Годичное движение Солнца по небу. Эклиптика
В зависимости от положения Солнца на эклиптике меняется его высота над горизонтом в полдень — момент верхней кульминации. Измерив полуденную высоту Солнца и зная его склонение в этот день, можно вычислить географическую широту места наблюдения. Этот способ издавна использовался для определения местоположения наблюдателя на суше и на море.
Суточные пути Солнца в дни равноденствий и солнцестоянии на полюсе Земли, на ее экваторе и в средних широтах показаны на рисунке 2.11.
1. Почему полуденная высота Солнца в течение года меняется? 2. В каком направлении происходит видимое годичное движение Солнца относительно звёзд?
При выполнении упражнения угол наклона экватора к эклиптике считать равным 23,5°.
1. На какой высоте Солнце бывает 22 июня на Северном полюсе? 2. На какой географической широте Солнце бывает в полдень в зените 21 марта; 22 июня? 3. В какой день года проводились наблюдения, если полуденная высота Солнца на географической широте 49° была равна 17°30′? 4. Полуденная высота Солнца равна 30°, а его склонение равно — 19°. Определите географическую широту места наблюдения. 5. Определите полуденную высоту Солнца в Архангельске (географическая широта 65°) и Ашхабаде (географическая широта 38°) в дни летнего и зимнего солнцестояния. Каковы различия высоты Солнца: а) в один и тот же день в этих городах; б) в каждом из городов в дни солнцестояний? Какие выводы можно сделать из полученных результатов?
1. 23°30′. 2. а) На экваторе (φ = 0°); б) на Северном тропике (23°30′ с. ш.). 3. 21 декабря (день зимнего солнцестояния). 4. 41°. 5. В Архангельске: 48,5° (летнее солнцестояние), 1,5° (зимнее солнцестояние). В Ашхабаде: 75,5° (летнее солнцестояние), 28,5° (зимнее солнцестояние). Различия высот: а) 27° (разность географических широт городов); б) 47° (23,5° • 2).
Найдите на звёздной карте эклиптику и проследите, по каким созвездиям она проходит.
Составьте в тетради таблицу, в которую запишите координаты Солнца в дни равноденствий и солнцестояний.
Определите положение Солнца на эклиптике и его экваториальные координаты на сегодняшний день. Для этого достаточно мысленно провести прямую от полюса мира к соответствующей дате на краю карты (приложить линейку). Солнце должно располагаться на эклиптике в точке её пересечения с этой прямой.
Установите звёздную карту на полночь того числа, когда выполняется это задание. Запишите несколько созвездии, которые будут видны в это время в южной, западной, северной и восточной стороне над горизонтом. Затем установите звёздную карту на полночь той даты, которая отличается от первой ровно на полгода. Снова запишите созвездия, видимые в различных сторонах горизонта. Сравнивая эти две записи, укажите, какие изменения произошли в положении созвездий. Чем можно объяснить эти изменения?
Источник
21-22 июня — дни летнего солнцестояния
21-22 июня — дни летнего солнцестояния. Летнее солнцестояние — один из заметных, поворотных моментов года. Издревле все народы Земли отмечали в конце июня праздник вершины лета. Общими чертами празднования является складывание костров, гадания. Этот день имел особое значение в древних религиях многих народов по всей планете. Сооружения, позволяющие выделить этот день среди других дней по положению Солнца во время летнего солнцестояния, считаются древнейшими астрономическими обсерваториями и датируются тысячелетиями.
В течение нескольких дней до и после момента солнцестояния Солнце почти не меняет своего склонения, его полуденные высоты в небе почти неизменны (высота в течение года меняется по графику, близкому к синусоиде); отсюда и происходит самое название солнцестояния. Из наблюдений высот Солнца в период обоих солнцестояний может быть определен наклон плоскости эклиптики к плоскости небесного экватора.
Солнцестояние — астрономическое явление, представляющее собой момент пересечения с центром Солнца точек эклиптики, наиболее удалённых от экватора небесной сферы (точек солнцестояния), или, по другому, момент времени в годичном вращении Земли вокруг Солнца, когда наблюдается самый короткий день, или ночь.
