Астрономический календарь — Vacheron Constantin, Reference 57260
Основы измерения времени, сложные астрономические функции показывают, за чем следили древние цивилизации и на чем теперь акцентируется наша жизнь.
22. Индикация времен года, равноденствий, солнцестояний и знаков зодиака с помощью стрелки с изображением солнца
Этот сложный и точный календарь, представленный в Reference 57260, дополняет астрономическая шкала, расположенная по периметру одного из двух основных циферблатов. Центральная стрелка из золота с противовесом в форме солнца позволяет одновременно считывать показания трех видов.
Внешняя шкала показывает месяцы с соответствующим количеством дней.
На средней шкале представлены знаки зодиака с указанием дат весенних и осенних равноденствий (когда продолжительность дня и ночи примерно одинакова), а также дат летних и зимних солнцестояний (когда Солнце находится в зените или в самой нижней точке по отношению к небесному экватору).
Четыре сменяющих друг друга времени года – весна, лето, осень и зима – представлены на дополнительной внутренней шкале.
Весеннее равноденствие наступает в марте, а осеннее – в сентябре. В северном полушарии весеннее равноденствие приходится на 19, 20 или 21 марта, а осеннее равноденствие приходится на 22, 23 или 24 сентября. Земная ось наклонена под углом 23,5 градуса по отношению к эклиптике, воображаемой линии, по которой Земля движется вокруг Солнца. В период между равноденствиями Земля наклоняется к Солнцу то одним полушарием, то другим. В дни равноденствий ось Земли расположена перпендикулярно солнечным лучам, а продолжительность дня становится примерно равной продолжительности ночи. Поэтому эти дни называют равноденствиями.
Как и равноденствия, солнцестояния привязаны к временам года. Во многих странах солнцестояния знаменуют начало или середину зимы и лета. В северном полушарии в день летнего солнцестояния (20-21 июня) Солнце находится в высшей точке: это самый длинный день в году.
23. Карта звездного неба (для города, в котором проживает владелец часов)
Карта звездного неба – это очень редкая сложная функция, которой оснащены лишь немногие модели, среди которых самые сложные в мире часы, представляющие собой величайшее часовое произведение за всю историю часового дела. На вращающемся диске синего цвета с невероятной точностью представлены созвездия, видимые ночью в городе проживания владельца часов; по периметру диска нанесены названия месяцев года. Вращение диска обусловлено звездным временем, которое отображается на внешней 24-часовой шкале: чтобы узнать текущее звездное время, необходимо выбрать звезду и следить за ее движением по 24-часовой шкале.
24. Индикация часов звездного времени
25. Индикация минут звездного времени
Звездное время используется в основном астрономами и мореплавателями.
Поэтому на циферблате красным цветом выделены цифры от 20 до 4, обозначающие время с 8 часов вечера до 4 часов утра.
26. Уравнение времени
Индикатор уравнения времени отображает разницу в минутах между истинным солнечным временем и средним солнечным временем. В течение года истинное солнечное время может опережать среднее солнечное время на максимум 16 минут 33 секунды (к 3 ноября) и отставать на максимум 14 минут 6 секунд (к 12 февраля). Среднее солнечное время совпадает с истинным только 4 раза в год. Стрелку приводит в движение кулачок неправильной формы, соединенный с механизмом отображения звездного времени. Модуль уравнения времени непосредственно связан с указателем времени года со стрелкой в форме солнца, которой управляет механизм отображения звездного времени. Раньше знание уравнения времени имело практическое значение для мореплавателей, которые устанавливали взаимосвязь между высотой Солнца в определенный момент и местным временем пункта отправления, определяемым по обычным часам.
Уравнение времени объясняется двумя основными причинами. Первая – плоскость земного экватора наклонена по отношению к орбите Земли. Вторая – траектория вращения Земли вокруг Солнца представляет собой эллипс, а не круг.
27.
Время восхода Солнца (для города, в котором проживает владелец часов)28. Время захода Солнца (для города, в котором проживает владелец часов)
29. Продолжительность дня (для города, в котором проживает владелец часов)
30. Продолжительность ночи (для города, в котором проживает владелец часов)
Лишь немногие модели часов оснащены указателем времени восхода и захода Солнца, а также продолжительности дня и ночи (в течение всего года) в городе проживания владельца часов. На циферблате Reference 57260 эта информация представлена на двух двойных индикаторах, связанных с механизмом вечного календаря, который автоматически корректирует показания в течение всего года. Таким образом на циферблате ежедневно отображается время восхода и захода Солнца, а также продолжительность дня и ночи. Каждый индикатор оснащен двумя золотыми стрелками, закрепленными на одной оси. Одна стрелка указывает время восхода Солнца в течение всего года (промежуток примерно между 4 и 8 часами).
За отображение времени восхода и захода Солнца отвечают кулачки, соединенные с механизмом вечного календаря; ежедневная корректировка показаний осуществляется автоматически в полночь. По запросу владельца часов этот механизм можно настроить для любого города мира, изготовив и установив специальные кулачки. Время восхода и захода – это момент появления (исчезновения) на линии горизонта верхней точки солнечного диска. Это время указывается на циферблате часов с точностью до 5 минут.
День зимнего солнцестояния — РИА Новости, 21.12.2018
https://ria.ru/20181221/1548236789.html
День зимнего солнцестояния
День зимнего солнцестояния
Солнцестояние – один из двух дней в году, когда высота солнца над горизонтом в полдень минимальна или максимальна. В году два солнцестояния – зимнее и летнее. РИА Новости, 21.12.2018
2018-12-21T00:39
2018-12-21T00:39
2018-12-21T00:39
день зимнего солнцестояния
справки
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn21.img.ria.ru/images/32108/08/321080816_0:240:2560:1680_1920x0_80_0_0_803f325e9ec8c4dcad7d60cbd7fe2ba7.jpg
Солнцестояние – один из двух дней в году, когда высота солнца над горизонтом в полдень минимальна или максимальна. В году два солнцестояния – зимнее и летнее.В день зимнего солнцестояния солнце поднимается на наименьшую высоту над горизонтом. В северном полушарии зимнее солнцестояние происходит 21 или 22 декабря, и тогда наблюдается самый короткий день и самая длинная ночь. Момент солнцестояния ежегодно сдвигается, так как продолжительность солнечного года не совпадает с календарным временем. В 2018 году зимнее солнцестояние произойдет 21 декабря в 22.23 по всемирному координированному времени (22 декабря в 01.23 мск). Солнце, двигаясь по эклиптике, в этот момент достигнет самого удаленного положения от небесного экватора в сторону Южного полюса мира. В Северном полушарии планеты наступит астрономическая зима, а в Южном полушарии – лето. В течение нескольких дней до и после момента солнцестояния Солнце будет «держать эту высоту», словно остановится ненадолго, поэтому и называют эти дни стояниями Солнца. В день зимнего солнцестояния, в полдень, можно наблюдать самое низкое положение Солнца над горизонтом в северном полушарии Земли. В день зимнего солнцестояния Солнце восходит на юго-востоке, а заходит на юго-западе, описывая самую короткую дугу на небосводе.В эти декабрьские дни за полярным кругом (66,5 градусов северной широты) наступает полярная ночь, которая не обязательно означает полную темноту в течение всех суток. Главная ее особенность в том, что Солнце не поднимается над горизонтом.На Северном полюсе Земли не видно не только Солнца, но и сумерек, и местонахождение светила можно узнать лишь по созвездиям. Совершенно другая картина в районе Южного полюса Земли – в Антарктиде в это время день длится круглые сутки.21 декабря Солнце пересекает 18 часовой меридиан и начинает подниматься вверх по эклиптике, начиная путь к весеннему равноденствию, когда оно пересечет небесный экватор. На протяжении тысячелетий день зимнего солнцестояния имел огромное значение для всех народов нашей планеты, которые жили в гармонии с природными циклами и организовывали свою жизнь в соответствии с ними. С самых давних времен люди почитали Солнце, понимая, что от его света и тепла зависит их жизнь на земле. Для них день зимнего солнцестояния олицетворял победу света над тьмой.Так, в русском фольклоре этому дню посвящена пословица: «Солнце – на лето, зима – на мороз». Теперь день будет постепенно прибавляться, а ночь – сокращаться. По зимнему солнцестоянию судили о будущем урожае. В старину в этот день замечали: иней на деревьях – к богатому урожаю зерна.В XVI веке на Руси с днем зимнего солнцестояния был связан интересный обряд. К царю на поклон приходил звонарный староста московского собора, который отвечал за бой часов. Он докладывал, что отныне солнце повернуло на лето, день прибавляется, а ночь сокращается. За эту радостную весть царь жаловал старосту деньгами.У древних славян в день зимнего солнцестояния праздновался языческий Новый год, он связывался с божеством Колядой. Главным атрибутом празднества был костер, изображающий и призывающий свет солнца, которое после самой долгой ночи в году должно было подниматься все выше и выше. Ритуальный новогодний пирог – каравай – по форме тоже напоминал солнце. В Европе в эти дни начинался 12-дневный цикл языческих празднеств, посвященных зимнему солнцестоянию, знаменовавшему начало новой жизни и обновление природы. В день зимнего солнцестояния в Шотландии был обычай запускать солнечное колесо – «cолнцеворот». Бочку обмазывали горящей смолой и пускали вниз по улице. Колесо – символ солнца, спицы колеса напоминали лучи, вращение спиц при движении делало колесо живым и похожим на светило.Зимнее солнцестояние раньше всех других сезонов было определено в Китае (в китайском календаре 24 сезона). В древнем Китае считали, что с этого времени поднимается мужская сила природы и начинается новый цикл. День зимнего солнцестояния считался счастливым днем, достойным празднования. В этот день все – от императора до простолюдина – уходили в отпуск. Армия приводилась в состояние ожидания приказов, закрывались пограничные крепости и торговые лавки, люди ходили друг к другу в гости, дарили подарки. Китайцы приносили жертвоприношения богу Неба и предкам, а также ели кашу из фасоли и клейкого риса, чтобы обезопасить себя от злых духов и болезней. До сих пор день зимнего солнцестояния считается одним из традиционных китайских праздников.В Индии день зимнего солнцестояния – Санкранти – отмечается в индуистских и сикхских общинах, где в ночь накануне торжества зажигаются костры, жар которых символизирует тепло солнца, начинающего согревать землю после зимних холодов. Материал подготовлен на основе информации открытых источников
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2018
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn21. img.ria.ru/images/32108/08/321080816_0:0:2560:1920_1920x0_80_0_0_db341d64887a7dbb6d0170b92ebe53e7.jpgРИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
день зимнего солнцестояния, справки
Солнцестояние – один из двух дней в году, когда высота солнца над горизонтом в полдень минимальна или максимальна. В году два солнцестояния – зимнее и летнее.В день зимнего солнцестояния солнце поднимается на наименьшую высоту над горизонтом.
В северном полушарии зимнее солнцестояние происходит 21 или 22 декабря, и тогда наблюдается самый короткий день и самая длинная ночь. Момент солнцестояния ежегодно сдвигается, так как продолжительность солнечного года не совпадает с календарным временем. В 2018 году зимнее солнцестояние произойдет 21 декабря в 22. 23 по всемирному координированному времени (22 декабря в 01.23 мск).Солнце, двигаясь по эклиптике, в этот момент достигнет самого удаленного положения от небесного экватора в сторону Южного полюса мира. В Северном полушарии планеты наступит астрономическая зима, а в Южном полушарии – лето.
В течение нескольких дней до и после момента солнцестояния Солнце будет «держать эту высоту», словно остановится ненадолго, поэтому и называют эти дни стояниями Солнца. В день зимнего солнцестояния, в полдень, можно наблюдать самое низкое положение Солнца над горизонтом в северном полушарии Земли.
В день зимнего солнцестояния Солнце восходит на юго-востоке, а заходит на юго-западе, описывая самую короткую дугу на небосводе.
В эти декабрьские дни за полярным кругом (66,5 градусов северной широты) наступает полярная ночь, которая не обязательно означает полную темноту в течение всех суток. Главная ее особенность в том, что Солнце не поднимается над горизонтом.
