dfrac {\ omega _ {\ circ}} {360 ^ {\ circ}}}}}

куда:

J восход — это фактическая дата восхода солнца по юлианскому календарю;
Набор J — это фактическая дата заката по юлианскому календарю.

Теоретические основы

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

Истина №1. Земля вращается вокруг Солнца.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сидерический и синодический месяцы

Луна является естественным спутником Земли и ближайшим к ней небесным те­лом. Она обращается вокруг Зе­мли по эллиптической орбите в том же направлении, что и Зем­ля вокруг Солнца. Среднее расстояние Луны от Земли равно 384 400 км. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эк­липтики на 5°09′.

Наклон орбиты Луны к плоскости эклиптики

Точки пересечения орбиты Луны с эклиптикой называются узлами лунной орбиты. Движение Лупы вокруг Земли для наблюдателя представляется как ви­димое ее движение по небесной сфере. Видимый путь Луны по небесной сфере называется видимой орбитой Луны.

За сутки Луна перемещается по видимой орбите относительно звезд примерно на 13,2°, а относительно Солнца на 12,2°, так как Солнце за это время тоже перемещается по эклиптике в среднем на 1°. Промежуток времени, в течение которого Луна со­вершает полный оборот по своей орбите относительно звезд, назы­вается звездным, или сидерическим месяцем. Его продолжительность равна 27,32 средних солнечных суток.

Промежуток времени, в течение которого Луна совершает пол­ный оборот по своей орбите относительно Солнца, называется синодическим месяцем. Он равен 29,53 средних солнечных су­ток.

Сидерический и синодический месяцы различаются примерно на двое суток за счет движения Земли по своей орбите вокруг Солнца. На рисунке ниже показано, что при нахождении Земли на ор­бите в точке 1 Луна и Солнце наблюдаются на небесной сфере в одном и том же месте, например на фоне звезды К.

Синодический и сидерический месяцы

Через 27,32 сут, т. е. когда Лупа сделает полный оборот вокруг Земли, она снова будет наблюдаться на фоне той же звезды. Но так как Земля вме­сте с Луной за это время переместится по своей орбите относитель­но Солнца примерно на 27° и будет находиться в точке 2, то Луне необходимо еще пройти 27°, чтобы занять прежнее положение от­носительно Земли и Солнца, на что понадобится около 2 сут. Та­ким образом, синодический месяц длиннее сидерического на отре­зок времени, который нужен Луне, чтобы переместиться на 27°.

Что такое закат

Опускаясь к западной линии горизонта, солнечный диск утрачивает яркость: сначала становится желтым, потом оранжевым, постепенно переходящий в красные тона. Вместе с ним изменяется окружающий небосвод: от золотистого до кроваво-красного, на синем, иногда зеленоватом фоне.

Любуясь закатом, стоит обратить внимание на прямо противоположную сторону: там возникает тень Земли в виде полосы голубовато-пепельного цвета, а над  ней яркий сегмент, называется Пояс Венеры. Если небо не затянуто тучами, то явление наблюдают в любой точке земного шара

Закат солнца

Чем ниже опускается Солнце за горизонт, тем насыщеннее цвета. Когда светило исчезает из видимости, появляются Лучи Будды, сначала интенсивные, потом с каждой минутой слабеют, пока не разливаются полосами красного цвета. С обратной стороны Пояс Венеры рассеивается, на то место восходит Луна, наступает ночь.

Как ориентироваться по Солнцу с помощью часов

Мне известно три способа ориентирования по Солнцу и часам. Все эти способы базируются на нескольких аксиомах:

  • Солнце встает на востоке и садится на западе, при этом чаще всего точное место восхода и захода отклонено в северную либо южную сторону.
  • В середине дня Солнце проходит через прямую, соединяющую северное направление с южным.
  • Солнце движется по небесной сфере с угловой скоростью примерно равной 15 градусам в час, то есть в два раза медленнее часовой стрелки часов.
  • Если стать лицом на север, то позади окажется юг, справа — восток, слева — запад. Понимая это, можно, зная всего одну сторону света, найти все остальные.