Точки эклиптики, максимально удаленные от небесного экватора, через которые происходит прохождение Солнца, называются точками солнцестояния. Это такой момент в годичном вращении Земли вокруг Солнца, когда наблюдается самый короткий день или соответственно положению ночь.
В году два солнцестояния — зимнее и летнее. В северном полушарии зимнее солнцестояние происходит 21 или 22 декабря и тогда наблюдается самый короткий день (и длинная ночь). А летнее — 20 или 21 июня и тогда наблюдается самая короткая ночь (и длинный день). В южном полушарии на указанные даты приходятся, сответственно, летнее и зимнее солнцестояния.
Во время летнего солнцестояния Земля, в результате наклона своей оси к плоскости эклиптики на 23 с небольшим градуса, обращена к Солнцу северным полюсом. На южном полюсе в это время стоит полярная ночь.
День летнего солнцестояния — это день начала лета в северном полушарии Земли и начала зимы в южном. То есть если жители Северной части Земли с этого момента находятся в начале «астрономического лета», то для тех кто живет в Южном полушарии в этот же период времени начнется «астрономическая зима» (ночи для жителей Аргентины, Австралии и Антарктики станут длиннее, а дни короче).
В средних широтах, в течение года весной и в начале лета, Солнце каждый день поднимается все выше над горизонтом, а в момент летнего солнцестояния останавливается и изменяет своё движение на обратное. Затем оно каждый день поднимается всё ниже и, в конце концов, в момент зимнего солнцестояния, снова изменяет своё движение на обратное и начинает подниматься.
В течение нескольких соседних дней солнцестояния Солнце почти не меняет склонения, его полуденные высоты в небе почти неизменны; отсюда и происходит самое название солнцестояния.
Летнее солнцестояние, когда Солнце имеет наибольшее северное склонение, настаёт 20 или 21 июня, в зависимости от года (вследствие високосного сдвига даты, солнцестояния колеблются на 1-2 дня). В астрономии момент летнего солнцестояния принимается за начало лета — Солнце вступает в знак Рака.
Во время летнего солнцестояния в северном полушарии Земли Солнце дольше всего остается над горизонтом, 21 и 22 июня — это самые длинные дни в году, а с 21 на 22 июня – самая короткая ночь.
На широте Москвы Солнце поднимается над горизонтом на высоту более 57 градусов.
Во время летнего солнцестояния Солнце выше широты 66,5 градусов (Северный Полярный круг) вообще не заходит за горизонт, и день длится круглые сутки. На Северном полюсе Земли Солнце движется по небосводу на одной и той же высоте круглые сутки. В такой ситуации очень затруднительно определять время. 21 июня Солнце пересекает 6 часовой меридиан и начинает опускаться вниз по эклиптике, начиная путь к осеннему равноденствию, когда оно пересечет небесный экватор.
В средних широтах, в течение года весной и в начале лета, Солнце каждый день поднимается всё выше над горизонтом, а в момент летнего солнцестояния останавливается и изменяет своё движение на обратное. Затем оно каждый день поднимается всё ниже и в конце концов, в момент зимнего солнцестояния, снова изменяет своё движение на обратное и начинает подниматься.
В моменты солнцестояний Солнце в своём видимом движении по эклиптике наиболее удаляется от небесного экватора, достигает наибольшего склонения, северного или южного. Вследствие високосного сдвига даты солнцестояния в разные годы могут отличаться на 1—2 дня. В астрономии момент зимнего солнцестояния принимается за начало зимы, а момент летнего солнцестояния — за начало лета. Астрономическая долгота солнца в эти моменты, соответственно, 90° и 270°.
Во время летнего солнцестояния Солнце выше широты 66,5 градусов вообще не заходит за горизонт, и день длится круглые сутки. Это замечательное явление позволяет жителям северной полосы России обходиться без искусственного освещения, практически, круглые сутки. На Северном полюсе Земли Солнце движется по небосводу на одной и той же высоте круглые сутки. В такой ситуации очень затруднительно определять время.