На Северном полюсе Земли не видно не только Солнца, но и сумерек, и местонахождение светила можно узнать лишь по созвездиям. Совершенно другая картина в районе Южного полюса Земли – в Антарктиде в это время день длится круглые сутки.21 декабря Солнце пересекает 18 часовой меридиан и начинает подниматься вверх по эклиптике, начиная путь к весеннему равноденствию, когда оно пересечет небесный экватор.На протяжении тысячелетий день зимнего солнцестояния имел огромное значение для всех народов нашей планеты, которые жили в гармонии с природными циклами и организовывали свою жизнь в соответствии с ними. С самых давних времен люди почитали Солнце, понимая, что от его света и тепла зависит их жизнь на земле. Для них день зимнего солнцестояния олицетворял победу света над тьмой.
Так, в русском фольклоре этому дню посвящена пословица: «Солнце – на лето, зима – на мороз». Теперь день будет постепенно прибавляться, а ночь – сокращаться. По зимнему солнцестоянию судили о будущем урожае. В старину в этот день замечали: иней на деревьях – к богатому урожаю зерна.
В XVI веке на Руси с днем зимнего солнцестояния был связан интересный обряд. К царю на поклон приходил звонарный староста московского собора, который отвечал за бой часов. Он докладывал, что отныне солнце повернуло на лето, день прибавляется, а ночь сокращается. За эту радостную весть царь жаловал старосту деньгами.
У древних славян в день зимнего солнцестояния праздновался языческий Новый год, он связывался с божеством Колядой. Главным атрибутом празднества был костер, изображающий и призывающий свет солнца, которое после самой долгой ночи в году должно было подниматься все выше и выше. Ритуальный новогодний пирог – каравай – по форме тоже напоминал солнце.
В Европе в эти дни начинался 12-дневный цикл языческих празднеств, посвященных зимнему солнцестоянию, знаменовавшему начало новой жизни и обновление природы.
В день зимнего солнцестояния в Шотландии был обычай запускать солнечное колесо – «cолнцеворот». Бочку обмазывали горящей смолой и пускали вниз по улице. Колесо – символ солнца, спицы колеса напоминали лучи, вращение спиц при движении делало колесо живым и похожим на светило.
Зимнее солнцестояние раньше всех других сезонов было определено в Китае (в китайском календаре 24 сезона). В древнем Китае считали, что с этого времени поднимается мужская сила природы и начинается новый цикл. День зимнего солнцестояния считался счастливым днем, достойным празднования. В этот день все – от императора до простолюдина – уходили в отпуск. Армия приводилась в состояние ожидания приказов, закрывались пограничные крепости и торговые лавки, люди ходили друг к другу в гости, дарили подарки. Китайцы приносили жертвоприношения богу Неба и предкам, а также ели кашу из фасоли и клейкого риса, чтобы обезопасить себя от злых духов и болезней. До сих пор день зимнего солнцестояния считается одним из традиционных китайских праздников.
В Индии день зимнего солнцестояния – Санкранти – отмечается в индуистских и сикхских общинах, где в ночь накануне торжества зажигаются костры, жар которых символизирует тепло солнца, начинающего согревать землю после зимних холодов.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Тест по географии Климат для 6 класса
Тест по географии Климат для 6 класса с ответами.
1 вариант
Часть А
A1. Какая из перечисленных дат является днем равноденствия?
1) 22 июня
2) 30 сентября
3) 22 декабря
4) 21 марта
А2. На какой параллели Солнце бывает в зените 22 июня?
1) 66,5° с. ш.
2) 23,5° ю. ш.
3) 23,5° с. ш.
4) 66,5° ю. ш.
А3. Наиболее теплым из перечисленных климатических поясов является:
1) тропический
2) морской
3) умеренно континентальный
А4. Над какой параллелью Солнце находится в зените 23 сентября?
1) 0° ш.
2) 23,5° с. ш.
3) 66,5° ю. ш.
4) 23,5° ю. ш.
А5. На какой параллели бывают полярные ночи?
1) 50° с. ш.
2) 55° с. ш.
3) 60° с. ш.
4) 65° с. ш.
А6. 22 июня Солнце находится в зените над:
1) экватором
2) Северным тропиком
3) Южным тропиком
4) Северным полюсом
А7. Зимними месяцами в Южном полушарии являются:
1) декабрь, январь, февраль
2) март, апрель, май
4) июнь, июль, август
А8. В каких широтах нет различий между климатом и погодой?
1) в тропических
2) в экваториальных
3) в арктических
4) в умеренных
А9. Что в переводе с греческого означает слово» климат»?
1) падение
2) приход
3) тепло
4) наклон
Часть В
В1. Как называется многолетний режим погоды, характерный для какой-либо местности?
В2. Как называется параллель, на которой Солнце бывает в зените 22 декабря?
Часть С
C1. Определите угол падения солнечных лучей на параллели 50° с. ш. в день летнего солнцестояния.
2 вариант
Часть А
A1. Укажите день летнего солнцестояния.
1) 22 июня
2) 22 декабря
3) 23 сентября
4) 21 марта
А2. В Северном полушарии самый длинный день в году наступает тогда, когда Солнце находится в зените над:
1) Северным тропиком
2) экватором
3) Южным тропиком
4) Северным полярным кругом
А3. 22 декабря полярная ночь наступает на:
1) экваторе
2) Северном полярном круге
3) Южном полярном круге
4) Северном тропике
А4. Чему равен угол наклона орбиты Земли к плоскости?
1) 23,5°
2) 45°
3) 66,5°
4) 90°
А5. Как называется многолетний режим погоды, характерный для определенной местности?
1) климатический пояс
2) погода
3) климат
4) природа
А6. Солнце бывает в зените два раза в год между:
1) Северным и Южным тропиками
2) Северным тропиком и экватором
3) Южным тропиком и Южным полярным кругом
4) Северным тропиком и Северным полярным кругом
А7. Укажите неверное утверждение.
1) На Северном полярном круге полярная ночь длится одни сутки.
2) На Северном полярном круге проходит граница между поясами освещенности.
3) На Северном полярном круге Солнце бывает в зените.
4) На Северном полярном круге поверхность Земли получает меньше всего тепла.
А8. Летними месяцами в Южном полушарии являются:
1) декабрь, январь, февраль
2) март, апрель, май
3) июнь, июль, август
4) сентябрь, октябрь, ноябрь
А9. Когда на экваторе Солнце выше всего поднимается над горизонтом?
1) 22 июня и 22 декабря
2) 21 марта и 22 декабря
3) 21 марта и 23 сентября
4) 21 марта и 22 июня
Часть В
B1. Как называется поверхность Земли между Северным полярным кругом и Северным тропиком?
В2. Закончите предложение.
23 сентября Солнце находится в зените на ….
Часть С
C1. Почему на Земле происходит смена времен года?
Ответы на тест по географии Климат для 6 класса
1 вариант
А1-4
А2-3
А3-1
А4-1
А5-4
А6-2
А7-4
А8-2
А9-4
В1. Климат
В2. Южный тропик
C1. В день летнего солнцестояния солнечные лучи падают под углом 90° на Северный тропик. Разница между параллелями 23,5° с. ш. и 50° с. ш. составляет 26,5°. Угол падения лучей на параллели 50° с. ш. равен 63,5°.
2 вариант
А1-1
А2-1
А3-2
А4-3
А5-3
А6-1
А7-3
А8-1
А9-3
В1. Северный умеренный пояс освещенности
В2. Экваторе
C1. Земля вращается вокруг Солнца и имеет постоянный угол наклона оси к плоскости орбиты.
Распределение солнечного света и тепла
Освещенность Земли Солнцем
Смена времен года зависит от вращения Земли вокруг Солнца и от того, что ось вращения планеты наклонена. Таким образом, Солнце освещает Землю неравномерно, то одну ее половину, то другую в большей степени.
Рис. 1. Распределение солнечного света и тепла на Земле
Рис. 2. Освещение Земли Солнцем
Дни солнцестояния и равноденствия.
Полярные круги
Зимой лучше освещается южное полушарие Земли, летом – северное.
Рис. 3. Схема годового вращения Земли вокруг Солнца
Солнцестояние (летнее солнцестояние и зимнее солнцестояние) –моменты, когда высота Солнца над горизонтом в полдень наибольшая (летнее солнцестояние, 22 июня) или наименьшая (зимнее солнцестояние, 22 декабря).В южном полушарии все наоборот. 22 июня в северном полушарии наблюдается наибольшая освещенность Солнцем, день длиннее ночи, за полярными кругами наблюдается полярный день. В южном полушарии, опять-таки, все наоборот (т.е. все это характерно для 22 декабря).
Полярные круги (Северный полярный круг и Южный полярный круг) – параллели соответственно с северной и южной широтой около 66,5 градусов. К северу от Северного полярного круга и к югу от Южного полярного круга наблюдаются полярный день (летом) и полярная ночь (зимой). Область от полярного круга до полюса в обоих полушариях называется Заполярье. Полярный день – период, когда Солнце в высоких широтах круглые сутки не опускается за горизонт.
Полярная ночь – период, когда Солнце в высоких широтах круглые сутки не поднимается над горизонтом, – явление, противоположное полярному дню, наблюдается одновременно с ним на соответствующих широтах другого полушария.
Рис. 4. Схема освещенности Земли Солнцем по зонам
Равноденствие (весеннее равноденствие и осеннее равноденствие) – моменты, когда солнечные лучи касаются обоих полюсов, и отвесно падают на экватор. Весеннее равноденствие бывает 21 марта, осеннее равноденствие – 23 сентября. В эти дни оба полушария освещены одинаково, день равен ночи,
Главная причина изменения температуры воздуха – изменение угла падения солнечных лучей: чем более отвесно они падают на земную поверхность, тем лучше прогревают ее.
Рис. 5. Углы падения солнечных лучей (при положении Солнца 2 лучи лучше прогревают земную поверхность, нежели при положении 1)
22 июня солнечные лучи наиболее отвесно падают на северное полушарие Земли, тем самым в наибольшей степени прогревая его.
Тропики – Северный тропик и Южный тропик – параллели соответственно с северной и южной широтой около 23,5 градусов.В один из дней солнцестояния Солнце в полдень над ними стоит в зените.
Пояса освещенности
Тропики и полярные круги разделяют Землю на пояса освещенности. Пояса освещенности – части поверхности Земли, ограниченные тропиками и полярными кругами и отличающиеся условиями освещенности.Самый теплый пояс освещенности – тропический, самый холодный – полярный.
Рис. 6. Пояса освещенности Земли
Зависит ли погода от состояния небесных светил и их положения на небосводе?
Солнце – главное светило, от положения которого зависит погода на нашей планете. Луна и другие космические тела оказывают косвенное влияние.
Обелиск полярному кругу
Салехард расположен на линии северного полярного круга. В этом городе установлен обелиск полярному кругу.
Рис. 7. Обелиск полярному кругу
Города, где можно наблюдать полярную ночь
Города, где можно наблюдать полярную ночь: Мурманск, Норильск, Мончегорск, Воркута, Североморск и др.
Список литературы
Основная
1. Начальный курс географии: учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. – 10-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 176 с.
2. География. 6 кл.: атлас. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа; ДИК, 2011. – 32 с.
3. География. 6 кл.: атлас. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, ДИК, 2013. – 32 с.
4. География. 6 кл.: конт. карты: М.: ДИК, Дрофа, 2012. – 16 с.
Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники
1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. – М.: Росмэн-Пресс, 2006. – 624 с.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Федеральный институт педагогических измерений (Источник).
2. Русское географическое общество (Источник).
3.Geografia.ru (Источник).
4. Журнал География (Источник).
В какой части земного шара самое темное небо?
Предметы, которые не светятся сами, нам кажутся темными, когда они меньше всего освещены. Небо нам кажется темным, когда на него (а точнее, на атмосферу, окружающую Землю) попадает меньше всего света — солнечного, лунного и прочего, например света от больших городов.
