Как движется солнце за полярным кругом

Где садится солнце?

Каждый человек знает, что солнце является звездой, вокруг которой вращается Земля и другие планеты. Наверное, все слышали о том, что это небесное тело появляется на Востоке, а исчезает на Западе. Но не все знают, где садится солнце и почему именно там. Далее в статье попытаемся рассмотреть вопрос места появления и исчезновения небесного светила.

Как перемещается солнце

После того, как небесное светило появилось на горизонте, его движение продолжается непрерывно. В течение всего дня можно наблюдать, как солнце перемещается по небосводу. На самом деле это не солнце движется, а Земной шар делает оборот вокруг звезды. Причем длительность всего процесса составляет 24 часа.

Легко объясним тот факт, почему комната в квартире, расположенная окнами на юг, всегда значительно светлее, по сравнению с аналогичными помещениями с выходом на другие стороны света. Все дело в том, что в течение дня солнце движется по проекции юга горизонта и в конечном итоге достигает пиковой точки. Весь этот процесс в научной терминологии называется как кульминирования небесного тела.

Как зависит продолжительность дня от захода солнца

Всем известный факт, что продолжительность дня зимой значительно отличается от летнего времени года. В жаркую пору светлое время суток кажется намного длиннее, нежели чем в зимний период. Как это ни странно, но объяснить явление достаточно легко. Продолжительность светового дня напрямую зависит от солнца. Не знающие эту информацию люди, могут предположить, что на длину дня влияет скорость передвижения небесного светила. Но это абсолютное заблуждение. На самом деле длительность дня зависит от точки восхода и заката звезды. Не трудно догадаться, что в течение календарного года она всегда разная.

Движение точки заката солнца

Солнце на Западе заходит всего два раза в год. Этими датами считаются 20 и 21 марта, а также 22 и 23 сентября. Еще их называют днями равноденствия. Именно тогда, солнце садиться ровно на Западе. При этом длительность дня равна двенадцати часам. Пожалуй, эти даты являются единственными, когда солнце действительно садиться в Западной части горизонта.

После того как пройдет весеннее равноденствие, солнце начинает смещаться выше к небосводу, именно поэтому день начинает становиться длиннее. Соответственно точки заката и восхода смещаются с каждым днем все ближе к северу. Весь этот процесс длится до 21 июня. Как раз в этот день происходит солнцестояние. Именно тогда точка захода максимально сдвинута к северу, а продолжительность дня дольше.

В городах, которые находятся за полярным кругом, точки заката и восхода сливаются в одну, что способствует тому, что небесное светило не выходит из-за горизонта и наступает полярный день.

После 22 июня точка заката Солнца начинает постепенно смещаться в западную и восточную часть. То же самое происходит и с точкой восхода. В связи с этим, продолжительность дня укорачивается. После 23 сентября точка, где встает солнце, начинает сближаться с точкой его заката, происходит это южнее горизонта. Все это длится до зимнего солнцестояния. Именно тогда, небесное светило появляется и исчезает южнее всех предыдущих дней, и как раз поэтому, данная ночь самая длинная в этот период.

Интересным фактом является то, что именно в эти сутки полярный день сменяется на полярную ночь. Небесное светило никак не показывается за горизонтом. Связано это явление, прежде всего, с тем, что точки, где Солнце садится, и где оно встает, сходятся на юге. По прошествии зимнего солнцестояния все постепенно начинает меняться. Точки заката и восхода начинают движение в обратном направлении, из-за этого можно наблюдать удлинение светового дня.

Особенности светового дня на южном полушарии

Как правило, на южном полушарии земного шара все происходит наоборот. В тот момент, когда на северном полушарии наблюдается длинный день в году, на противоположном ему, отмечаются короткие световые сутки. Такая противоположность явлений сопровождается во всем. Когда у нас наблюдается осеннее равноденствие, то на южном полушарии оно весеннее. Кульминирование солнца также происходит в противоположной точке: в северной. Но, также как и у нас садится солнце непосредственно в западной части небосвода.

Интересные факты о солнце и его закате

Всегда люди интересовались Солнцем, его расположением в небосводе. Существуют интересные факты, которые показывают насколько эта звезда интересная и загадочная.