Подробнее об этих и других фактах, а также о том, откуда они взяты и почему работают так, а не иначе, можно прочитать в отдельной статье. Сейчас же предлагаю перейти непосредственно к описанию методов ориентирования.

Метод №3. По Солнцу и известному времени

В основу этого метода легли знания о скорости и направлении движения Солнца по небесной сфере, а также о том, где оно находится в 6, 12, 18 и 24 часа.

Сразу должен сказать, что этот метод пока не получил широкой популярности, поскольку был придуман мной всего несколько лет назад и упоминается лишь в нескольких видеороликах на моем Youtube-канале. Тем не менее, считаю нужным упомянуть и его, поскольку он лишен главного недостатка, присущего предыдущему методу — необходимости иметь часы со стрелками.

Для этого метода достаточно знать расположение Солнца на небосводе и местное время. После того, как такая информация получена, рассчитывается разница между местным временем и одним из ключевых моментов времени, соответствующим определенной стороне света, а затем перемножением разницы на скорость движения Солнца определяется угловое расстояние до известной стороны света. Подробный алгоритм этого метода мы приводили в отдельной статье.

Этот способ одинаково удобно использовать в средних и высоких широтах, как северного, так и южного полушарий

Однако вблизи тропиков и на экваторе он будет давать большие ошибки, поэтому в этих регионах стоит обратить внимание на другие способы ориентирования

Зачем людям отслеживать передвижение Солнца

Давно замечено: движение небесных светил всегда соотносится с определенными событиями на земле. Заметки повлияли на появление первых календарей: солнечных, лунных. Современные наблюдения основаны на научных исследованиях развития горячей планеты:

  • с Солнцем связаны биологические ритмы живых существ;
  • зная о вспышках, предугадывают магнитные бури, чтобы метеозависимая группа населения могла перенести их комфортно;
  • движение светила – отличный указатель в ориентировании на местности;
  • астрономические расчеты базируются на базовых показателях солнечной активности.

Солнце влияет на погоду, поэтому для планирования деятельности рассчитывают траекторию прохождения и возможность осадков. Наблюдение первобытных людей было направлено на выживание: вовремя успеть в лагерь, построить зимовку, найти дорогу, если заблудился. Они не знали астрономических терминов, но безошибочно научились определять по Солнцу стороны света, исчислять дни, время, придумав песочные, солнечные, каменные часы и приблизив человечество к цивилизации.

Как определить истинный полдень

Зная истинный полдень, можно определить стороны света, ведь именно в этот момент Солнце будет находиться строго в южном или северном направлении, в зависимости от земного полушария, а зная хотя бы одну сторону света — все остальные.

Определить истинный полдень можно разными способами. Далее приведу в пример некоторые простые варианты, не требующие сложных навыков и знаний.

Способ №1 — с помощью астрономических данных. Такие данные часто попадаются среди прогнозов погоды в разных печатных и Интернет-изданиях. Нужно поискать время восхода и захода Солнца в той местности, в которой предполагается определять истинный полдень, сложить это время и разделить его пополам. Полученное значение и будет временем истинного полдня.

Способ №2 — с помощью солнечных часов (гномона). Правильно сконструированные, размеченные и установленные солнечные часы достаточно точно показывают время солнечного полдня. На гномоне момент солнечного полдня совпадает с двенадцатью часами дня.

Способ №3 — с помощью навигатора. Навигатор, показывающий направление на географический север, может послужить для определения наступления истинного полдня. Для этого определяют момент, когда центр солнечного диска окажется строго над южным или северным направлением (в зависимости от земного полушария), определенным с помощью навигатора. Это и будет момент истинного полдня.

Магнитный компас для этого способа малопригоден, поскольку показывает направление на магнитные полюса, а не на географические, что может приводить к ощутимым погрешностям. О том, что такое истинный и магнитный полюс, и в чем их отличие, мы подробно рассказывали в отдельной статье.