Небо мы видим через толстый слой воздуха. А воздух состоит из смеси мелких частичек — молекул газов, капелек воды и пылинок. Голубые световые лучи рассеиваются молекулами кислорода, находящимися в воздухе. Поэтому, когда в небе сияет солнце, мы видим голубое небо. А когда солнце заходит, и нет лучей, которые можно рассеивать, небо темнеет.
Другие частички — пылинки и водяные капельки — рассеивают световые лучи любого цвета. Рассеянный ими свет луны или солнца — белый. Чем больше этих частичек в воздухе, тем белее и светлее небо. Конечно, если есть что рассеивать (безлунной ночью небо очень темное). Поэтому небо темнее будет там, где в воздухе меньше пыли и водяных капелек. А еще темнее — если и воздуха мало. Поэтому высоко в горах небо даже днем темно-синее, а в космосе, где нет воздуха, — черное.
Итак, небо будет темнее всего там, куда, с одной стороны, попадает как можно меньше света, и с другой — нечему этот свет рассеивать. На Земле самое темное небо бывает, конечно, ночью, причем в том месте Земли, где солнце заходит глубже всего за горизонт, то есть находится буквально под ногами наблюдателя — по ту сторону земного шара.
Такое случается в экваториальной зоне земного шара между двумя тропиками, где солнце бывает в зените (то есть непосредственно над головой наблюдателя). Соответственно, в этот момент наблюдатель должен оказаться в противоположной точке земли.
На северном и южном тропиках солнце находится в зените только раз в год — в день летнего солнцестояния: 21 июня на северном тропике и 22 декабря на южном. В остальных точках тропического пояса солнце бывает в зените дважды в год (на самом экваторе это случается в день весеннего и осеннего равноденствия)
Кроме этого, ночь должна быть безлунной, а наблюдение должно проводиться подальше от населенных пунктов и высоко в горах. Поэтому в подходящую ночь вершина Гималайских гор (они самые высокие на планете; правда, находятся они уже чуть севернее северного тропика), наверное, будет самым удачным местом для наблюдения самого темного неба.
Самое темное небо днем может наблюдаться опять же на вершине гор. Для этого надо смотреть в какую-либо точку неба, которая находится под прямым углом к солнцу. Из-за особенности рассеяния солнечных лучей в атмосфере именно с этого направления к нам приходит меньше всего света.
Ответили: А. В. Багров, Дима Заколебалов, Юлия Захарова
Сезонные изменения
Сезонные изменения§5. Сезонные изменения
Причина сезонных изменений — несовпадение плоскостей экватора Земли и её орбиты вокруг Солнца. В настоящее время угол между ними равен e=23°26′. На рис.45 показаны положения Земли на её орбите (плоскость орбиты перпендикулярна чертежу) 22 июня и 22 декабря. Эти даты соответствуют летнему и зимнему солнцестояниям и принимаются в качестве начал астрономического лета и астрономической зимы в северном полушарии.
Рис.45.
На рис.45 выделены полярные шапки, в которых наблюдается полярная ночь; в противоположных полярных шапках в эти моменты наблюдается полярный день; направление осевого вращения Земли показано стрелками. Географические параллели, ограничивающие эти области называются полярными кругами. Географические широты этих кругов равны по величине (66°34′) и противоположны по знаку (в северном полушарии широта положительна).
Наблюдатель, стоящий на Земле в точке А или в точке В, увидит Солнце точно над головой (в зените). Чтобы понять это, необходимо знать, что сила тяжести в этих точках направлена к центру Земли (вдоль соответствующего радиуса). Точка А принадлежит южному тропику (тропику Козерога), а, точка В — северному (тропику Рака). Их географические широты составляют по абсолютной величине 23°26′ и противоположны по знаку. Между тропиками находится жаркий пояс Земли. Здесь хотя бы раз в году Солнце бывает в зените.
На экваторе высота Солнца в полдень в течение года изменяется от 66°34′ до 90°, то есть на 23°26′ — меньше, чем где бы то ни было на Земле. Вне тропической зоны годичное изменение полуденной высоты Солнца составляет 46°53′. Между тропиком и полярным кругом находится зона умеренного климата.
За полярным кругом в период полярной ночи высота Солнца отрицательна, даже когда оно находится ближе всего к точке юга на горизонте. На самом полюсе высота Солнца колеблется от -23°26′,5 до 23°26′,5 (точное определение понятие высоты см. в Гл. VII).
Рис.46. Затенена ночная сторона Земли.
На рис.46 показан вид земного шара в начале астрономического лета в северном полушарии (Солнце находится в плоскости чертежа слева; центр Земли вследствие годичного движения планеты перемещается в плоскости чертежа вверх). В пунктах Т0 и Т1 наблюдается полярный день и он будет продолжаться до тех пор, пока терминатор КК0, вращаясь против часовой стрелки (при движении Земли вокруг Солнца), станет пересекать соответствующую географическую параллель. В тот момент, когда терминатор пройдёт через точку С (северный полюс), любая географическая параллель разделится линией терминатора на две равные части; день станет равен ночи (уточнение см. в Гл. I, §7). Этому моменту соответствует в данном случае осеннее равноденствие.
За начала астрономической весны и астрономической осени принимаются соответствующие моменты равноденствий (около 21 марта и 23 сентября). Вблизи этих моментов везде на Земле, за исключением окрестностей полюсов, где ещё (или уже) стоит полярный день (атмосферная рефракция приподнимает Солнце над горизонтом), продолжительности дня и ночи приблизительно одинаковые. Восходит Солнце приблизительно в точке востока и заходит — в точке запада.
В пункте с географической широтой высота Солнца в полдень определяется по формуле: h=90°-f+d, где d — склонение Солнца, равное приблизительно нулю 21 марта и 23 сентября и достигающее экстремальных значений 22 июня (+23°26′) и 22 декабря (-23°26′).
Если не учитывать ослабление света в атмосфере, то освещённость горизонтальной площадки Солнцем равна E=E0sinh, где — постоянная. В полдень величина принимает наибольшее значение, зависящее от времени года. Ниже для полдня приводятся отношения E/E0 в начале лета (индекс “1”) и в начале зимы (индекс “2”) для Еревана и Петербурга:
Летние освещённости в этих городах различаются гораздо меньше, чем зимние. Кроме того, из последнего столбца видно, что годовое изменение максимальной суточной освещённости в Петербурге в 3,25 раза больше, чем в Ереване. Ереван находится на 2200 км южнее Петербурга.
Тест по теме «Климат»
Тема: Климат
Вариант 1
1. Укажите день зимнего солнцестояния.
1) 21 марта
2) 23 сентября
3) 22 декабря
4) 22 июня
2. В Южном полушарии самый длинный день в году наступает тогда, когда Солнце находится в зените над:
1) экватором
2) Южным тропиком
3) Северным тропиком
4) Южным полярным кругом
3. 22 июня полярная ночь наступает на:
1) Южном полярном круге
2) Южном тропике
3) экваторе
4) Северном полярном круге
4. 21 марта Солнце находится в зените над параллелью:
1) 23,5⁰ с.ш
2) 23,5⁰ ю.ш
3) 0⁰ ш
4) 66,5⁰ с.ш
5. Многолетний режим погоды характерный для определенной местности это:
1) природа
2) климатический пояс
3) погода
4) климат
6. Зимние месяцы в Южном полушарии это:
1) декабрь, январь, февраль
2) март, апрель, май
3) июнь, июль, август
4) сентябрь, октябрь, ноябрь
7. Найдите верное утверждение:
1) на Южном полярном круге полярный день длится полгода.
2) на Северном полярном круге Солнце бывает в зените.
3) угол наклона земной оси к плоскости орбиты равен 23,5⁰
4) на Южном полярном круге проходит граница между поясами освещенности.
8. Наиболее холодный из климатических поясов является:
1) морской
2) резко континентальный
3) тропический
4) умеренно-континентальный
Вариант 2
1. Укажите день равноденствия.
1) 1 сентября
2) 21 марта
3) 22 декабря
4) 22 июня
2. 22 декабря Солнце находится в зените над параллелью:
1) 23,5⁰ с.ш.
2) 66,5⁰ с.ш.
3) 6,5⁰ ю.ш.
4) 23,5⁰ ю.ш.
3. Солнце бывает в зените два раза в год между:
1) Северным тропиком и Южным
2) Южным полярным кругом и Южным тропиком
3) Северным полярным кругом и Северным тропиком
4) Северным тропиком и экватором
4. 22 декабря полярная ночь наступает на:
1) экваторе
2) Южном тропике
3) Южном полярном круге
4) Северном полярном круге
5. Слово «климат» в переводе с греческого означает:
1) тепло
2) наклон
3) погода
4) падение
6. Зимние месяцы в Южном полушарии это:
1) декабрь, январь, февраль
2) март, апрель, май
3) июнь, июль, август
4) сентябрь, октябрь, ноябрь
7. Найдите неверное утверждение:
1) на Южном полярном круге полярный день длится одни сутки.
2) на Северном полярном круге Солнце не бывает в зените.
3) угол наклона земной оси к плоскости орбиты равен 66,5⁰
4) Северный полюс имеет географическую координату 90⁰с.ш.
8. В каких широтах нет различий между погодой и климатом?
1) в умеренных
2) в тропических
3) в экваториальных
4) в арктических
Ответы: Вариант 1 1 -3, 2-2, 3-1, 4-1, 5-4, 6-3, 7-4, 8-2
Вариант 2 1-2, 2-4, 3-1, 4-4, 5-2, 6-3, 7-1, 8-3
Времена года | Астрономия: Небо и Солнечная система
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Опишите, как наклон земной оси вызывает смену времен года
- Объясните, как сезонные различия на Земле меняются в зависимости от широты .
Один из фундаментальных фактов жизни на средних широтах Земли, где проживает большинство читателей этой книги, заключается в том, что в течение года в тепле, которое мы получаем от Солнца, наблюдаются значительные колебания.Таким образом, мы делим год на сезонов , в каждом из которых разное количество солнечного света. Разница между сезонами становится более заметной по мере того, как мы путешествуем дальше на север или юг от экватора, а времена года в Южном полушарии противоположны тем, что мы находим на северной половине Земли. Помня об этих наблюдаемых фактах, давайте спросим, чем вызваны времена года.
Многие люди полагали, что времена года были результатом изменения расстояния между Землей и Солнцем.Поначалу это звучит разумно: должно быть холоднее, когда Земля находится дальше от Солнца. Но факты не подтверждают эту гипотезу. Хотя орбита Земли вокруг Солнца представляет собой эллипс, ее расстояние от Солнца варьируется всего примерно на 3%. Этого недостаточно, чтобы вызвать значительные колебания в нагревании Солнца. Что еще хуже для людей в Северной Америке, придерживающихся этой гипотезы, Земля на самом деле находится ближе всего к Солнцу в январе, когда в Северном полушарии середина зимы. И если расстояние было решающим фактором, почему в двух полушариях были бы противоположные сезоны? Как мы покажем, сезоны на самом деле вызваны 23.Наклон оси Земли на 5 °.
Времена года и солнце
[ссылка] показывает годовой путь Земли вокруг Солнца с наклоном оси Земли на 23,5 °. Обратите внимание, что наша ось продолжает указывать одно и то же направление в небе в течение года. По мере того как Земля движется вокруг Солнца, в июне северное полушарие «наклоняется» к Солнцу и освещается более прямо. В декабре ситуация обратная: южное полушарие наклоняется к Солнцу, а северное полушарие отклоняется. В сентябре и марте Земля наклоняется «боком» — ни к Солнцу, ни от него, — поэтому оба полушария в равной степени пользуются солнечным светом.
сезонов. Мы видим Землю в разное время года, когда она вращается вокруг Солнца. В июне северное полушарие «наклоняется» к Солнцу, а те, кто находится на севере, переживают лето и имеют более длинные дни. В декабре, зимой в Северном полушарии, Южное полушарие «наклоняется» к Солнцу и освещается более прямо. Весной и осенью оба полушария получают более равные доли солнечного света.