• С заходом солнца постепенно падает температура воздуха, становится холодно. Но удивительно то, что ночью температура не опускается до максимального значения. Самым холодным период считается утро, как раз перед восходом солнца.
• По всему Земному шару люди наблюдают закат солнца ежедневно. Но на полюсах это явление можно наблюдать только один раз в году.
• В древности люди с помощью солнца определяли время. Порой заход небесного светила служил знаком наступления времени суток. Определялось все с помощью теней, которые отбрасывали специальные предметы. Таким образом, сооружались первые часы, и даже календари.
• С помощью фотоаппарата можно отследить путь солнца за сутки. Для этого достаточно будет делать снимки с одной точки Земли через одинаковые промежутки времени. Такое же движение можно отследить по дням и месяцам.

В заключении хотелось бы отметить, что солнце – это звезда, которая ежедневно дарит нам тепло и свет. Точно сказать, где садится небесное светило, нельзя. Точка заката каждый день смещается в зависимости от времени года.

Видео

Источник

Как движется солнце за полярным кругом

Широта северного полюса Земли равна 90 o , а следовательно, отвесная линия совпадает там с осью мира, а экватор — с горизонтом. Значит, в каждый день года Солнце описывает на небосводе круги, приблизительно параллельные горизонту, на высоте, равной склонению Солнца в этот день (рис. 14). Таким образом, если бы не было рефракции, 21 марта Солнце обходило бы горизонт, причем центр Солнца лежал бы на математическом горизонте. Из-за рефракции такая картина наблюдается на несколько дней раньше. С каждым днем Солнце все увеличивает свою высоту над горизонтом, и достигает максимальной высоты 22 июня. После этой даты высота Солнца вновь начинает уменьшаться, и вблизи 23 сентября (теперь из-за рефракции чуть позже) Солнце вновь оказывается на горизонте. В последующие дни Солнце оказывается под горизонтом и не появляется почти до дня весеннего равноденствия. Таким образом, чуть больше полугода Солнце находиться над горизонтом (полярный день), а оставшееся время — под горизонтом (полярная ночь). На южном полюсе картина такая же, только полярный день и полярная ночь меняются местами, т.е. когда на северном полюсе полярный день, на южном — полярная ночь, и наоборот.

Полярные дни и ночи бывают не только на полюсах, но и на других, достаточно высоких широтах, только продолжительность их меньше. Теоретическими границами географических широт, на которых бывают полярные дни и ночи, являются северный полярный круг и южный полярный круг . Т.е. если бы Солнце было точкой и не было бы атмосферной рефракции, то на этих широтах раз в году Солнце в течение суток не заходило бы за горизонт, и в течении суток не показывалось бы над горизонтом. Из-за влияния рефракции ( ) и конечных размеров Солнца () полярные дни бывают на широтах до , а полярные ночи лишь до широт . Т.е. за начало (и окончание) полярного дня мы будем брать дату, на которую наблюдаемая высота верхнего края Солнца в момент нижней кульминации равна нулю, а за начало (и окончание) полярной ночи дату, на которую наблюдаемая высота верхнего края Солнца в момент верхней кульминации равна нулю.

7.2. Суточное движение Солнца на экваторе.

Широта экватора равна нулю, и ось мира лежит там в плоскости горизонта, так что северный полюс мира совпадает с точкой севера, а южный — с точкой юга (рис. 15). Суточные параллели перпендикулярны горизонту, а экватор проходит через зенит (т.Q совпадает с т.Z). Таким образом, 21 марта Солнце находится на экваторе и кульминирует в зените. В последующие дни склонение Солнца увеличивается и оно кульминирует на все меньшей высоте к северу от зенита. Высота Солнца в момент верхней кульминации к северу от зенита является наименьшей 22 июня. Далее максимальная высота Солнца вновь начинает расти и 23 сентября Солнце вновь кульминирует в зените. Склонение Солнца продолжает уменьшаться и с каждым днем оно кульминирует на все меньшей высоте теперь уже к югу от зенита. Минимальная высота в верхней кульминации к югу от зенита бывает в день зимнего солнцестояния 22 декабря, а потом высота Солнца в кульминации вновь начинает увеличивается.

