Зенитное положение солнца это

Зенит

Из Википедии — свободной энциклопедии

Зени́т — точка небесной сферы, расположенная над головой наблюдателя [1] . По другому определению — это направление, указывающее непосредственно «вверх» над конкретным местом, то есть это одно из двух вертикальных направлений, ортогональных к горизонтальной плоскости в точке положения наблюдателя. Понятие «вверх» более точно определено в астрономии, геофизике и смежных с ними науках (например, метеорологии) как направление, противоположное направлению действия силы гравитации в данном месте.

От астрономического зенита отличают геоцентрический и геодезический. Геоцентрическим зенитом называется точка пересечения с небесной сферой вектора, направленного из центра земли через точку, в которой находится наблюдатель. Геодезическим зенитом называется точка пересечения с небесной сферой нормали к проекции точки расположения наблюдателя на поверхность референц-эллипсоида. Геоцентрический и геодезический зениты не определяются непосредственным наблюдением и подлежат расчёту [2] .

Противоположная зениту точка (или направление, совпадающее с направлением действия силы гравитации), называется надиром.

Источник

Зенит (астрономия)

В упрощённом смысле зени́т — это направление, указывающее непосредственно «вверх» над конкретным местом, то есть это одно из двух вертикальных направлений, ортогональных к горизонтальной плоскости в данной точке. Понятие «вверх» более точно определено в астрономии, геофизике и смежных с ними науках (например, метеорологии) как направление, противоположное направлению действия силы гравитации в данной точке. Противоположное зениту направление, т. е. направление, совпадающее с направлением действия силы гравитации, называется надиром. Термин зенит относится также к наивысшей точке, достигаемой небесным телом в процессе своего видимого движения по орбите относительно данного пункта наблюдения. [1] В этом смысле слово зенит часто используется для определения положения Солнца, но технически точно оно может достигаться только в какой-то момент времени и только в низких широтах.

Строго говоря, зенит только приблизительно связан с локальной плоскостью меридиана, поскольку последний определяется в терминах вращательных характеристик небесного тела, а не с точки зрения его гравитационного поля. Они совпадают лишь для идеального симметричного тела вращения. Для Земли ось вращения не имеет фиксированного положения (например, из-за постоянных перемещений океанской воды и других водных ресурсов), а локальное вертикальное направление, определённое через поле силы тяжести, само изменяет направление во времени (например, из-за лунных и солнечных приливов и отливов).

Содержание

Происхождение

Слово зенит произошло от неточного чтения средневековыми книжниками арабского выражения سمت الرأس (самт ар-райс), означающего «направление на голову»/«путь над головой». В средневековье в течение XIV века это слово через латынь и, возможно, через староиспанский язык попало в Европу. Оно некорректно трансформировалось этими книжниками в ‘самт’ («направление») и неправильно писалось ими как ‘сенит’. Через старофранцузский и среднеанглийский слово ‘сенит’ окончательно превратилось в XVII веке в современное слово ‘зенит’. [2] [3]

По-арабски зенит пишется zawâl и означает «закат», т.е. момент, когда солнце заканчивает подъём и начинает своё снижение.

Актуальность и использование

Понятие «зенит» используется в следующих научных контекстах:

• Оно служит в качестве направления для измерения угла зенита, который является угловым расстоянием между направлением на интересующий нас объект (например, на звезду) и местным зенитом относительно точки, для которой зенит определён.
• Оно определяет одну из осей горизонтальной системы координат в астрономии.

См. также

Примечания

Литература

• Дагаев М.М. Наблюдения звёздного неба. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988.—176 с.
• Huschke, Ralph E. (1959) Glossary of Meteorology, American Meteorological Society, Boston, Second printing-1970.
• McIntosh, D. H. (1972) Meteorological Glossary, Her Majesty’s Stationery Office, Met. O. 842, A.P. 897, 319 p.
• Picoche, J. (1992) Dictionnaire Etymologique du Français, Le Robert, Paris, ISBN 2-85036-458-4.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Зенит (астрономия)» в других словарях:

Астрономия исламского Средневековья — Астрономия исламского Средневековья астрономические познания и взгляды, распространённые в Средние века в Арабском халифате и в государствах, возникших на его обломках, то есть на территории Среднего и Ближнего Востока, значительной части… … Википедия

Астрономия инков — Астрономия инков астрономические познания и взгляды жителей Империи Инков (Южная Америка). Инкская астрономия отличалась своеобразием: наблюдение велось не только за звёздами, но и за межзвёздными тёмными «созвездиями». Сохранилось немного… … Википедия

зенит — в Средние века европейская наука, особенно астрономия, отставала от арабской. Поэтому книги восточных ученых переводились на европейские языки, многие термины просто переписывались латинским буквами. Но иногда переписчики ошибались. Некоторые… … Занимательный этимологический словарь