Как Солнце, отдавая предпочтение одному полушарию, делает его теплее для нас на поверхности Земли? Нам необходимо учитывать два эффекта.Когда мы наклоняемся к Солнцу, солнечный свет падает на нас под более прямым углом и более эффективно нагревает поверхность Земли ([ссылка]). Подобный эффект можно получить, направив фонарик на стену. Если направить фонарик прямо на стену, вы получите яркое пятно света. Но если держать фонарь под углом (если стена «высовывается» из луча), то пятно света будет более разбросанным. Подобно прямому свету, июньский солнечный свет более прямой и интенсивный в Северном полушарии и, следовательно, более эффективен для обогрева.
Солнечные лучи летом и зимой. (а) Летом Солнце появляется высоко в небе, и его лучи попадают на Землю более прямо, меньше распространяясь. (б) Зимой Солнце находится низко в небе, и его лучи распространяются на гораздо более обширную территорию, становясь менее эффективными при нагревании земли.
Второй эффект связан с продолжительностью времени, которое Солнце проводит над горизонтом ([ссылка]). Даже если вы никогда раньше не задумывались об астрономии, мы уверены, что вы заметили, что продолжительность светового дня увеличивается летом и уменьшается зимой.Посмотрим, почему это происходит.
Путь Солнца в небе для разных сезонов. 21 июня Солнце встает к северу от востока и заходит к северу от запада. Для наблюдателей в северном полушарии Земли Солнце проводит около 15 часов над горизонтом в Соединенных Штатах, что означает больше часов дневного света. 21 декабря Солнце встает к югу от востока и заходит к югу от запада. Он проводит 9 часов над горизонтом в Соединенных Штатах, что означает меньше часов дневного света и больше часов ночи в северных странах (и острая потребность людей проводить праздники, чтобы подбодрить себя). 21 марта и 21 сентября Солнце проводит равное количество времени над и под горизонтом в обоих полушариях.
Как мы видели в книге «Наблюдение за небом: зарождение астрономии», эквивалентный способ смотреть на наш путь вокруг Солнца каждый год — это представить, что Солнце движется вокруг Земли (по кругу, называемому эклиптикой). Поскольку ось Земли наклонена, эклиптика наклонена примерно на 23,5 ° относительно небесного экватора (обзор [ссылка]). В результате то, где мы видим Солнце на небе, меняется с течением года.
В июне Солнце находится к северу от небесного экватора и проводит больше времени с теми, кто живет в Северном полушарии. Он поднимается высоко в небо и находится над горизонтом в Соединенных Штатах на целых 15 часов. Таким образом, Солнце не только нагревает нас более прямыми лучами, но и имеет больше времени для этого каждый день. (Обратите внимание на [ссылка], что прибыль Северного полушария — это потеря Южного полушария. Там июньское Солнце находится низко в небе, что означает меньшее количество светового дня. В Чили, например, июнь более холодное и темное время года.) В декабре, когда Солнце находится к югу от небесного экватора, ситуация обратная.
Давайте посмотрим, как выглядит свечение Солнца на Земле в определенные даты года, когда эти эффекты максимальны. Примерно 21 июня 1 (день, который мы, живущие в Северном полушарии, называем летним солнцестоянием года или иногда первым днем лета), Солнце светит прямо на северное полушарие Земли. Он появляется примерно в 23 ° к северу от экватора и, таким образом, в этот день проходит через зенит мест на Земле, находящихся на 23 ° северной широты.Подробно ситуация представлена в [ссылка]. Для человека, находящегося на 23 ° с.ш. (например, около Гавайев), в полдень Солнце находится прямо над головой. Эта широта, на которой Солнце может появиться в зените в полдень первого дня лета, называется Тропиком Рака .
В [ссылка] мы также видим, что солнечные лучи светят по всему Северному полюсу в день солнцестояния. Когда Земля вращается вокруг своей оси, Северный полюс постоянно освещается Солнцем; во всех местах в пределах 23 ° от полюса солнце светит 24 часа.В эту дату Солнце находится настолько далеко на север, насколько возможно; таким образом, 90 ° — 23 ° (или 67 ° N) — это самая южная широта, на которой Солнце можно видеть в течение полных 24 часов (иногда ее называют «страной полуночного солнца»). Этот круг широты называется Полярный круг .
Земля 21 июня. Это дата летнего солнцестояния в северном полушарии. Обратите внимание, что когда Земля вращается вокруг своей оси (линия, соединяющая Северный и Южный полюсы), Северный полюс находится под постоянным солнечным светом, а Южный полюс скрыт за 24 часами темноты.Солнце находится в зените для наблюдателей на тропике Рака.
Многие древние культуры планировали специальные мероприятия во время летнего солнцестояния, чтобы отметить самые длинные дни и поблагодарить своих богов за то, что они сделали погоду теплой. Это требовало, чтобы люди отслеживали продолжительность дня и путь Солнца на север, чтобы знать правильный день для «вечеринки». (Вы можете сделать то же самое, наблюдая в течение нескольких недель с одной и той же точки наблюдения, где Солнце восходит или садится относительно фиксированного ориентира.Весной Солнце будет восходить все дальше и дальше к северу от востока и садиться все дальше и дальше к северу от запада, достигая максимума в период летнего солнцестояния.)
А теперь посмотрите на Южный полюс [ссылка]. 21 июня все места в пределах 23 ° от Южного полюса, то есть к югу от того, что мы называем Южным полярным кругом , не видят Солнца вообще в течение 24 часов.
Ситуация меняется на противоположную 6 месяцев спустя, примерно 21 декабря (дата зимнего солнцестояния года, года, или первый день зимы в Северном полушарии), как показано в [ссылка].Теперь это Северный полярный круг с круглосуточной ночью и Южный полярный круг с полуночным солнцем. На 23 ° южной широты, называемой тропиком Козерога , Солнце проходит через зенит в полдень. Дни длиннее в Южном полушарии и короче на севере. В Соединенных Штатах и Южной Европе в течение дня может быть всего 9 или 10 часов солнечного света. В Северном полушарии зима, а в Южном полушарии — лето.
Земля 21 декабря.Это дата зимнего солнцестояния в Северном полушарии. Сейчас Северный полюс находится в темноте 24 часа, а Южный полюс светится. Солнце находится в зените для наблюдателей в тропике Козерога и, таким образом, находится низко в небе для жителей Северного полушария.
Сезонные колебания
Как вы можете видеть в [ссылка], Тропик Рака — это широта, на которой Солнце находится прямо над головой во время летнего солнцестояния. В это время Солнце находится на склонении на 23 ° северной широты небесного экватора, а соответствующая широта на Земле составляет 23 ° северной широты от экватора.Если бы Земля была наклонена немного меньше, то тропик Рака был бы на более низкой широте, ближе к экватору.
Полярный круг отмечает самую южную широту, для которой продолжительность дня составляет 24 часа в день летнего солнцестояния. Он расположен на 90 ° — 23 ° = 67 ° северной широты экватора Земли. Если бы Земля наклонилась немного меньше, то Полярный круг сдвинулся бы дальше на север. В пределе, при котором Земля вообще не наклонена (ее ось перпендикулярна эклиптике), Тропик Рака будет прямо на экваторе Земли, а Полярный круг будет просто Северным полюсом.
Пример 1: Наклон оси и времена года
Предположим, что угол наклона оси Земли составляет всего 5 °. Как это повлияет на времена года и расположение Тропика Рака и Полярного круга?
Покажи ответРешение: Если бы Земля была меньше наклонена, времена года были бы менее экстремальными. Различия в продолжительности дня и прямом солнечном свете будут очень незначительными в течение года, а суточный путь Солнца в небе не будет сильно меняться. Если бы Земля была наклонена на 5 °, положение Солнца в день летнего солнцестояния было бы на 5 ° северной широты небесного экватора, поэтому тропик Рака был бы на соответствующей широте на Земле в 5 ° северной широты экватора. Полярный круг будет расположен на 90 ° — 5 ° = 85 ° северной широты от экватора.
Проверь свои знания
Предположим, что наклон оси Земли составляет 16 °. В чем же тогда будет разница в широте между Полярным кругом и тропиком Рака? Каким будет влияние на времена года по сравнению с фактическим наклоном на 23 °?
Покажи ответОтвет: Тропик Рака находится на широте, равной наклону Земли, поэтому в этом случае он будет на 16 ° северной широты.Полярный круг находится на широте, равной 90 ° минус угол наклона Земли, или 90 ° — 16 ° = 74 °. Разница между этими двумя широтами составляет 74 ° — 16 ° = 58 °. Поскольку наклон Земли меньше, будет меньше изменений в наклоне Земли и меньше изменений в траектории Солнца в течение года, поэтому будут более мягкие сезонные изменения.
Вы можете увидеть анимацию движения Солнца в разные сезоны вместе с покадровой съемкой света и тени с камеры, установленной в кампусе Университета Небраски.Многие культуры, которые развились на некотором расстоянии к северу от экватора, отмечают 21 декабря, чтобы помочь людям справиться с удручающим недостатком солнечного света и часто опасно низкими температурами. Первоначально это часто было время для сборища с семьей и друзьями, для обмена запасами еды и питья и для ритуалов, просящих богов вернуть свет и тепло и изменить цикл времен года. Многие культуры создали сложные устройства для предвидения наступления самого короткого дня в году.Стоунхендж в Англии, построенный задолго до изобретения письма, вероятно, является одним из таких устройств. В наше время мы продолжаем традицию зимнего солнцестояния, проводя различные праздничные мероприятия примерно в этот декабрьский день.
На полпути между солнцестоянием, примерно 21 марта и 21 сентября, Солнце находится на небесном экваторе. С Земли он появляется над экватором нашей планеты и не благоприятствует ни одному полушарию. Таким образом, каждое место на Земле получает примерно 12 часов солнечного света и 12 часов ночи.Точки, где Солнце пересекает небесный экватор, называются весенним равноденствием (весна) и осенним (осенним) равноденствием.
Времена года на разных широтах
Сезонные эффекты различны на разных широтах Земли. Например, около экватора все сезоны почти одинаковы. Каждый день в году Солнце встает в половине случаев, поэтому здесь примерно 12 часов солнечного света и 12 часов ночи. Местные жители определяют сезоны по количеству дождя (сезон дождей и сухой сезон), а не по количеству солнечного света.По мере того как мы путешествуем на север или юг, времена года становятся более выраженными, пока мы не достигнем крайних случаев в Арктике и Антарктике.
На Северном полюсе все небесные объекты, которые находятся к северу от небесного экватора, всегда находятся над горизонтом и, когда Земля поворачивается, вращаются параллельно ей. Солнце находится к северу от небесного экватора примерно с 21 марта по 21 сентября, поэтому на Северном полюсе Солнце встает, когда достигает точки весеннего равноденствия, и заходит, когда достигает точки осеннего равноденствия. Каждый год на каждом полюсе по 6 месяцев светит солнце, а затем 6 месяцев темноты.
Положение Солнца на небе
Координаты Солнца на небесной сфере находятся в диапазоне от 23 ° склонения небесного экватора (или + 23 °) до 23 ° южной широты (или –23 °). Итак, высота Солнца в полдень, когда оно пересекает меридиан, изменяется в сумме на 46 °.
Пример 2: Положение Солнца на разных широтах
Какова высота Солнца в полдень 21 марта, если смотреть с точки на экваторе Земли? Какова его высота 21 июня, если смотреть с точки на экваторе Земли?
Покажи ответРешение: На земном экваторе небесный экватор проходит через зенит.21 марта Солнце пересекает небесный экватор, поэтому в полдень его следует найти в зените (90 °). 21 июня Солнце находится на 23 ° северной широты небесного экватора, поэтому в полдень оно будет на 23 ° от зенита. Высота над горизонтом будет на 23 ° меньше высоты зенита (90 °), то есть 90 ° — 23 ° = 67 ° над горизонтом.
Проверь свои знания
Какова высота Солнца в полдень 21 декабря, если смотреть из места на тропике Рака?