Способ №4 — с помощью тени от шеста. На ровной горизонтальной площадке в землю строго вертикально втыкается ровный шест. В дообеденное время начинается измерение длины тени, которую отбрасывает на площадку шест. Тень в начале начнет уменьшаться, а затем увеличиваться. Момент перехода от укорачивания тени до ее удлинения и будет соответствовать солнечному полдню.

В этом варианте достаточно засечь время, в которое тень была наименьшей длины.

Данный способ является одним из способов ориентирования и часто рекомендуется в литературе для определения сторон света на местности в солнечную погоду. Его точность напрямик зависит от того, насколько ровная была выбрана площадка и сам шест, а также от того, насколько ровно был установлен этот шест. Также точность метода повышается при увеличении длины шеста (как правило, используют шест длиной 1—2 метра).

Способ №5 — с помощью биссектрисы. Измерения начинают проводить как можно раньше с утра, что делает их более точными. Для этого:

  1. На ровной площадке устанавливается шест аналогично предыдущему способу и отмечается конец его тени.
  2. Измеряется расстояние от места установки шеста до этой точки.
  3. Проводится окружность с радиусом, равным этому расстоянию и центром в точке установки шеста. Теперь остается ждать, когда тень от шеста снова пересечет эту окружность, но уже в другом месте (восточнее).
  4. Как только это произойдет, отмечается вторая точка.
  5. Первая и вторая точки соединяются отрезком — получается своего рода равнобедренный треугольник, у которого третьей вершиной является место установки шеста.
  6. От точки установки шеста проводится биссектриса, которая делит ранее прочерченный между двумя точками отрезок пополам.
  7. На следующий день, когда тень от шеста совпадет с биссектрисой, можно сказать, что наступил истинный полдень.

Этот способ, как и предыдущий, также является одним из методов ориентирования по солнцу.

Из всех этих вариантов только первый может работать при любых метеорологических условиях, в любое время суток и давать быстрый результат. Остальные же работают только в светлое время суток, зависимы от погоды и, как правило, более «медленные».

Теперь, опираясь на все вышесказанное и некоторые другие данные, сделаем общие выводы.

Смена лунных фаз во время движения на небесной сфере

Движение Луны на небесной сфере сопровождается непрерывным изменением ее внешнего вида. Происходит так называемая смена лунных фаз. Фазой Луны называется видимая часть лунной поверхности, освещенная солнечными лучами.

Рассмотрим, вследствие чего происходит изменение лунных фаз. Известно, что Луна светит отраженным солнечным светом- Половина ее поверхности всегда освещена Солнцем. Но вследствие различных взаимных положений Солнца, Луны и Земли освещен­ная поверхность представляется земному наблюдателю в разных видах. Принято разли­чать четыре фазы Луны: новолу­ние, первая четверть, пол­нолуние и последняя чет­верть.

Положения и фазыЛуны (1 – новолуние, 2 – первая четверть, 3 – полнолуние, 4 – последняя четверть)

Во время новолуния Луна про­ходит между Солнцем и Землей. В этой фазе Луна обращена к Зем­ле неосвещенной стороной, и поэто­му она не видна земному наблюда­телю.

В фазе первой четверти Луна находится в таком положении, что наблюдатель видит ее в виде поло­вины освещенного диска.

Во время полнолуния Луна находится в на­правлении, противоположном на­правлению на Солнце. Поэтому к Земле обращена вся освещенная сторона Луны и она видна в виде полного диска. После полнолуния видимая с Земли освещенная часть Луны постепенно уменьшается.

Когда Луна достигает фазы последней четверти, она снова видна в виде половины освещенного диска. В Северном полушарии в пер­вой четверти освещена правая половина диска Луны, а в послед­ней — левая.

В промежутке между новолунием и первой четвертью и в про­межутке между последней четвертью и новолунием к Земле обра­щена небольшая часть освещенной Луны, которая наблюдается в виде серпа. В промежутках между первой четвертью и полнолу­нием, полнолунием и последней четвертью Луна видна в виде ущербленного диска.

