Солнце находится зените над экватором

Солнце находится зените над экватором

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

«Солнце в зените» — что значит это выражение? Как понять, что солнце находится в зените

Часто можно услышать выражение «солнце в зените». Что это значит? Где, в какой точке небосвода можно увидеть светило в этот момент, и как такая позиция отличается от других его положений и состояний? В какое время суток или года это происходит? И, если солнце в зените — что это значит для жителей планеты Земля?

Основные сведения о Солнце

Солнце — это ближайшая звезда к планете Земля, центральное небесное тело одноименной системы, имеющее форму шара и состоящее из раскаленных газов с температурой поверхности приближенной к 5505°C, а в центральной части разогретое до 13,5 миллионов градусов.

В диаметре Солнце почти в 110 раз больше планеты Земля — 1 392 000 километров.

Вокруг Солнца имеется атмосфера, состоящая из трех слоев — фотосферы, хромосферы и солнечной короны. Все излучение, которое люди могут воспринять с помощью зрения, относится к первому слою. Во время полного солнечного затмения можно наблюдать солнечную корону, которая в диаметре в разы превосходит свой источник.

Масса Солнца превышает земную в 333 тысячи раз, но его объем еще больше — в 1 миллион 304 тысячи раз, что значит меньшую плотность состава звезды.

Энергия, получаемая нашей планетой от Солнца, составляет лишь малую часть всей, излучаемой звездой, но она многократно превышает всю, вырабатываемую на Земле искусственно.

Оборот солнца вокруг своей оси происходит за 25,4 привычных нам двадцатичетырехчасовых суток.

Примерное расстояние от нашей планеты до Солнца — 149,5 миллионов километров, но эти величины так огромны с точки зрения преодоления, что меряются не линейными единицами, а временными с позиции движения света. Солнечный свет достигает Земли за 8 минут и 18 секунд (скорость его перемещения равна 300 000 километрам в секунду).

Вся Солнечная система постоянно смещается в космическом пространстве по направлению к созвездию Лиры. Скорость этого движения равна 20 километрам в секунду.

Что такое зенит?

Зенитом называют наивысшую точку на небосводе, то есть, когда говорят о том, что солнце в зените — это значит, что светило расположено прямо по вертикали над головой наблюдающего. Солнечные лучи в таком случае падают перпендикулярно к поверхности земли — под прямым углом. Так что, если предметы не отбрасывают тени — это значит, что солнце в зените.

Однако данное определение в разговорной речи применяется в отношении положения солнца, которое только условно можно назвать зенитом. Благодаря особенностям небесных тел и их положения в космическом пространстве относительно друг друга, падать под углом, равным 90°, лучи Солнца будут далеко не на каждую часть Земли.

Точка, находящаяся на этой же отвесной прямой, что и зенит, но в противоположном ее направлении — ниже линии горизонта, называется надиром.

Движение солнечного зенита в течение года

Так как происходит постоянное перемещение небесных тел относительно друг друга и собственной оси каждого, зенит солнца на протяжении всего земного года все время сдвигается в направлении от тропика к тропику со скоростью округленно равной 1° за четверо суток (точнее — 3,8), что в пересчете на неделю составит 2°. Это значит, что определить, как солнце в зените будет смещаться в отношении земли, очень просто.

Имея для отправной точки знания о днях солнцестояния, можно приблизительно посчитать широту, на которой солнце будет достигать своего зенита для любой даты.

Дважды в год Солнце находится в зените над экватором — 21 марта и 23 сентября в те календарные дни, когда света и тьмы в сутках поровну — это осеннее и весеннее равноденствие. Значит в расчетах широты нахождения солнца в зените это те исходные числа, которые можно брать за основу.

Например: рассчитывая широту, на которой будет солнце в российский День космонавтики — 12 апреля, необходимо определить количество суток, прошедших с ближайшей опорной даты (это будет весеннее равноденствие 21 марта). Между отправной точкой во времени и расчетной 22 календарных дня. Если смещение светила на 1° происходит за 3,8, суток, то за 22 его нахождение изменится на 22 : 3,8 = 5,7°. Так как в данном случае нет необходимости в точных вычислениях, можно округлить полученное значение до 6° — именно так изменится угол Солнца по отношению к Земле в направлении его движения к северу от экватора.

Где на нашей планете можно увидеть солнце в зените

Для удобства определения точек и положений объектов в масштабе планеты, вся Земля разделена по горизонтали и вертикали условными линиями — опоясывающие называются параллелями, и экватор, находящийся посередине, является самой длинной из них. Говоря о положении какой-то точки на планете с помощью параллелей, используют термин «широта».

Вертикальные линии — меридианы, соответствуют долготе. Все числовые значения широты и долготы обозначаются в градусах.