Покажи ответОтвет: В день зимнего солнцестояния Солнце находится примерно на 23 ° южной широты небесного экватора.От тропика Рака, находящегося на 23 ° северной широты, зенит будет иметь склонение 23 ° северной широты. Разница в склонении между зенитом и положением Солнца составляет 46 °, поэтому Солнце будет находиться на 46 ° от Солнца. зенит. Это означает, что он будет на высоте 90 ° — 46 ° = 44 °.
Разъяснения о реальном мире
До сих пор в наших обсуждениях мы описывали восход и заход Солнца и звезд так, как они выглядели бы, если бы на Земле было мало атмосферы или совсем ее не было. В действительности, однако, атмосфера имеет любопытный эффект, позволяя нам немного заглядывать «за горизонт».Этот эффект является результатом рефракции , , отклонения света, проходящего через воздух или воду, о чем мы поговорим в Astronomical Instruments. Из-за этой атмосферной рефракции (и того факта, что Солнце — не световая точка, а диск) кажется, что Солнце встает раньше и заходит позже, чем если бы атмосферы не было.
Кроме того, атмосфера рассеивает свет и обеспечивает некоторое сумеречное освещение, даже когда Солнце находится за горизонтом. Астрономы определяют утренние сумерки как начало, когда Солнце находится на 18 ° ниже горизонта, а вечерние сумерки продолжаются до тех пор, пока Солнце не опускается более чем на 18 ° ниже горизонта.
Эти атмосферные эффекты требуют небольших исправлений во многих наших утверждениях о временах года. Например, в дни равноденствия Солнце кажется выше горизонта на несколько минут дольше 12 часов и ниже горизонта менее 12 часов. Эти эффекты наиболее драматичны на полюсах Земли, где Солнце можно увидеть более чем за неделю до того, как оно достигнет небесного экватора.
Вы, наверное, знаете, что летнее солнцестояние (21 июня) — не самый теплый день в году, даже если он самый длинный.Самые жаркие месяцы в Северном полушарии — июль и август. Это потому, что наша погода связана с воздухом и водой, покрывающими поверхность Земли, и эти большие резервуары не нагреваются мгновенно. Вы, наверное, наблюдали этот эффект на себе; например, пруд не нагревается в момент восхода Солнца, но становится самым теплым ближе к вечеру, когда успевает поглотить солнечное тепло. Точно так же и Земля становится теплее после того, как получила возможность поглотить дополнительный солнечный свет, который является летним подарком Солнца для нас. А самые холодные времена зимы — через месяц и более после зимнего солнцестояния.
Ключевые понятия и резюме
Знакомый цикл времен года является результатом наклона оси вращения Земли на 23,5 °. Во время летнего солнцестояния Солнце находится выше в небе, и его лучи падают на Землю более прямо. Солнце находится в небе больше половины дня и может дольше нагревать Землю. В день зимнего солнцестояния Солнце находится низко в небе, и его лучи входят под большим углом; кроме того, он работает менее 12 часов, поэтому у этих лучей меньше времени на нагрев.Во время весеннего и осеннего равноденствий Солнце находится на небесном экваторе, и мы имеем около 12 часов дня и ночи. Времена года разные на разных широтах.
Сноски
- 1 Обратите внимание, что даты, указанные для солнцестояний и равноденствий, являются приблизительными; в зависимости от года они могут возникнуть на день-два раньше или позже.
Времена года, равноденствие и солнцестояние
Есть только два времени в году, когда ось Земли не наклонена ни к Солнцу, ни от него, что приводит к «почти» равному количеству дневного света и темноты на всех широтах. Эти события называются Равноденствием. Слово равноденствие происходит от двух латинских слов — aequus (равно) и nox (ночь). На экваторе в полдень этих двух равноденствий солнце находится прямо над головой. «Почти» равные часы дня и ночи объясняются преломлением солнечного света или изгибом световых лучей, из-за которого солнце появляется над горизонтом, когда фактическое положение солнца находится ниже горизонта. Кроме того, дни становятся немного длиннее на более высоких широтах (на удалении от экватора), потому что солнцу требуется больше времени для восхода и заката.Таким образом, во время равноденствия и в течение нескольких дней до и после равноденствия продолжительность дня будет варьироваться от примерно 12 часов шести с половиной минут на экваторе до 12 часов 8 минут на 30 градусах широты и до 12 часов. и 16 минут на 60 градусах широты.
Летнее солнцестояние наступает в тот момент, когда угол наклона Земли к Солнцу максимален. Таким образом, в день летнего солнцестояния солнце появляется на самой высокой высоте с полуденным положением, которое очень мало меняется в течение нескольких дней до и после летнего солнцестояния. Летнее солнцестояние происходит, когда солнце находится прямо над тропиком Рака, который расположен на 23,5 ° северной широты и проходит через Мексику, Багамы, Египет, Саудовскую Аравию, Индию и южный Китай. В любом месте к северу от тропика Рака солнце находится в самой высокой точке неба, и это самый длинный день в году.
Зимнее солнцестояние отмечает самый короткий день и самую длинную ночь в году. В Северном полушарии это происходит, когда солнце находится прямо над тропиком Козерога, который находится в точке 23.5 ° к югу от экватора и проходит через Австралию, Чили, юг Бразилии и север Южной Африки.
Чтобы получить полный список дат зимнего и летнего солнцестояния, весеннего и осеннего равноденствия до 2025 года, посетите этот сайт Военно-морской обсерватории США. Альтернативная текстовая ссылка находится здесь.
Все мы знаем, что Земля совершает полный оборот вокруг Солнца каждые 365 дней, следуя по эллиптической орбите. Это означает, что расстояние между Землей и Солнцем, которое в среднем составляет 93 миллиона миль, меняется в течение года. В первую неделю января Земля приближается к Солнцу примерно на 1,6 миллиона миль. Это называется перигелием. Афелий, или точка, в которой Земля удалена от Солнца примерно на 1,6 миллиона миль, происходит в первую неделю июля. Этот факт может показаться противоречащим тому, что мы знаем о сезонах в Северном полушарии, но на самом деле разница несущественна с точки зрения климата и НЕ является причиной того, что у нас есть времена года. Времена года обусловлены тем, что Земля наклонена вокруг своей оси на 23,5 °. Ориентация наклона по отношению к пространству не меняется в течение года; таким образом, северное полушарие наклонено к солнцу в июне и от солнца в декабре, как показано на рисунке ниже.
Существует задержка между самым длинным днем в году и самыми высокими средними температурами для большинства мест в средних и высоких широтах.
В северной части штата Огайо / северо-запад штата Пенсильвания максимальная дневная температура наступает почти на 3 недели позже, в середине июля.Так же, как самая теплая часть дня обычно наступает через несколько часов после полудня, когда солнце находится выше всего в небе, так и самая теплая часть лета отстает от летнего солнцестояния. Это отставание связано со временем, необходимым для нагрева почвы и воды. Средняя температура продолжает расти, пока солнце не опустится ниже в небе. Хотя эффект очевиден на графике суточной температуры, он более очевиден, если посмотреть на изменения среднемесячной температуры. В Кливленде в среднем 3 июля.На 3 ° F выше, чем в июне, причем август также теплее, чем июнь, на 2,8 ° F, хотя продолжительность дней в августе значительно меньше, чем в июне.
Обзор солнцестояний и равноденствий
Июньское и декабрьское солнцестояния отмечают самые длинные и самые короткие дни в году. Между тем, мартовское и сентябрьское равноденствия отмечают два дня в году, когда день и ночь имеют одинаковую продолжительность.
Июньское солнцестояние (примерно 20-21 июня)
Июньское солнцестояние начинается летом в Северном полушарии и зимой в Южном полушарии.Этот день является самым длинным в году в Северном полушарии и самым коротким в году в Южном полушарии.
- Северный полюс: На Северном полюсе (90 градусов северной широты) дневной свет продолжается 24 часа, так как на Северном полюсе в течение последних трех месяцев (с мартовского равноденствия) светит день. Солнце находится на 66,5 градуса от зенита или на 23,5 градуса над горизонтом.
- Полярный круг: К северу от Полярного круга (66.5 градус северной широты) в день июньского солнцестояния. Солнце в полдень отклонено от зенита на 43 градуса.
- Тропик Рака: В день июньского солнцестояния солнце в полдень находится прямо над тропиком Рака (23,5 градуса северной широты).
- Экватор: На экваторе (ноль градусов широты) день всегда длится 12 часов. На экваторе солнце встает ежедневно в 6 часов утра по местному времени и заходит в 18 часов. местное время. Солнце в полдень на экваторе отклонено от зенита на 23,5 градуса.
- Тропик Козерога: В тропике Козерога солнце находится низко в небе, под 47 градусами от зенита (23.5 плюс 23,5).
- Южный полярный круг: На Северном полярном круге (66,5 градуса южной широты) солнце ненадолго появляется в полдень, заглядывая за горизонт, а затем мгновенно исчезает. Во время июньского солнцестояния все области к югу от Северного полярного круга темны.
- Южный полюс: К 21 июня на Южном полюсе (90 градусов южной широты) уже три месяца было темно.
Сентябрьское равноденствие (примерно 22-23 сентября)
Сентябрьское равноденствие знаменует начало осени в Северном полушарии и весны в Южном полушарии.Во время двух равноденствий во всех точках земной поверхности 12 часов светового дня и 12 часов темноты. Восход солнца в 6 часов утра, закат в 18 часов. местное (солнечное) время для большинства точек земной поверхности.
- Северный полюс: Солнце находится на горизонте на Северном полюсе во время сентябрьского равноденствия утром. Солнце садится на Северном полюсе в полдень во время сентябрьского равноденствия, а Северный полюс остается темным до мартовского равноденствия.
- Полярный круг : 12 часов дневного света и 12 часов темноты.Солнце находится на 66,5 градуса от зенита или на 23,5 градуса над горизонтом.
- Тропик Рака: Испытывает 12 часов дневного света и 12 часов темноты. Солнце отклонено от зенита на 23,5 градуса.
- Экватор: Солнце находится прямо над экватором в полдень в день равноденствия. Во время обоих равноденствий в полдень солнце находится прямо над экватором.
- Тропик Козерога: Испытывает 12 часов дневного света и 12 часов темноты. Солнцу 23.5 градусов от зенита.
- Южный полярный круг: 12 часов дневного света и 12 часов темноты.
- Южный полюс: Солнце встает на Южном полюсе после того, как полюс был темным в течение последних шести месяцев (с мартовского равноденствия). Солнце поднимается к горизонту и остается светлым на Южном полюсе в течение шести месяцев. Кажется, что каждый день солнце вращается вокруг Южного полюса под тем же углом склонения в небе.
Декабрьское солнцестояние (приблизительно 21-22 декабря)
Декабрьское солнцестояние знаменует начало лета в Южном полушарии и является самым длинным днем в году в Южном полушарии.Он знаменует начало зимы в Северном полушарии и является самым коротким днем в году в Северном полушарии.
- Северный полюс: На Северном полюсе уже три месяца (с сентябрьского равноденствия) темно. Еще три (до мартовского равноденствия) остается темно.
- Полярный круг: Солнце ненадолго появляется в полдень, заглядывает за горизонт, а затем мгновенно исчезает. Во время декабрьского солнцестояния все районы к северу от Полярного круга темны.
- Тропик Рака: Солнце находится низко в небе, в полдень на 47 градусов от зенита (23,5 плюс 23,5).
- Экватор: Солнце в полдень находится в 23,5 градуса от зенита.
- Тропик Козерога: Солнце находится прямо над тропиком Козерога в день декабрьского солнцестояния.
- Южный полярный круг: В день июньского солнцестояния к югу от Южного полярного круга (66,5 градуса северной широты) круглосуточно светло. Солнце в полдень находится в 47 градусах от зенита.
- Южный полюс: Южный полюс (90 градусов южной широты) получает 24 часа светового дня, так как на Южном полюсе светит день в течение последних трех месяцев (с сентябрьского равноденствия). Солнце находится на 66,5 градуса от зенита или на 23,5 градуса над горизонтом. Еще три месяца на Южном полюсе будет светло.