Полный цикл смены лунных фаз происходит в течение строго определенного периода времени. Его называют периодом фаз. Он равен синодическому месяцу, т. е. 29,53 сут.

Промежуток времени между основными фазами Луны равен примерно 7 сут. Количество дней, прошедших с момента новолу­ния, принято называть возрастом Луны. С изменением возраста изменяются и точки восхода и захода Луны.

Движение Луны вокруг Земли является причиной лунных и солнечных затмений – затмения происходят только тогда, когда Солнце и Луна одновременно располагаются вблизи узлов лунной орбиты. Солнечное затмение происходит, когда Луна находится ме­жду Солнцем и Землей, т. е. в период новолуния, а лунное — когда Земля находится между Солнцем и Луной, т. е. в период полно­луния.

Что такое восход и закат?

Сами славянские понятия, вынесенные в заголовок, подсказывают процессы, связанные с восхождением (подъемом) и закатыванием-скатыванием (вниз). Разумеется, речь о Солнце. Любопытно, что и с другими индоевропейскими языками все обстоит точно так же.

Логично напрашивается очевидный вывод. Земляне, расположенные на разных географических долготах, увидят зенит (Солнце в наивысшей точке траектории) в разные отрезки общепринятого времени суток. У того, кто восточнее, полдень настанет раньше.

В итоге восход и закат – моменты появления и исчезновения солнечного диска. В первом случае он выходит из-за горизонта. Во втором – исчезает за ним, но с противоположной стороны. Но в полдень (точно в 12 часов только в дни равноденствия) светящийся шар именно на юге – начинающая расти тень указывает на север точнее всякого прибора.

Причем визуально солнечный шар кажется нам в такие минуты больше в 2,5 – 3,5 раз. Потому что рефракция солнечных лучей (передающих изображение огненного светила) в моменты восхода и заката очень мала. А по мере его возвышения она увеличивается. Рефракция – преломление световых волн, в данном случае визуально уменьшающая солнечный диск по мере приближения его к точке зенита. Угловой (зрительный) размер уменьшается. При этом на самом деле Земля все это время остается на одном расстоянии от светящегося шара. Говоря проще, угол падения лучей (векторов движения излучаемых волн) имеет для восприятия нашими органами зрения размеров такое же значение, как само расстояние. Это, своего рода, оптический обман.

Где находится Солнце в полдень

Привычно считать, что в 12 часов дня оно показывает южное направление, что помогает в определении сторон света по солнцу. Утверждение лежит в основе ориентирования, однако годятся лишь для приблизительного определения местонахождения.

Солнце в полдень

Ведь существуют факторы, влияющие на местонахождение светила, подтверждающие, что место Солнца в полдень не всегда на юге:

  1. Долгота местности. Астрономический (истинный) полдень не всегда совпадает с официальным, принятым в конкретной точке. Привычно считают 12 часов экватором дня, и упускают из вида, что Солнце еще не прошло через зенит (самую высокую отметку в траектории движения). Наблюдая с земной поверхности, видят восход всегда на востоке, не имеет значения, северное полушарие или южное. Два человека, которые находятся на разной географической долготе, увидят светило в зените в разное время: сначала тот, кто находится восточнее, затем тот, кто наблюдает на западе.
  2. Переход стран на летнее (зимнее) время. Ошибка путешественника, который не учел этого нюанса, приводит к тому, что, находясь в средних широтах, отклонение может быть в районе 30⁰, а в тропических странах больше. Это очень серьезный фактор: сбившись на 1⁰, путник уходит в сторону от нужного маршрута. Это отклонение составляет 20 м на каждый пройденный километр пути.
  3. Как движется Земля вокруг Солнца. Астрономический путь зеленой планеты – не круг, а эллипс. При этом она приближается и отдаляется. Чем ближе, тем длиннее сутки и наоборот. Поэтому солнечные сутки (период от одного солнечного полудня к другому) имеют различную продолжительность. При этом нужно помнить, что Земля наклонена относительно оси вращения. Интересно: в средних широтах северного полушария, отмечая каждый день точкой местонахождения солнца в 12:00, не получают прямой линии. Отметки по часам выстраиваются вытянутую цифру «8», отображая нахождение светила то с южной, то с северной стороны. Если не учитывать этих отклонений, в средних широтах можно получить погрешность в направлении 4⁰, в тропиках 10 и больше.
  4. На местонахождение солнечного диска влияет географическая широта.
  Солнце в зените Дни солнцестояний, солнце в полдень
Средние широты Ю/полушария Юг Лето – на севере
Верхняя граница тропиков С/полушария Юг Лето – строго над головой
Нижняя граница тропиков Ю/полушария Север  Зима – строго над головой
Экватор Юг (с осеннего по весеннее равноденствие)

