Коли і де сонце у зеніті

0 Comments

Де знаходиться Сонце опівдні: корисна інформація для орієнтування

Прийнято вважати, що в полудень, який визначається по годинах, Сонце завжди знаходиться строго на півдні, а якщо бути точним, то в південному напрямку. Саме це твердження лягло в основу методу орієнтування за Сонцем та годинником.

У північній півкулі, дійсно, в істинний полудень Сонце знаходиться на півдні.

Однак це припущення невірно. І сьогодні ми спробуємо розібратися в цьому досить непростому питанні, орієнтуючись на наукові дані і логіку.

Що впливає на місце розташування Сонця на небосхилі

На те, де опівдні на небесній сфері буде знаходитися Сонце, впливає ряд факторів. Розберемо деякі з них.

довгота місцевості

Істинний (астрономічний), або як його ще називають, сонячний полудень часто не збігається з полуднем за офіційним часу. Щоб це стало зрозуміло, для початку розберемося з визначеннями.

Година 12:00, визначене за точно виставлених годинах, називається полуднем за офіційним часу. А ось справжнім полуднем називається момент часу, коли сонце проходить через найвищу точку траєкторії свого руху, що спостерігається з поверхні земної кулі, тобто через зеніт.

Варто також відзначити, що саме в момент істинного півдня Сонце для спостерігача, що знаходиться в середніх широтах північної півкулі, знаходиться строго на півдні. Чому саме в середніх широтах, розповімо трохи пізніше.

Якщо дивитися на нашу планету зверху вниз, перебуваючи на північному полюсі, то рух її навколо власної осі буде відбуватися проти годинникової стрілки. Знаючи, що Земля обертається навколо Сонця, а не навпаки, неважко здогадатися, що Сонце в першу чергу буде висвітлювати Землю з районів, розташованих на схід від. Звідси випливає два прості висновки:

Висновок №1. Для спостерігача, що знаходиться на поверхні Землі, Сонце сходить на сході, а сідає на заході, незалежно від півкулі (північного або південного).

Висновок №2. Для двох спостерігачів, розташованих на різних географічних довготах, Сонце опиниться в зеніті в різний час: спочатку сонячний полудень настане у того, хто знаходиться на схід від, а потім – у «західного».

Потрібно розуміти, що для зручності користування час в межах одного часового поясу усредняют, інакше в двох містах однієї країни час на годиннику відрізнялося б, що непрактично. Отже, незважаючи на відмінність у довготі, час у двох різних містах може бути однакове.

З вищесказаного випливає, що для двох спостерігачів, розташованих на різних географічних довготах, але в одному часовому поясі, істинний полудень може наступати в різний час. Випередження чи відставання істинного півдня від півдня, що визначається по годинах, завдяки цьому нюансу може коливатися в межах чверті години, а іноді і більше, адже часові пояси не завжди точно збігаються з довготою і вибудовуються згідно політичної карти світу.

Часові пояси на карті світу

А оскільки сонячний полудень не завжди збігається з 12 годинами дня (далі – 12:00), то і говорити про те, що Сонце завжди до цього часу знаходиться строго на півдні, теж не доводиться.

Видно, наскільки різниться положення Сонця на небі в один і той же час в різних містах в межах одного часового поясу.

А тепер повернемося до питання про середній широті і подивимося, яким чином вона впливає на положення Сонця на небосхилі.

широта місцевості

Як і було сказано раніше, в середніх широтах в істинний полудень Сонце завжди проходить через південний напрямок. Але давайте подивимося, чи зміниться картина, якщо спостерігач Сонце людина виявиться на північ від або на південь від зазначених широт. Для цього розглянемо кілька ключових варіантів.

Варіант №1 – середні широти південної півкулі. Тут під час справжнього півдня Сонце опиниться строго на півночі.

Про те, що Сонце опівдні буває не тільки на півдні, а й на півночі, на жаль, написано далеко не у всіх підручниках по туризму. Але ж, завдяки різним авіакомпаніям, сучасні туристи можуть подорожувати не тільки по своїм рідним просторам, а й запросто виявитися в протилежній точці земної кулі, де правила орієнтування, описувані в літературі, не працюватимуть належним чином.

В один і той же час Сонце буде перебувати на різній висоті на однакових широтах в різних півкулях.

Варіант №2 – верхня межа тропічної зони північної півкулі. На цих територіях протягом усього року крім дня літнього сонцестояння в істинний полудень Сонце буде перебувати на півдні, а в описаний день – строго над головою. Як розумієте, знайти південь, а відповідно і інші сторони світу за Сонцем в останньому випадку не вдасться, якщо звичайно розглядати тільки спосіб орієнтування за Сонцем опівдні.