Мартовское равноденствие (примерно 20-21 марта)
Мартовское равноденствие знаменует начало осени в Южном полушарии и весны в Северном полушарии. Во время двух равноденствий во всех точках земной поверхности 12 часов светового дня и 12 часов темноты. Восход солнца в 6 часов утра, закат в 18 часов. местное (солнечное) время для большинства точек земной поверхности.
- Северный полюс: Солнце находится на горизонте на Северном полюсе в мартовское равноденствие. Солнце встает на Северном полюсе в полдень до горизонта в мартовское равноденствие, а Северный полюс остается светлым до сентябрьского равноденствия.
- Полярный круг: 12 часов дневного света и 12 часов темноты.Солнце находится на расстоянии 66,5 градусов от зенита и находится низко в небе, на 23,5 градуса над горизонтом.
- Тропик Рака: Испытывает 12 часов дневного света и 12 часов темноты. Солнце отклонено от зенита на 23,5 градуса.
- Экватор: Солнце находится прямо над экватором в полдень в день равноденствия. Во время обоих равноденствий в полдень солнце находится прямо над экватором.
- Тропик Козерога: Испытывает 12 часов дневного света и 12 часов темноты.Солнце отклонено от зенита на 23,5 градуса.
- Южный полярный круг: 12 часов дневного света и 12 часов темноты.
- Южный полюс: Солнце садится на Южном полюсе в полдень после того, как на полюсе светит свет в течение последних шести месяцев (начиная с сентябрьского равноденствия). День начинается на горизонте утром, а к концу дня солнце село.
SSL Home
SSL Home Программа планетария |
Эти страницы продолжают развиваться, появляются все больше изображений и текста !!
Укажите указателем на горизонте угловая вариация восхода Солнца и установка позиции. | Добро пожаловать в планетарий. Загляните в наш планетарий небо и посмотрите, сможете ли вы найти одну звезду, которая видна днем. Делает кто-нибудь знает название нашей звезды, Солнце? Sol — это имя, корень таких слов, как sol ar system и sol ar энергия. Кто-нибудь видел, как Сол встал этим утром? В каком направлении он поднялся? Вы можете быть удивлены, узнав, что, хотя солнце всегда встает на востоке, направление и заходит в западном направлении, он только поднимается на прямо на восток и устанавливает прямо запад, дважды в год. |
{Эта презентация была сделана осенью после осеннего равноденствия и должна быть с поправкой на сезон. После осеннего равноденствия, когда кажется, что Солнце пересекает На небесном экваторе восход солнца будет к югу от востока. После весеннего равноденствия, позиция восхода солнца будет к северу от востока.}
Демонстрация указателем позиции к югу от востока | Сегодня утром здесь взошло Солнце. Каждый день после осеннего равноденствия восходит Солнце. немного дальше на юг, пока не достигнет самого южного позиция во время зимы сол стиц — вот опять слово сол! (Для южного полушария крайнее южное положение Солнца будет отмечать летнее солнцестояние.) Зимнее солнцестояние наступает примерно 21 декабря, а в северном полушарии самый короткий день в году. После этой даты восходящее солнце повторяет свой путь на север вдоль восточного горизонта, пока в конце концов не достигнет своего самая северная позиция.В тот день, примерно 22 июня, люди здесь, в северном полушарии У Земли есть свои самых длинных дней в году, день, называемый Летнее солнцестояние. |
Включите небесный меридиан и укажите на него. | Это линия , которая проходит через полюса неба и зенит называется небесным меридианом.Меридиан — воображаемая линия деление неба на восточную половину и западную половину. Когда ты встал утром и глядя на часы, вы могли подумать: «О нет! Сейчас семь а. м. , я опаздываю! »Что означает a.m .? A.M. это аббревиатура от ante meridiem … не ваш дядя Меридием, а ante meridiem (подождите, пока утихнет смех … шутка задумана как мнемонический прием чтобы помочь учащимся запомнить слово , анте ).Ante meridiem от латинского и означает «перед меридианом». Когда Солнце пересекает меридиан и движется в западную половину неба переключаемся на 90:15. , или сообщение meridiem , что означает «после меридиана». |
Укажите высоту Солнца на небесном меридиане в полдень. | Сегодня в полдень Солнце достигнет этой позиции на небесном меридиане. Знаете ли вы, что здесь, в Хантсвилле, Солнце никогда не достигает зенита или положения прямо над головой? В Хантсвилле Солнце достигнет положения около 78 над горизонтом … не 90 . Зенит — это точка, расположенная прямо над головой на 90 . |
{Это положение зависит от вашей широты. Для определения максимальной высоты полета Солнце в небе в день летнего солнцестояния, вычтите вашу широту из 90 и прибавьте 23.5 градусов, наклон земной оси.}
| На 23,5 N широты, положение на Земле называется Тропик Рака, Солнце появляется прямо над головой в полдень во время летнего солнцестояния. В это время дня зимнего солнцестояния Солнце появляется прямо над головой в точке 23,5 S широта, тропик Козерога.Вдоль экватора примерно 21 марта и 22 сентября Солнце достигает зенита в дни равноденствия, дни «равенства» в которых двенадцать часов дня и двенадцать часов ночи. В эти дни отмечают начало двух наших сезонов, весны и осени. Ну, чтобы вернуться к древним народам … в отличие от нас, у древних не было календари, ежедневники или Palm Pilots, чтобы поддерживать порядок. Ни то, ни другое были они внутри столько же, сколько и мы…. но, как и мы, им нужно было есть, чтобы жить, и были никаких продуктовых магазинов! Поэтому планирование и посадка сельскохозяйственных культур были критически важными. решение с последствиями для жизни и смерти. Наши предки могли подумать, «Уже весна? Если мы сажаем урожай сейчас, можем ли мы быть уверены, что зимы больше не будет? Погода? Однако, если мы сажаем слишком поздно, урожай может не созреть до первого осенние заморозки; урожай будет уничтожен, и мы умрем с голоду ». На планете древние народы наблюдали за солнцем, чтобы предсказывать времена года, чтобы выжить. |
(слайд: Стоунхендж) | Этот слайд представляет собой древнее сооружение, построенное в Англии, под названием Стоунхендж. Даже сегодня мы не совсем уверены, как древние люди поднимали эти огромные камни и устанавливали их в положение. |
(Слайд: пятка камень) | В день летнего солнцестояния наблюдатель, стоящий в середине Стоунхендж, глядя сквозь два каменных «столба», видел бы восход Солнца. над пяточным камнем, который находится за столбами. |
(слайд: Вудхендж в Кахокии) | Не всякая древняя обсерватория состоит из камень. В Кахокии, штат Иллинойс, на месте Вудхенджа, наблюдателя снова стоит в центре «хенджа». Большой пост был размещен на определенная точка на некотором расстоянии от наблюдателя, чтобы соответствовать восходящему солнцу на летнее солнцестояние.Другие древние астрономы отмечали восход или заход Солнца с помощью определенные точки на горизонте, например горные вершины. |
(слайд: Эль-Кастильо в Чичен-Ице) Когда первые европейские исследователи прибыли в Новый Свет они были удивлены, обнаружив замысловатые сооружения, такие как Эль-Кастильо в Чичен-Ице, Мексика. Эль Кастильо, американская пирамида, которая конкурирует с египетской пирамидой, имеет четыре стороны. С участием Девяносто один шаг в сторону, Эль Кастильо — это своего рода календарь, 4 раза по 91 получается 364 плюс одна ступенька на вершине пирамиды составляет всего 365, как и 365 дней в году.В дни равноденствия восходящее солнце создает теневой змей по краю ступеней.
Еще одно строение в этом районе очень похоже на современную обсерваторию (слайд: Эль Караколь). Конечно, телескопа здесь не было, но окна устроены так что в определенные дни восход солнца или Венеры, важного небесного объекта для можно было увидеть людей майя. Рядом с домом был небольшой бассейн с водой. двери здания, которое использовалось как солнечные часы и планетарий.Для солнечных часов днем майя просто клали палку в середину бассейна и смотрели положение тени меняется в течение дня. Вечером небо отражалось в бассейн и наблюдатели могли более комфортно наблюдать за «небом».
(слайд: Ацтекский календарь) Этот календарь находится под сильным влиянием народа майя, в нем ведется учет годовой цикл Земли, а также включает в себя множество астрономических наблюдений.
(слайд: Структура Солнечного Кинжала) Опять же, не все обсерватории были продуманными.Этот, в юго-западная часть США, построена из трех больших каменных плит, заклинивающих вертикально с более мелкими камнями. В день летнего солнцестояния кинжал света, брошенный восходящее солнце делит спираль пополам (слайд: спираль со светом), высеченная в скале за камнями. В день зимнего солнцестояния двое кинжалы света обрамляют спираль.
Во многих культурах на протяжении веков были люди, которые были специалистами, знатоками природных циклы.Эти люди, специалисты по чтению знаков времен года и отслеживанию их для всех остальных называли шаманами или священниками. В нашем обществе есть такие люди сегодня только сейчас мы называем их учеными!
Чтобы перейти ко второй части программы «Планетарий», щелкните здесь.
Чтобы перейти к части III Программы планетария, щелкните Вот.
Чтобы вернуться к указателю слайд-шоу, щелкните здесь.
Чтобы вернуться на домашнюю страницу Sun in Time, щелкните здесь.
Как рассчитать высоту Солнца
Обновлено 8 декабря 2020 г.
Кевин Бек
Вы, возможно, слышали во время своих путешествий, что в полдень солнце находится «прямо над головой» в небе. Если только вы не находитесь за Полярным кругом или к северу от него, технически это не так. Более того, если вы не живете на экваторе Земли, самое высокое положение над горизонтом каждый день достигает — , то есть высота солнца — незначительно меняется от дня к дню в течение года.
Высота солнца в градусах зависит от двух факторов: вашего расстояния от экватора и даты.
Шаг 1. Расположение
Ваша широта — это число от 0 градусов (если вы живете на экваторе) до 90 градусов (если вы живете на Северном или Южном полюсе). Большинство людей в Соединенных Штатах находится между 25 градусами северной широты и 45 градусами северной широты. Поскольку окружность Земли составляет около 25 000 миль, а окружность составляет 360 градусов, каждый градус широты составляет чуть меньше 70 миль.
Если вы не знаете свою широту, посетите Поиск широты и долготы НАСА (см. Ресурсы) и введите свое местоположение. Например, Бостон, штат Массачусетс, США, находится на 42,36 градусе северной широты.
Шаг 2.
Определение высоты равноденствия СолнцаЗемля наклонена на 23,5 градуса от линии, перпендикулярной плоскости вращения, как волчок, который начал качаться. Это то, что вызывает сезоны, а также является причиной того, что самая большая высота солнца меняется.Примерно 22 или 23 марта и снова примерно 22 или 23 сентября Земля проходит через равноденствие, что на латыни означает «равная ночь». В эти два дня на Земле 12 часов света и 12 часов темноты, а Солнце поднимается на высоту, равную:
\ text {altitude} = 90-L
в градусах над горизонтом. В случае Бостона это:
\ text {altitude} = 90-42,36 = 47,64
47,64 градуса над горизонтом, что чуть больше половины пути к зениту (точка прямо над головой).
Шаг 3. Определение высот солнечного солнцестояния
Начиная с весеннего равноденствия в северном полушарии 22 или 23 марта, в первый день весны, количество времени, которое Земля проводит на свету, продолжает увеличиваться, и солнце поднимается вверх. к все более высокой точке каждый день. Примерно через три месяца, 22 июня, наступает день летнего солнцестояния, первый день лета и так называемый «самый длинный день в году». Из-за упомянутого выше наклона на 23,5 градуса солнце в полдень в Бостоне сейчас:
(90 — 42.36 + 23,5) = 71,14
71,14 градуса над горизонтом. Это примерно 80 процентов пути от горизонта до зенита.
Шесть месяцев спустя, 22 или 23 декабря, наступило и прошло осеннее равноденствие и наступило зимнее солнцестояние. В этот день, первый день зимы и так называемый «самый короткий день в году», ситуация по сравнению с летом меняется на противоположную, и солнце достигает высоты только:
(90 — 42,36 — 23,5) = 24,1
.24,1 градуса. Это чуть более четверти расстояния от горизонта до зенита.