На других широтах максимальную высоту Солнца над горизонтом можно вычислить по формуле. Высота Солнца = 90 — широта пункта + 23,5 (в градусах).
Во время летнего солнцестояния Земля, в результате наклона своей оси к плоскости эклиптики на 23 с небольшим градуса, обращена к Солнцу северным полюсом. На южном полюсе в это время стоит полярная ночь. На северном полюсе и околополюсных районах — полярный день, в чем можно убедиться, поднявшись над полюсом Земли, и посмотрев на Землю из космоса.
Дни летнего солнцестояния издавна были поводом для праздника. Праздник летнего солнцестояния как один из самых важных праздников в жизни почитался еще у древних славян и прибалтийских народов.
Ведическая Русь.Всеволод Борисович Иванов.
Этот день подходит для программирования будущего – на позитив, на реализацию своих самых смелых мечтаний.
Особенно сильными будут люди, рожденные в «огненные» периода Зодиака – Львы, Овны и Стрельцы. Люди знаков Земли и Воздуха менее могущественны, а вот людям водяных знаков от интрижек с солнцем стоит воздержаться и провести солнцеворот спокойнее. Мечтайте, но не диктуйте космосу свои условия.
«Водяные» больше подвержены смятению разума и недобрым воздействиям, поэтому им надо оберечься с помощью мешочка соли. Весь день носите его с собой, а ночью высыпьте соль и выбросите сам мешочек.
В славянской традиции 21 июня бог Сварог и Матерь Сва — Лада рождают бога Перуна – самого грозного бога, громовержца славянского пантеона.
Перуну подвластны стихии природы, он, прежде всего, бог грозы, грома. Перун считается родоначальником небесного огня, который нисходя на землю, дает жизнь.
С наступлением весеннего тепла он оплодотворяет землю дождями и выводит из-за туч ясное солнце.
До этого дня большинство растений пытаются достичь своего максимального роста, а после только пользуются накопленными силами.
Если вы посеете семена после 21 июня – растения не взойдут, или всходы получатся слабыми, хилыми, растения не зацветут и не принесут плодов, даже если их перенести в теплое закрытое помещение и искусственно удлинять световой день. Но зеленых друзей не обмануть; они знают, что приближается время зимнего сна, и уже после 23 сентября, дня осеннего равноденствия, темное время суток возьмет верх над светлым…
День Лита
21 июня известно как день Лита, который с незапамятных времен празднуют на Британских островах. Само время праздника Летнего солнцестояния говорит о его прошлой связи с культом солнца. Потому и основные обряды и ритуалы сходны с таким же комплексом обрядов дня зимнего солнцестояния — 21 декабря.
У кельтов с обоими днями связано много поверий о якобы особенно могущественной в ночь на дни солнцестояний нечистой силе. Центральное место в праздновании этих дней занимают различные формы ритуальных огней.
Большую роль в обрядах, приуроченных к этим двум датам, играет зелень — зеленые ветки, цветы, даже деревья, в некоторых обрядах зимнего и летнего праздника имеются мотивы брака, семейного благополучия.
Связь с культом солнца имел и распространенный среди шотландцев обычай катать с гор или крутых обрывов рек колеса, обвитые соломой и зажженные. Иногда при этом гадали: если колесо горело все время, пока катилось, то считали, что урожай будет хорошим.
По представлениям кельтов, таинственное магическое значение в этот период полного расцвета всей природы имел и папоротник: в полночь он будто бы расцветал на короткое мгновение. Смельчаки отправлялись в полночь в лес, чтобы увидеть цветок папоротника и собрать его семена. Такие походы считались очень опасными, так как это растение зорко охраняли феи и разная нечистая сила. Тот, кому все же удавалось заполучить семена, мог якобы стать невидимым и наблюдать танцы и игры фей в эту волшебную ночь.
Шотландцы к тому же считали семена папоротника самыми действенными против нечистой силы. От нечистой же силы помогали собранные в эту ночь ягоды бузины и прибитые над дверьми и над воротами веточки березы. Береза играла существенную роль в обрядах дня летнего солнцестояния у всех кельтских народов.