Благодаря форме Земли и наклону ее оси к Солнцу на 23°, положение светила относительно нашей планеты, которое определяется как зенит, возможно далеко не для каждой ее точки. Для большинства жителей это явление недоступно.

Падение солнечных лучей под прямым углом происходит только на экваторе и в пределах тропиков — между параллелями выше и ниже (южнее и севернее) линии экватора.

Северный (названный в честь созвездия Рака) и Южный (именуемый в честь Козерога) тропики условно ограничивают ту часть планеты, над которой в полдень возможно положение солнца в зените.

В день летнего солнцестояния — 22 июня, солнце в зените будет над параллелью, именуемой Северным тропиком, а в день зимнего солнцестояния, 21 декабря — над Южным. На всех широтах, расположенных между ними, положение солнца в зените можно наблюдать дважды в году.

Как солнце в наивысшей точке небосвода вдохновляет поэтов

Небесные светила, оба — и царствующее днем, и главенствующее ночью — вдохновляют людей искусства на написание картин, музыки, литературных произведений разных форм.

Среди них и молодая московская поэтесса, лауреат Пушкинского молодежного фестиваля «С веком наравне» Кира Тихонова (в девичестве Данилянц).

Солнце в зените, пальто в снегу.

Вверх по улице волоку

Санки, тяжелые, как чугун,

И под общий хохот и визг

Я, разгоняясь, слетаю вниз,

В кучу барахтающихся лиц,

Огненных от мороза.

Снега как в тундре, праздник детей!

Мы настроили крепостей,

Мы на улице целый день,

В мокрой насквозь одежде.

Мы затеяли снежный бой.

Мы в темноте приходим домой,

Разгоряченные, как из парной,

Хоть выжимай и вешай!

Солнце в зените, шорты в пыли.

В куче хохочущей ребятни

Красный, с ржавчиной на руле

Старый велик несется.

Колени в зеленке, сбиты опять.

Солнце как в тропиках — тридцать пять!

Рады гоняться и догонять

Под этим палящим солнцем.

Нету айпада, планшета нет,

До первых компьютеров — десять лет.

Детство, радостное, как свет,

Помнится через дымку.

Солнце в зените. Комбинезон.

Мой старший ребенок с хмурым лицом

Снег брезгливо пинает носком

И начинающий автор родом из подмосковного города Мытищи Виктория Викольская.

Обожаю те ясные дни,

Когда солнце приходит в зенит.

И утром приходит в зенит,

И под вечер приходит в зенит

А вовсе не только в полудень.

Даже если на улице студень,

Даже если холодно людям,

Прогуляться солнце манит

Потому что приходит в зенит!

Озаряют лучи мир с утра —

Это очень даже обычно.

Но чего-то все ж необычно.

И что же тут необычно?

Так сегодня, так было вчера.

Да само то здесь столь необычно:

Что солнцу, ему безразлично,

Какая в мире пора.

Пусть любая в мире пора —

Озаряют лучи мир с утра.

Обожаю те ясные дни,

Когда солнце приходит в зенит.

Что же значит — приходит в зенит?

Это значит — на небе ни тучи,

И утром на небе ни тучи,

И под вечер на небе ни тучи.

Блеснувший на стеклышке лучик.

На древесном листике лучик.

Иль высокие мощные кручи

Озаряет тот солнечный лучик.

Даже если хмурятся тучи —

Если есть хоть один этот лучик,

То значит — не пасмурны дни.

А если не пасмурны дни,

Как бы ни был неярок тот лучик,

Он сильнее, чем хмурые тучи!

Потому что пробился сквозь тучи,

Подаренный солнцем могучим.

Если лучик пробился сквозь тучи,-

То, значит, не пасмурны дни,

Если есть хоть один этот лучик,-

Значит солнце приходит в зенит!

Пусть это не совсем верно с точки зрения науки, зато тепло и действительно солнечно.

Солнце в зените как символ

В каждом учении, опирающемся на символизм, солнцу отведено особое место. В отношении светила как знака, имеющего влияние на расшифровку сновидений, можно встретить различные трактовки в разных сборниках.

Если приснилось солнце в зените — что это значит, и как понять такое видение? Вот несколько значений сна:

• удовлетворенное честолюбие и исчерпанные (в других вариантах — безграничные) возможности сновидца;
• удачный выбор поклонников и успешное осуществление тщательно подготовленного плана личного процветания;
• счастье и вознагражденные обоснованные амбиции;
• продвижение по карьерной лестнице;
• удача во всем.

Можно сказать, что солнце способно радовать людей, согревать и дарить им свое покровительство не только днем, во время бодрствования, но и ночью, даже во сне. Не обязательно верить в тонкие связи между событиями и явлениями, пограничные научным знаниям, чтобы сбывались добрые предсказания — достаточно просто не сомневаться в хорошем и светлом предстоящем.

Источник