Шаг 4: Фактор склонения на сегодняшний день
Вариация из-за наклона Земли называется склонением. Это положительное число весной и летом и отрицательное число осенью и зимой, варьирующееся от 23,5 до -23,5 градусов.
Уравнение для расчета высоты над горизонтом в любой день:
\ text {altitude} = 90-L + D
В наших начальных примерах в дни равноденствий D было равно нулю и было поэтому явно не включены.
Чтобы определить сегодняшнее склонение и высоту солнца, вы можете использовать онлайн-калькулятор NOAA Solar Calculator или Kiesan Calculator. Если у вас нет доступа к одному из них, вы можете сделать достойное предположение, если знаете дату и приблизительную широту. Например, если сейчас начало мая, и вы находитесь в Майами, Флорида, вы знаете, что склонение солнца примерно на полпути между 0 и 23,5, потому что весна наполовину закончилась, а ваша широта составляет около 25 градусов. Таким образом, вы можете оценить, что солнце поднимется на высоту около:
(90-25 + 11.5) = 76,5 \ text {градусы}
6 (h). Геометрия Земля-Солнце
Вращение Земли и вращение
Термин Земля вращение относится к прядению нашей планеты на своей оси. Из-за вращения Поверхность Земли движется к экватору со скоростью около 467 м / с или чуть более 1675 км / с час.Если бы вы могли посмотреть на север Земли Полюса из космоса можно было бы заметить, что направление вращения — против часовой стрелки (фигура 6ч-1 ). Обратное верно, если Земля рассматривается с Южного полюса. Один оборот занимает ровно двадцать четыре часа и называется средним значением солнечный день . Вращение Земли отвечает за суточные циклы дня и ночи.В любой момент времени одна половина Земли находится в солнечном свете, а другая половина в темноте. Край, отделяющий дневной свет от ночи, называется круг освещения . Вращение Земли также создает видимое движение Солнца по горизонт.
Рисунок 6h-1: движение Земли вокруг своей оси известно как вращение.Направление этого движения меняется в зависимости от позиция зрителя. С Северного полюса вращение кажется движется против часовой стрелки мода. Глядя на Южный полюс, Земля вращение появляется по часовой стрелке. |
Орбита Земли вокруг Солнца называется Земля революция .Это небесное движение занимает 365,26 часа. дней для завершения одного цикла. Далее, орбита Земли вокруг Солнца не круглая, а овальная или эллиптическая (см. рис. 6ч-2 ). Эллиптическая орбита приводит к удалению Земли от Солнца меняться в течение года. Тем не менее, это явление не несет ответственности за времена года на Земле! Эта изменение расстояния от Солнца вызывает количество солнечной радиации, получаемой Землей, в год варьируются примерно на 6%. Рисунок 6h-2 иллюстрирует позиции в вращении Земли, где это самый близкий и самый дальний от Солнца. 3 января перигелий , г. Земля находится ближе всего к Солнцу (147,3 млн км). В Земля находится дальше всего от Солнца 4 июля, или афелия (152,1 млн км). Среднее расстояние Земли от Солнце за годовой период около 149.6 млн км.
Рисунок 6h-2: Положение равноденствий, солнцестояний, афелия и перигелия относительно орбиты Земли вокруг Солнце. Между точками равноденствия и солнцестоянием должно быть 90 градусов. в плоскости эклиптики. |
Наклон оси Земли
Эклиптика плоскость можно определить как двумерную плоская поверхность, геометрически пересекающая орбитальный путь вокруг Солнца.На этом плане Земля ось не находится под прямым углом к этой поверхности, но наклонена под углом примерно 23,5 ° от перпендикуляра . Рисунок 6h-3 показывает вид сбоку Земли на ее орбите. о Солнце в четыре важные даты: июнь солнцестояние , сентябрь равноденствие , декабрь солнцестояние и марта Равноденствие . Обратите внимание, что угол Ось Земли по отношению к плоскости эклиптики и Полярная звезда на эти четыре даты остается неизменной. Тем не менее, относительное положение оси Земли относительно Солнце действительно меняется в течение этого цикла. Это обстоятельство отвечает за годовые изменения высоты Солнца над горизонтом .Это также вызывает сезонов , контролируя интенсивность и продолжительность солнечного света получены местоположениями на Земле. Рисунок 6h-4 показывает вид сверху на то же явление. В этом вид, мы можем увидеть, как меняется круг освещения его положение на поверхности Земли. В течение два равноденствия, круг освещения разрезает через Северный полюс и Южный полюс. На Июньское солнцестояние, круг освещения касательный до Полярного круга (66,5 ° с.ш.) и региона выше этой широты длится 24 часа светового дня. Полярный круг находится в 24 часа темноты во время декабрьское солнцестояние.
Рисунок 6h-3: Ось вращения Земли наклонена на 23 °.5 ° от красная линия, проведенная перпендикулярно эклиптике самолет. Этот наклон остается неизменным везде орбита Земли вокруг Солнца. Сезоны подходят только для Северного полушария. |
Рисунок 6h-4: Годовой изменение положения Земли при ее вращении вокруг Солнца. На этом графике мы видим Земля из положения в космосе над Северный полюс (желтая точка) в день летнего солнцестояния, зимнее солнцестояние и два равноденствия. Обратите внимание, как положение Северного полюса на поверхности Земли не меняется. Однако его положение относительно Солнце действительно меняется, и этот сдвиг ответственен по сезонам.Красный круг на каждой из Земель представляет Полярный круг (66,5 градуса северной широты). В течение июньское солнцестояние, область за полярным кругом живет 24 часа в сутки, потому что Северный полюс наклонен к Солнцу на 23,5 градуса. За Полярным кругом бывает 24 часа ночи, когда Северный полюс наклонен на 23,5 градуса от Солнце в день декабрьского солнцестояния. Во время двух равноденствий круг освещения прорезает полярный ось и все места на Земле — опыт 12 часы дня и ночи. Сезоны подходят только для Северного полушария. |
21 или 22 июня Земля находится на своей орбите так, что Северный полюс наклонен на 23,5 ° в сторону Солнце ( Фигуры 6h-3 , 6h-4 , 6h-5 и см. анимацию — Рисунок 6h-7 ).Во время июньского солнцестояния (также называемого летом г. солнцестояние в Северное полушарие), все локации к северу от на экваторе длина дня превышает двенадцать часов, в то время как во всех местах к югу от экватора продолжительность дня меньше чем двенадцать часов (см. таблицу ) 6ч-2 ). 21 или 22 декабря Земля позиционируется. так что Южный полюс наклонен 23.5 градусов в сторону Солнце ( Фигуры 6h-3 , 6h-4 , 6h-5 и см. анимацию — Рисунок 6h-8 ). Во время декабрьского солнцестояния (также называемого зимой г. солнцестояние на севере Полушарие), все местоположения к северу от экватора имеют продолжительность светового дня менее двенадцати часов, а во всех местах к югу от экватора световой день превышает двенадцать часов (см. Таблица 6h-2 ).
Рисунок 6h-5: Во время во время июньского солнцестояния Северный полюс Земли наклонен 23,5 градуса к Солнцу относительно круга освещения. Это явление держит все места выше 66,5 градуса северной широты за 24 часа солнечного света, а места ниже 66 широты.5 градусы S в темноте. Северный полюс наклонен 23,5 градуса от Солнца относительно круга освещения во время декабрьского солнцестояния. На эта дата, все места выше 66,5 градуса N сейчас в темноте, а места ниже широты 66,5 градусов южной широты получают 24 часа дневного света. |
22 или 23 сентября, также называемый осенним равноденствие на Севере Полушарие, ни один полюс не наклонен в сторону или в сторону от Солнца ( Фигуры 6h-3 , 6h-4 , 6h-6 и см. анимацию — Рисунок 6h-9 ).В Северном полушарии 20 или 21 марта знаменует приход весеннего равноденствия или весны , когда еще раз полюса не наклонены в сторону или в сторону с Солнца. Продолжительность дня в оба эти дня, независимо от широты, ровно 12 часов.
Рисунок 6h-6: Во время равноденствия, ось Земли не наклонена к или от Солнца и круга освещения прорезает столбы.Эта ситуация не предполагает что угол наклона Земли на 23,5 градуса больше не существуют. Точка зрения этого рисунка показывает, что ось Земли наклонена на 23,5 градуса в сторону зритель для обеих дат (см. Рисунки 6h-3 и 6ч-4 ). Красные круги, показанные на рисунке, — это Полярный круг. |
Наклон оси и высота до Солнца
Годовое изменение относительного положения оси Земли по отношению к Солнцу вызывает высота Солнца или солнечных. высота меняться в нашем небе.Солнечная высота обычно измеряется от южной или северная точка вдоль горизонта и начинается с нуля градусов. Максимальная высота Солнца достигается, когда Солнце прямо над головой и имеет значение 90 °. Общая изменение максимальной солнечной высоты для любого места на Земле за год составляет 47 ° (земная наклон 23. 5 ° х 2 = 47 °). Это изменение связано с годовым изменениям относительного положения Земля к Солнцу. На 50 градусах северной широты максимум солнечной высота колеблется от 63,5 градусов в день июньского солнцестояния до 16,5 градусов в день декабрьского солнцестояния ( Рисунок 6h-10 ). Максимальная высота Солнца на экваторе составляет 66,5 градусов. над северным концом горизонта в июне солнцестояние, прямо над головой в сентябрьское равноденствие, а затем до 66.5 градусов выше южной оконечности горизонта во время декабрьского солнцестояния (фигура 6h-11 ).
Рисунок 6h-10: Варианты на высоте солнечных. полдень для 50 градусов северной широты в июне солнцестояние, равноденствие и декабрьское солнцестояние. |
Рисунок 6ч-11: Вариации на высоте солнечных. полдень для экватора во время июньского солнцестояния, равноденствие и декабрьское солнцестояние. |
Место на Земле, где находится Солнце находится прямо над головой на солнечных полдень известен как субсолнечный точка . Подсолнечная точка находится на экваторе. во время двух равноденствий ( Фигуры 6h-11 и 6h-12 ). В эти даты экватор совпадает с плоскостью эклиптики, а полюса — с кругом освещения (, рис. 6h-6, ).Летом во время солнцестояния подсолнечная точка перемещается к тропической зоне Рака (23,5 ° с.ш.), потому что на на этот раз Северный полюс наклонен на 23,5 ° к Солнце ( Фигуры 6h-12 и 6h-13 ). Рисунок 6h-13 показывает, как постепенно изменяется подсолнечная точка. от одного дня к другому в течение одного года. Заметка что на этом графике подсолнечная точка расположена в Тропик Козерога (23.5 ° ю.ш.) во время декабрьское солнцестояние, когда Южный полюс повернут на 23,5 ° в сторону Солнце ( Рисунок 6h-5 ).
Рисунок 6h-12: Взаимосвязь от максимальной высоты Солнца до широты для равноденствия (слева) и июньское солнцестояние (справа). Красные значения справа от глобусов максимальные солнечные высоты на солнечных полдень .Черные цифры слева обозначают расположение Экватора, Тропик Рака (23,5 градусы С), Тропик Козерога (23,5 градуса Ю), Полярный круг (66,5 градуса с.ш.) и Антарктика Круг (66,5 градуса ю.ш.). Расположение Севера и Южные полюса также определены. Во время равноденствия экватор — это место на Земле с Солнцем угол 90 градусов для солнечного полудня.Обратите внимание, как максимум Высота Солнца уменьшается с увеличением широты по мере удаления от экватора. За каждый пройденный градус широты максимальная высота Солнца уменьшается на такую же величину. В день равноденствия вы также можете рассчитать полуденный угол. путем вычитания широты местоположения из 90. Во время летнее солнцестояние, Солнце сейчас прямо над головой в Тропике Рака.Все места выше этого в локации максимальная высота Солнца составляет 23,5 градуса выше от положения равноденствия. Места над Полярный круг находится в дневное время суток. Ниже Тропик Рака полуденный угол падения Солнца один градус высоты на каждый градус широты путешествовал. На Северном полярном круге максимальная высота Солнца становится 0 градусов и местоположения к югу от этой точки на Земле 24 часа тьмы. |
Фигура 6h-13: Угол склонения Солнца и широты подсолнечная точка в течение года. Сезоны для Северное полушарие. |
Следующая таблица описывает изменения солнечной высоты в солнечный полдень для двух солнцестояний и равноденствия.Все измерения в градусах ( горизонт имеет 180 градусов от True Север от до Истинно Юг ) и отсчитываются от истинного севера. или Истинный Юг (что угодно ближе).