В обычаи дня летнего солнцестояния вплетено много семейно-брачных мотивов. В ночь на 21 июня много гадали.
Гадали и девушки, и парни, часто используя для этой цели различные цветы и растения (чаще всего зверобой), иногда и какие-нибудь предметы. В Шотландии в эту ночь возлюбленные давали друг другу клятву верности, нарушение которой считалось преступлением. Такую клятву произносили либо возле камня-мегалита, либо возле почитаемого источника и скрепляли ее рукопожатием.
Большинство таких обычаев дня летнего солнцестояния уже утрачено, но и в наши дни во многих местах Британских островов июнь считается наиболее подходящим месяцем для заключения браков.
Астрономическое описание явления
Различают летнее и зимнее солнцестояние. При этом на поверхности планеты наблюдается самый длинный или самый короткий световой день. В северном полушарии Земли зимнее солнцестояние происходит 21 или 22 декабря. В эти дни южнее северного полярного круга наблюдается самый короткий день и самая длинная ночь. А летнее — 20, 21 или 22 июня по UTC. В эти дни южнее северного полярного круга наблюдается самый длинный день (и самая короткая ночь). В южном полушарии на указанные даты приходятся, соответственно, летнее и зимнее солнцестояния.
В средних широтах в течение астрономической зимы и весны Солнце ежедневно в полдень (точнее, в истинный полдень) поднимается всё выше над горизонтом, а в день летнего солнцестояния «останавливается» и изменяет своё движение на обратное. Затем оно каждый день в полдень опускается всё ниже, и, в конце концов, в момент зимнего солнцестояния, снова «останавливается», изменяет своё движение на обратное и начинает подниматься.
Вследствие високосного сдвига даты солнцестояния в разные годы могут отличаться на 1—2 дня. В астрономии момент зимнего солнцестояния принимается за начало зимы, а момент летнего солнцестояния — за начало лета. Астрономическая долгота солнца в эти моменты, соответственно, 90° и 270°.
В течение нескольких дней до и после момента солнцестояния Солнце почти не меняет склонения, его полуденные высоты в небе почти неизменны (высота в течение года меняется по графику, близкому к синусоиде); отсюда и происходит самое название солнцестояния. Из наблюдений высот Солнца в период обоих солнцестояний может быть определен наклон плоскости эклиптики к плоскости небесного экватора.
Источник
Полюса 22 июня солнце
§ 17. Суточное движение Солнца на разных широта
а) Для наблюдателя на северном полюсе Земли ( j = + 90°) незаходящими светилами являются те, у которых d і 0, а невосходящими те, у которых d
Положительное склонение у Солнца бывает с 21 марта по 23 сентября, а отрицательное — с 23 сентября по 21 марта. Следовательно, на северном полюсе Земли Солнце приблизительно полгода бывает незаходящим, а полгода — невосходящим светилом. Около 21 марта Солнце здесь появляется над горизонтом (восходит) и вследствие суточного вращения небесной сферы описывает кривые, близкие к окружности и почти параллельные горизонту, поднимаясь с каждым днем все выше и выше. В день летнего солнцестояния (около 22 июня) Солнце .достигает максимальной высоты hm ах = + 23° 27‘. После этого Солнце начинает приближаться к горизонту, высота его постепенно уменьшается и после дня осеннего равноденствия (после 23 сентября) оно скрывается под горизонтом (заходит). День, длившийся полгода, кончается и начинается ночь, которая длится также полгода. Солнце, продолжая описывать кривые, почти параллельные горизонту, но под ним, опускается все ниже и ниже, В день зимнего солнцестояния (около 22 декабря) оно опустится под горизонт на высоту hmin = — 23° 27‘, а затем снова начнет приближаться к горизонту, высота его будет увеличиваться, и перед днем весеннего равноденствия Солнце снова появится над горизонтом. Для наблюдателя на южном полюсе Земли ( j = — 90°) суточное движение Солнца происходит подобным же образом. Только здесь Солнце восходит 23 сентября, а заходит после 21 марта, и поэтому когда на северном полюсе Земли ночь, на южном — день, и наоборот.