Север (с весеннего по осеннее равноденствие)

Лето, зима – строго над головой

Выходит, там, где тропические зоны переходят в умеренные, зенит (когда солнце не дает тени) бывает раз в год. Ближе к экватору это явление наблюдают 2 раза.

Пару десятилетий назад ученые методом постоянной работы с данными вычисляли время захода и восхода. Современные технологии рассчитывают эти показания намного проще. При помощи специальных приложений путем внесения данных с географическими координатами местности и даты узнают точное время, когда из-за линии горизонта покажется небесное светило, когда оно будет в зените, когда зайдет за горизонт. Также существуют таблицы, показывающие смещение светила на разных широтах за год. Азимуты отсчитываются от крайней точки севера:

Таблица опровергает ошибочное суждение о восходе и закате.

Метод №6. По конечным точкам двух теней

В основе этого метода лежит понимание того, что Солнце всегда движется с востока на запад, а значит тень будет двигаться с запада на восток. Если отметить два положения конца тени гномона с промежутком в 15–20 минут, а затем соединить две сделанные отметки, полученный отрезок расположится в направлении запад—восток.

Для реализации этого способа не нужно ждать весь день до того, как тень вечером приобретет ту же длину, что и утром — достаточно просто двух точек, отмечающих концы, на более-менее значимом расстоянии.

Данный метод позволяет сориентироваться по Солнцу без часов в течение короткого промежутка времени, однако может давать существенные погрешности в дни далекие от дат весеннего и осеннего равноденствий. Если же приходится пользоваться данным способом летом или зимой, тогда лучше это делать в обеденные часы: ближе к полудню величина ошибки метода уменьшается. Это особенно актуально для высоких широт в полярный день, когда определение сторон света этим методом в 12:00 и 24:00 будет давать диаметрально противоположные показания, то есть, например, там, где в полдень был определен юг, в полночь определится север и наоборот.

Как отличить закат от рассвета

Когда восходит и заходит Солнце, наблюдается красивое оптическое явление – окрашивание неба и земной поверхности лучами в различные цвета. Причем визуально определить, где закатное небо, а где рассветное, можно по преобладающей гамме. Рассветные тона более нежные и холодные, с преобладанием розовых, лиловых, голубых оттенков. А на закате небо имеет насыщенные оттенки красного и желтого цвета, реже наблюдаются зеленоватые участки неба и освещенной земной поверхности.

Более глубокие и яркие цвета заката объясняются тем, что в течение дня земная поверхность нагревается, теряет влагу, воздушные потоки движутся быстрее, захватывая пылевые частицы. Проходя сквозь пылевую взвесь в атмосфере, закатный солнечный свет рассеивается, тускнеет, обретает красные оттенки. Обусловлено это тем, что красный цвет солнечного спектра, имеющий самую длинную волну, более устойчив к рассеиванию в запыленной и уплотненной атмосфере, чем коротковолновые холодные цвета. А за ночь воздушные слои очищаются, пыль оседает, и рассветное небо отличается большей чистотой и разнообразием оттенков.

Закаты и восходы – невероятное по красоте зрелище даже в городских условиях. Каждый день сотни фотографов в разных уголках планеты запечатлевают великолепие восходящего и заходящего Солнца, создают кадры, от которых сложно оторвать взгляд.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.