Таблица 6h-1: Максимум Высота Солнца для выбранных широт в течение двух солнцестояния и равноденствия. |
Местонахождение Широта | Мартовское равноденствие 20/21 марта | Июньское солнцестояние 21/22 июня | сентябрь Эквинокс 22/23 сентября | декабрь Солнцестояние 21/22 декабря |
90 N | 0 градусов | 23. 5 градусов | 0 градусов | — 23,5 градусов |
70 N | 20 градусов | 43,5 градуса | 20 градусов | -3,5 градуса |
66.5 № | 23,5 градуса | 47 градусов | 23,5 градуса | 0 градусов |
60 N | 30 градусов | 53,5 градуса | 30 градусов | 6. 5 градусов |
50 н. | 40 градусов | 63,5 градуса | 40 градусов | 16,5 градусов |
23,5 № | 66.5 градусов | 90 градусов | 66,5 градусов | 43 градуса |
0 градусов | 90 градусов | 66,5 градусов | 90 градусов | 66.5 градусов |
23,5 С | 66,5 градусов | 43 градуса | 66,5 градусов | 90 градусов |
50 S | 40 градусов | 16. 5 градусов | 40 градусов | 63,5 градуса |
60 S | 30 градусов | 6,5 градусов | 30 градусов | 53,5 градуса |
66.5 С | 23,5 градуса | 0 градусов | 23,5 градуса | 47 градусов |
70 S | 20 градусов | -3,5 градуса | 20 градусов | 43. 5 градусов |
90 S | 0 градусов | — 23,5 градусов | 0 градусов | 23,5 градуса |
По следующим ссылкам показаны графические иллюстрации. годового движения Солнца в нашем небе для выбранных широты.На этих иллюстрациях солнечные углы измерены от Истинный Север и Истинный Юг для солнечных полдень .
| 90 N | 66,5 N | 50 N | 23,5 N | Экватор (0) | 23,5 S | 50 S | 66,5 S | 90 S |
Наконец, высота Солнца на солнечной полдень также можно рассчитать с помощью следующих простых уравнение:
Высота A = 90 — широта L +/- склонение D
В этом уравнении L широта места в градусах и D склонение. Уравнение упрощается до A = 90 — L , если солнечный угол определения делаются на любую дату равноденствия. Если угол Солнца определяется для даты солнцестояния, склонение ( D ) составляет добавлен к широте ( L ) если локация переживает лето (северные широты = Июньское солнцестояние; южные широты = декабрьское солнцестояние) и вычитается из широты ( L ) если локация переживает зиму (северные широты = Декабрьское солнцестояние; южные широты = июньское солнцестояние).Все ответы из этого уравнения даны относительно Истина Север для южных широт и Истинный Юг для северных широт. Для наших целей только склонения двух солнцестояний и двух равноденствий важные. Эти значения: июньское солнцестояние D = 23,5, Декабрьское солнцестояние D = -23,5, Мартовское равноденствие D = 0, и сентябрьское равноденствие D = 0.При использовании приведенного выше уравнения в тропических широтах Могут возникать значения высоты солнца более 90 градусов для некоторых расчетов. Когда это происходит, полдень Солнце на самом деле находится позади вас, если смотреть на экватор. В этих условиях следует пересчитать высоту Солнца. следующим образом:
Высота A = 90 — (первоначально рассчитанная высота A — 90)
Небесных Рассказчиков — Мифы, Магия и Тайны Вселенной
См. Также:
Средняя школа Сезоны мероприятия и ресурсы
У нас есть времена года, потому что ось Земли — воображаемая линия, проходящая через Землю и вокруг которой вращается, — наклонена. Он наклонен примерно на 23,5 градуса относительно плоскости нашей орбиты (эклиптики) вокруг Солнца. Когда мы вращаемся вокруг Солнца, наша ось всегда указывает на одно и то же фиксированное место в космосе. Наша северная ось указывает почти прямо на Полярную звезду, Полярную звезду.
На этом снимке Земля изображена сбоку, вращаясь вокруг Солнца. Ось наклонена и указывает на Полярную звезду независимо от того, где Земля находится на своей орбите. Из-за этого меняется распределение солнечных лучей.В июне, летом в северном полушарии, солнечные лучи — и тепло — доходят до северного полюса. В декабре, зимой в северном полушарии, северный полюс отклонен от падающего солнечного света.
«Фиксированный» наклон означает, что каждый год во время нашей орбиты вокруг Солнца разные части Земли получают солнечный свет в течение разного времени. Это также означает, что угол , угол , под которым солнечный свет падает на разные части поверхности Земли, меняется в течение года. Солнечный свет, падающий на поверхность под углом, «распространяется» по более широкой области по сравнению с солнечным светом, падающим перпендикулярно поверхности Земли. Области, которые получают больше рассеянного солнечного света, получают меньше энергии от нашего Солнца. Все эти факторы в совокупности определяют годовой цикл смены времен года на Земле!
На части нашей орбиты северная половина Земли наклонена на к Солнцу на . Это лето в северном полушарии; Есть более продолжительные периоды дневного света, Солнце находится выше в небе, и солнечные лучи падают на поверхность более прямо, что дает нам более высокие температуры.Северный полюс постоянно светится!
Когда северная половина Земли наклонена к Солнцу, южное полушарие наклонено. Люди в южном полушарии испытывают более короткую продолжительность дня и более низкие температуры зимы.
Зимой в северном полушарии наша северная ось продолжает указывать на Полярную звезду, но, поскольку мы двигались по нашей орбите вокруг Солнца, наше северное полушарие теперь указывает от нашего Солнца. Северный полюс полностью темный, а в других местах в северном полушарии наблюдается более короткая продолжительность дня и более низкие температуры зимой, поскольку Солнце проходит по нижней дуге по южному небу, а солнечные лучи падают на поверхность под меньшим углом. Когда в северной половине Земли зима, в южном полушарии, наклоненном к нашему Солнцу, лето.
Осенью и весной в некоторых местах на Земле наблюдаются похожие, более мягкие условия. Земля переместилась в такое положение на своей орбите, где ее ось более или менее перпендикулярна падающим лучам Солнца.Продолжительность светового дня и темноты более равномерно распределена по всем широтам земного шара.
Времена года — , а не , обусловленные тем, насколько далеко Земля от нашего Солнца. Орбита Земли вокруг нашего Солнца имеет слегка эллиптическую траекторию (очень небольшую!), И Солнце находится не точно в центре эллипса. Это означает, что в течение года Земля иногда находится дальше от нашего Солнца, а иногда и ближе, но разница небольшая (не так для некоторых других планет!). Земля находится ближе всего к нашему Солнцу в январе (перигелий) и дальше всего в июле (Земля находится в 147,5 миллионов километров от Солнца, когда достигает афелия). Если бы расстояние было наиболее важным фактором, у всей Земли было бы лето в январе, когда мы ближе всего к нашему Солнцу, и зима в июле, когда мы дальше всего!
Солнцестояния случаются, когда ось Земли направлена прямо к нашему Солнцу. Это происходит дважды в год на орбите Земли.Около 21 июня северный полюс наклонен на 23,5 градуса к нашему Солнцу, а в северном полушарии наступает летнее солнцестояние, самый длинный день в году в северном полушарии. В тот же день южное полушарие наклонено на 23,5 градуса от нашего Солнца, а в южных регионах Земли наступает самый короткий день в году — зимнее солнцестояние.
Второе солнцестояние происходит 21 или 22 декабря, когда северный полюс наклоняется на 23 °.На расстоянии 5 градусов от нашего Солнца, и южный полюс наклонен к нему. Это самый короткий день в году в северном полушарии — период зимнего солнцестояния в северном полушарии.
Дважды в год во время равноденствий («равных ночей») ось Земли не направлена к нашему Солнцу, а перпендикулярна падающим лучам. Во время равноденствий каждое место на нашей Земле (кроме крайних полюсов) испытывает 12 часов дневного света и 12 часов темноты.Весеннее или весеннее равноденствие происходит в северном полушарии 21 или 22 марта (осеннее равноденствие в южном полушарии). 22 или 23 сентября знаменует собой осеннее или осеннее равноденствие в северном полушарии.
Когда Земля вращается вокруг Солнца, положение ее оси относительно Солнца изменяется. Это приводит к изменению наблюдаемой высоты нашего Солнца над горизонтом. В любом данном месте на Земле, наше Солнце следует летом более высоко над горизонтом, а зимой — более низко.Весной и осенью он прокладывает промежуточный путь. Это означает, что нашему Солнцу требуется больше времени, чтобы пересечь небо летом, и меньше времени зимой. Этот эффект усиливается по мере продвижения к полюсам; люди, живущие вблизи экватора, испытывают лишь небольшие изменения дневного света в течение года. Изменения более радикальные по отношению к полюсам.
Во время летнего солнцестояния в северном полушарии Земля наклонена так, что солнечные лучи падают перпендикулярно поверхности в Тропике Рака (23.5 градусов северной широты, что соответствует наклону оси Земли). В (солнечный) полдень наше Солнце находится прямо над головой в этом месте (и на уменьшающейся высоте над горизонтом к северу и югу от Тропика Рака). В местах к северу наше Солнце будет находиться в самом высоком положении над горизонтом, и ему потребуется больше всего времени, чтобы пересечь небо. Во всех северных локациях световой день более 12 часов. Во всех южных районах световой день менее 12 часов. Места за Полярным кругом (к северу от 66.5 градусов широты; 90 градусов без наклона оси Земли) получают 24 часа солнечного света. В местах ниже Северного полярного круга (66,5 градуса южной широты) 24 часа темноты.
http://www.geog.ouc.bc.ca/physgeog/contents/6h.html
Во время летнего солнцестояния в северном полушарии область «выше» полярного круга (выше 66,5 градуса северной широты) получает 24 часа дневного света, в то время как южный полярный регион находится в полной темноте.
Во время зимнего солнцестояния в северном полушарии падающие лучи Солнца перпендикулярны тропику Козерога на 23,5 градусе южной широты. Путь Солнца является самым низким над горизонтом в местах к северу от экватора, и в этих регионах самый короткий день в году. Между зимним и летним солнцестоянием световой день увеличивается, поскольку Земля продолжает вращаться по орбите вокруг Солнца.
Во время равноденствий солнечный свет падает перпендикулярно поверхности на экваторе Земли.Во всех местах на Земле, независимо от широты, 12 часов дневного света и 12 часов темноты. Весеннее равноденствие знаменует собой переход от 24 часов темноты к 24 часам дневного света на полюсах Земли . В этих экстремальных местах наше Солнце движется над горизонтом во время весеннего равноденствия и не опускается ниже горизонта до осеннего равноденствия.
Да! Другие планеты в нашей солнечной системе переживают времена года по той же причине, что и Земля; их ось вращения наклонена.Однако некоторые планеты, такие как Марс и Плутон, имеют эллиптические орбиты, что приводит к более резким изменениям расстояния от Солнца, когда они вращаются вокруг него. Это, в сочетании с осевым наклоном, вызывает большие сезонные колебания.
Уран имеет экстремальный наклон 82 градуса. Урану требуется почти 84 земных года, чтобы завершить свой почти круговой путь вокруг Солнца. Наклон означает, что полюс каждого полушария почти напрямую подвергается воздействию солнечных лучей во время летнего солнцестояния, а противоположное полушарие находится в постоянной темноте.Учитывая длительный период обращения Урана по орбите, это означает 20-летнюю зиму или лето!
Leave A Comment