б) Для наблюдателя на северном полярном круге ( j = + 66° 33‘) незаходящими являются светила с d і + 23° 27‘, а невосходящими — с d . Следовательно, на северном полярном круге Солнце не заходит в день летнего солнцестояния (в полночь центр Солнца только касается горизонта в точке севера N ) и не восходит в день зимнего солнцестояния (в полдень центр солнечного диска только коснется горизонта в точке юга S , а затем снова опустится под горизонт). В остальные дни года Солнце на этой широте восходит и заходит. При этом максимальной высоты в полдень оно достигает в день летнего солнцестояния ( hmax = + 46° 54’), а в день зимнего солнцестояния его полуденная высота минимальна ( hmin = 0°). На южном полярном круге ( j = — 66° 33′) Солнце не заходит в день зимнего солнцестояния и не восходит в день летнего солнцестояния.
Северный и южный полярные круги являются теоретическими границами тех географических широт, где возможны полярные дни и ночи (дни и ночи, длящиеся больше 24 часов).
В местах, лежащих за полярными кругами, Солнце бывает незаходящим или невосходящим светилом тем дольше, чем ближе место к географическим полюсам. По мере приближения к полюсам продолжительность полярных дня и ночи увеличивается.
в) Для наблюдателя на северном тропике ( j = + 23° 27′) Солнце всегда является восходящим и заходящим светилом. В день летнего солнцестояния оно в полдень достигает максимальной высоты hmax = + 90°, т.е. проходит через зенит. В остальные дни года Солнце в полдень кульминирует к югу от зенита. В день зимнего солнцестояния его минимальная полуденная высота hmin = + 43° 06′.
На южном тропике ( j = — 23° 27’) Солнце также всегда восходит и заходит. Но на максимальной полуденной высоте над горизонтом (+ 90°) оно бывает в день зимнего солнцестояния, а на минимальной (+ 43° 06‘) — в день летнего солнцестояния. В остальные дни года Солнце в полдень кульминирует здесь к северу от зенита.
В местах, лежащих между тропиками и полярными кругами, Солнце восходит и заходит каждый день года. Полгода здесь продолжительность дня больше продолжительности ночи, а полгода — ночь продолжительнее дня. Полуденная высота Солнца здесь всегда меньше 90° (кроме тропиков) и больше 0° (кроме полярных кругов).
В местах, лежащих между тропиками, Солнце бывает в зените два раза в году, в те дни, когда его склонение равно географической широте места.
г) Для наблюдателя на экваторе Земли ( j = 0) все светила, в том числе и Солнце, являются восходящими и заходящими. При этом 12 часов они находятся над горизонтом, a 12 часов — под горизонтом. Следовательно, на экваторе продолжительность дня всегда равна продолжительности ночи. Два раза в году Солнце в полдень проходит в зените (21 марта и 23 сентября).
С 21 марта по 23 сентября Солнце на экваторе кульминирует в полдень к северу от зенита, а с 23 сентября по 21 марта — к югу от зенита. Минимальная полуденная высота Солнца здесь будет равна hmin = 90° — 23° 27‘ = 66° 33‘ (22 июня и 22 декабря).
На основании предыдущего можно сформулировать следующие астрономические признаки тепловых поясов:
1. В холодных поясах (от j = ± 66° 33‘ до j = ± 90°) Солнце может быть незаходящим и невосходящим светилом. Полярный день и полярная ночь могут длиться от 24 часов до полугода.
2. В умеренных поясах (от j = ± 23° 27’ до j = ± 66° 33’) Солнце каждый день восходит и заходит, но никогда не бывает в зените. Полярных дней и ночей здесь никогда не бывает. Продолжительность дня и ночи короче 24 часов. Летом день длиннее ночи, а зимой — наоборот.
3. В жарком поясе (от j = + 23° 27‘ до j = — 23° 27‘) Солнце также всегда восходящее и заходящее светило и два раза и голу (на тропиках один раз) в полдень бывает в зените (и разных местах — в разные дни года, а на экваторе — в день весеннего и в день осеннего равноденствий). [См. также § 33.]
Источник