Практическая астрономия — раздел астрометрии (См. Астрометрия), посвященный учению об астрономических инструментах и способах определения из астрономических наблюдений времени, географических координат и азимутов направлений. В зависимости от условий, в которых… … Большая советская энциклопедия

Геодезическая астрономия — раздел практической астрономии (См. Практическая астрономия), наиболее тесно связанный с геодезией и картографией; изучает теорию и методы определения широты φ и долготы λ места, а также азимута а направления на земной предмет и местного… … Большая советская энциклопедия

Надир (астрономия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Надир (значения). Диаграмма, показывающая соотношение зенита, надира и гор … Википедия

Склонение (астрономия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Склонение. Экваториальная система координат Склонение (δ) в астрономии одна из двух координат … Википедия

Космос-461 — Волновой диапазон: Рентгеновские и гамма лучи NSSDC ID: 1971 105A Местонахождение: Геоцентрическая орбита Высота орбиты: 490/520 км Период обращения: 90 минут Запущен: 2 декабря 1971 Запущен из: Плесецк Выведен на орбиту … Википедия

Космос-914 — Схема спутника Фотон (в основном аналогичного спутнику Зенит 2М). Цифрой 1 отмечен модуль «Наука» в который входили рентгеновские инструменты Организация … Википедия

Горизонтальная система координат — Горизонтальная система координат[1]:40, или горизонтная система координат[2]:30 это система небесных координат, в которой основной плоскостью является плоскость математического горизонта, а полюсами зенит и надир. Она применяется при наблюдениях… … Википедия

Источник

Зенитный угол Солнца — Solar zenith angle

Зенитный угол Солнца угла между лучами солнца и вертикальным направлением . Он тесно связан с углом солнечной высоты, который представляет собой угол между солнечными лучами и горизонтальной плоскостью. Поскольку эти два угла дополняют друг друга, косинус одного из них равен синусу другого. Оба они могут быть рассчитаны по одной и той же формуле, используя результаты сферической тригонометрии . В солнечный полдень зенитный угол минимален и равен широте минус угол склонения Солнца . Это основа, на которой древние мореплаватели путешествовали по океанам.

СОДЕРЖАНИЕ

Формула

• θ s <\ displaystyle \ theta _ >является угол солнечного зенита
• α s <\ displaystyle \ alpha _ >— угол солнечной высоты , = 90 ° — α s <\ displaystyle \ alpha _ >θ s <\ displaystyle \ theta _ >
• час <\ displaystyle h>— часовой угол по местному солнечному времени .
• δ <\ displaystyle \ delta>текущее склонение Солнца
• Φ <\ displaystyle \ Phi>это местная широта .

Вывод формулы с использованием подсолнечного точечного и векторного анализа

Хотя формулу можно получить, применив закон косинуса к сферическому треугольнику зенит-полюс-Солнце, сферическая тригонометрия — относительно эзотерический предмет.

Вводя координаты подсолнечной точки и используя векторный анализ, формула может быть получена прямо без использования сферической тригонометрии.

В геоцентрической декартовой системе координат, центрированной по центру Земли ( ECEF ), пусть и будут долготой и широтой или координатами подсолнечной точки и точки наблюдателя, затем направленными вверх единичными векторами в двух точках и , находятся ( ϕ s , λ s ) <\ displaystyle (\ phi _ , \ lambda _ )> ( ϕ о , λ о ) <\ displaystyle (\ phi _ , \ lambda _ )> S <\ displaystyle \ mathbf > V о z <\ displaystyle \ mathbf _ >

S знак равно потому что ⁡ ϕ s потому что ⁡ λ s я + потому что ⁡ ϕ s грех ⁡ λ s j + грех ⁡ ϕ s k <\ displaystyle \ mathbf = \ cos \ phi _ \ cos \ lambda _ <\ mathbf > + \ cos \ phi _ \ sin \ lambda _ < \ mathbf > + \ sin \ phi _ <\ mathbf >> , V о z знак равно потому что ⁡ ϕ о потому что ⁡ λ о я + потому что ⁡ ϕ о грех ⁡ λ о j + грех ⁡ ϕ о k <\ displaystyle \ mathbf _ = \ cos \ phi _ \ cos \ lambda _ <\ mathbf > + \ cos \ phi _ \ sin \ lambda _ <\ mathbf > + \ sin \ phi _ <\ mathbf >> .