Таким образом, в экваториальной зоне Земли нет привычной нам смены времен года, а есть два жарких (засушливых) периода вблизи равноденствий, и два перида дождей (относительно холодных) вблизи солнцестояний. Солнце дважды в год кульминирует в зените не только на экваторе, но и на околоэкваториальных широтах, вплоть до широт северного тропика и южного тропика . Северный и южный тропики определяются как географические широты, на которых Солнце один раз в году (соответственно в день весеннего и осеннего равноденствий) кульминирует в зените.

26. Определить продолжительность полярного дня в Мурманске ( ).

1) В день начала (и окончания) полярного дня в момент нижней кульминации Солнца его наблюдаемый верхний край должен находиться на горизонте h_minвк=0 o 0′, т.е.

Отсюда склонение Солнца в этот день равно:

2) В какие дни года склонение Солнца равно этой величине? Очевидно, что где-то вблизи 22 июня, одна дата — начала полярного дня — до 22 июня, а вторая — окончания полярного дня — после 22 июня. Середина полярного дня приходится на 22 июня.

3) Рассчитаем изменение склонения Солнца с этой даты до 22 июня .

4) За сколько дней склонение Солнца вблизи солнцестояния изменится на эту величину? 30 дней вблизи 22 июня склонение Солнца изменяется со скоростью 0 o .1 в день. За это время его склонение изменится ровно на 3 o . А в нашем случае изменение склонения больше. Значит, еще какое-то время склонение Солнца изменялось со скоростью 0 o .3 в день. Очевидно, что разность 3 o .25 — 3 o .00 = 0 o .25 была пройдена Солнцем с этой скоростью за один день. Значит, полярный день в Мурманске начался за 31 день до 22 июня (22 мая), а закончился через 31 день после 22 июня (23 июля). Полная продолжительность полярного дня в Мурманске составила 62 дня.

27. Определить продолжительность полярной ночи в Мурманске ( ).

1) В день начала (и окончания) полярной ночи в момент верхней кульминации Солнца его наблюдаемый верхний край должен находиться на горизонте h_maxвк=0 o 0′, т.е.

Отсюда склонение Солнца в этот день равно:

2) В какие дни года склонение Солнца равно этой величине? Очевидно, что где-то вблизи 22 декабря, одна дата — начала полярной ночи — до 22 декабря, а вторая — окончания полярной ночи — после 22 декабря. Середина полярной ночи приходится на 22 декабря.

3) Рассчитаем изменение склонения Солнца с этой даты до 22 декабря .

4) За сколько дней склонение Солнца вблизи солнцестояния изменится на эту величину? 30 дней вблизи 22 декабря склонение Солнца изменяется со скоростью 0 o .1 в день. За это время его склонение изменится ровно на 3 o . А в нашем случае изменение склонения меньше. Значит, для того, чтобы узнать, сколько дней прошло с интересующей нас даты до 22 декабря, достаточно разделить полное изменение склонения на скорость его изменения N d = 1 o .55 / 0 . 1 = 15 d .5. Значит, полярная ночь в Мурманске началась за 15.5 дней до 22 декабря (6 декабря), а закончилась через 15.5 дней после 22 декабря (6 января). Полная продолжительность полярной ночи в Мурманске составила 31 день.

28. Какого числа в г. Антананариву ( , о. Мадагаскар) Солнце кульминирует в зените?

Решение: Как известно, высота светила в момент верхней кульминации определяется по формуле (4). В зените высота Солнца должна быть 90 o , следовательно, в искомый день . Склонение Солнца равно этой величине в две даты вблизи 22 декабря. Разность . 30 дней вблизи 22 декабря склонение Солнца изменяется со cкоростью 0 o .1 в день, изменяясь за это время на 3 o . Оставшиеся 2 o .4 Солнце перемещается по со скоростью 0 o .3 в день за . Значит, Солнце в Антанариву кульминирует в зените за 38 дней (14 ноября) до 22 декабря, и через 38 дней (29 января) после 22 декабря.

29. На одной из российских островных полярных станций полярный день длится ровно 100 дней. На какой широте расположена эта полярная станция?

30. Какова продолжительность полярного дня и полярной ночи и с какой даты по какую они длятся на широте ?

31. Какого числа Солнце кульминирует в зените на широте ? А на широте ?

Источник