где , и — базисные векторы в системе координат ECEF. я <\ displaystyle <\ mathbf >> j <\ displaystyle <\ mathbf >> k <\ displaystyle <\ mathbf >>

Теперь косинус зенитного угла Солнца является просто скалярным произведением двух вышеуказанных векторов. θ s <\ displaystyle \ theta _ >

потому что ⁡ θ s знак равно S ⋅ V о z знак равно грех ⁡ ϕ о грех ⁡ ϕ s + потому что ⁡ ϕ о потому что ⁡ ϕ s потому что ⁡ ( λ s — λ о ) <\ displaystyle \ cos \ theta _ = \ mathbf \ cdot \ mathbf _ = \ sin \ phi _ \ sin \ phi _ + \ cos \ phi _ \ cos \ phi _ \ cos (\ lambda _ — \ lambda _ )> .

Обратите внимание, что это то же самое , что и склонение Солнца, и эквивалентно , где — часовой угол, определенный ранее. Таким образом, приведенный выше формат математически идентичен приведенному ранее. ϕ s <\ displaystyle \ phi _ > δ <\ displaystyle \ delta> λ s — λ о <\ displaystyle \ lambda _ — \ lambda _ > — час <\ displaystyle -h> час <\ displaystyle h>

Кроме того, Ref. аналогичным образом вывели формулу для азимутального угла Солнца без использования сферической тригонометрии.

Минимум и максимум

В любом заданном месте в любой заданный день зенитный угол Солнца достигает своего минимума в местный солнечный полдень, когда часовой угол , или , а именно,, или . Если это полярная ночь. θ s <\ displaystyle \ theta _ > θ м я п <\ displaystyle \ theta _ > час знак равно 0 <\ displaystyle h = 0> λ s — λ о знак равно 0 <\ displaystyle \ lambda _ — \ lambda _ = 0> потому что ⁡ θ м я п знак равно потому что ⁡ ( | ϕ о — ϕ s | ) <\ Displaystyle \ соз \ тета _ <мин>= \ соз (| \ фи _ <о>— \ фи _ |)> θ м я п знак равно | ϕ о — ϕ s | <\ displaystyle \ theta _ = | \ phi _ — \ phi _ |> 90^<\circ >>»> θ м я п > 90 ∘ <\ displaystyle \ theta _ > 90 ^ <\ circ>> 90 ^ <\ circ>>»>

И в любом месте в любой день зенитный угол Солнца достигает своего максимума в местную полночь, когда часовой угол , или , а именно,, или . Если это полярный день. θ s <\ displaystyle \ theta _ > θ м а Икс <\ displaystyle \ theta _ > час знак равно — 180 ∘ <\ displaystyle h = -180 ^ <\ circ>> λ s — λ о знак равно — 180 ∘ <\ displaystyle \ lambda _ — \ lambda _ = — 180 ^ <\ circ>> потому что ⁡ θ м а Икс знак равно потому что ⁡ ( 180 ∘ — | ϕ о + ϕ s | ) <\ displaystyle \ cos \ theta _ = \ cos (180 ^ <\ circ>— | \ phi _ + \ phi _ |)> θ м а Икс знак равно 180 ∘ — | ϕ о + ϕ s | <\ displaystyle \ theta _ = 180 ^ <\ circ>— | \ phi _ + \ phi _ |> θ м а Икс 90 ∘ <\ displaystyle \ theta _

Предостережения

Рассчитанные значения являются приблизительными из-за различия между общей / геодезической широтой и геоцентрической широтой . Однако эти два значения отличаются менее чем на 12 угловых минут , что меньше видимого углового радиуса Солнца.

Формула также не учитывает влияние атмосферной рефракции .

Приложения

Восход закат

Закат и восход солнца происходят (приблизительно), когда зенитный угол равен 90 °, где часовой угол h ₀ удовлетворяет

потому что ⁡ час 0 знак равно — загар ⁡ Φ загар ⁡ δ . <\ displaystyle \ cos h_ <0>= — \ tan \ Phi \ tan \ delta.>

Точное время заката и восхода происходит тогда, когда верхняя часть Солнца, преломленная атмосферой, оказывается на горизонте.

Альбедо

Средневзвешенный зенитный угол, используемый при вычислении местного альбедо Земли , определяется выражением

потому что ⁡ θ s ¯ знак равно ∫ — час 0 час 0 Q потому что ⁡ θ s d час ∫ — час 0 час 0 Q d час <\ displaystyle <\ overline <\ cos \ theta _ >> = <\ frac <\ int _ <- h_ <0>> ^ > Q \ cos \ theta _ <\ текст > h> <\ int _ <- h_ <0>> ^ > Q <\ text > h>>>

Резюме специальных углов

Например, угол возвышения Солнца равен:

• 90 °, если вы находитесь на экваторе, в день равноденствия, в двенадцатый солнечный час.
• около 0 ° на закате или на восходе
• от -90 ° до 0 ° ночью (полночь)

Дан точный расчет положения Солнца . Другие приближения существуют в другом месте.

Источник