Варіант №3 – нижня межа тропічної зони південної півкулі. Тут на протязі всього року, крім дня зимового сонцестояння, Сонце в істинний полудень буде перебувати на півночі, як і в середніх широтах цього півкулі. Однак в зазначений грудневий день воно виявиться в зеніті строго над головою, що не дозволить швидко зорієнтуватися по ньому.

Варіант №4 – лінія екватора. У цій зоні можливі три варіанти, які будуть змінювати один одного протягом року. Від моменту осіннього рівнодення до весняного рівнодення Сонце в істинний полудень буде перебувати на півдні, в період від весняного до осіннього рівнодення – на півночі. А в самі дні рівнодення виявиться строго над головою, викликавши складності в орієнтуванні.

Виходить, що в точках переходу тропічних зон в помірні Сонце стоїть в зеніті, тобто точно над головою спостерігача, всього один раз в рік, а ближче до екватора це явище можна спостерігати за рік двічі.

Не знаючи власного становища на місцевості, практично неможливо сказати, знаходиться Сонце точно в зеніті, чи ні, без додаткових побудов.

Доводилося зустрічати думку, що на екваторі сонце круглий рік щодня опівдні знаходиться в зеніті. Але, як ми тепер розуміємо, це припущення помилково. У цьому регіоні воно опівдні близько півроку знаходиться на півночі, а півроку на півдні. І якщо навіть вважати зенітом чи не становище Сонця строго над головою, а найвищу точку його траєкторії (що теж вірно), тоді вищевказане думка не має особливого сенсу, оскільки Сонце в цьому випадку не тільки на екваторі, а й в будь-якій точці планети щодня цілий рік опівдні буде знаходитися в зеніті.

У деяких тропічних містах люди можуть спостерігати цікаву картину: в полудень вертикальні прямі предмети, наприклад, стовпи і паркани, перестають відкидати тінь. Це пов’язано з тим, що Сонце в цей момент знаходиться строго над ними, а сонячні промені і тіні від предметів падають прямовисно. У відео пояснено це явище:

Існує ще один варіант – високі широти північної та південної півкуль. Тут Сонце буде себе вести так само, як в середніх широтах, проте в період полярної ночі спостерігати його над горизонтом, а значить і зорієнтуватися по ньому, не вийде.

Як бачимо, без розуміння процесів, що лежать в основі цих відмінностей, можна легко заплутатися і допустити серйозних помилок, аж до того, що сплутати північ з півднем. А це для мандрівника, що залишився без сучасних засобів навігації в дикій природі, іноді може бути рівноцінно смерті.

Переведення годинника на літній і зимовий час

Переведення годинника на літній час найчастіше виражається в перекладі годинника на годину вперед. Передбачається, що такий переклад допомагає економити електроенергію, що витрачається на освітлення. Однак існує ряд досліджень, які показали відсутність економічної вигоди від подібних маніпуляцій. Але мова зараз не про це.

Якщо не враховувати переведення годинників на зимовий і літній час, то можна допустити велику помилку при орієнтуванні за Сонцем та годинником. У середніх широтах така помилка може досягати 30 градусів, а в тропіках – в рази більше. Уявіть, наскільки можна піти в сторону від пункту призначення, якщо відхилення на один градус дає відхилення від потрібного напрямку приблизно рівне двадцяти метрів на кожен кілометр пройденого шляху.

У Великобританії в середині минулого століття через переведення на літній час годинник стали «випереджати» Сонце аж на дві години. Це сталося з тієї причини, що протягом двох років поспіль годинник, як і належить в весняний період, переводили на годину вперед, при цьому в перший рік восени не було проведено перекладу на годину назад. Після «недолік» було врегульовано, а в історії це подія отримала назву «Британське подвійний літній час».

У деяких країнах скасували перехід на літній час і користуються одним часом, в інших же – цей переклад як і раніше актуальний. А є цілий ряд країн, які так і не пізнали «радостей» гри зі стрілками годин.

Наприклад, на момент написання статті (2017 рік) в Україні опівдні за зимовим часом був найбільш наближений до сонячного полудня, а в літню пору року Сонце виявляється поблизу свого зеніту тільки, коли годинник показує 13.00. У Росії ж скасували переведення часу і залишили йти годинник за літнім часом, і тепер для росіян сонячний полудень наступає о 13:00, якщо не враховувати інші нюанси, що впливають на розбіжність істинного півдня і півдня, зазначеного за місцевим часом.

Рух Землі навколо Сонця

Рух Землі навколо Сонця відбувається не по колу, а по еліпсу, при цьому Земля то наближається до Сонця, то віддаляється від нього. У той момент, коли в північній півкулі настає літо, Земля знаходиться на максимальній відстані від Сонця, а взимку наближається до нього.

Через це сонячні добу, тобто час між двома сонячними полудня, протягом року змінюється. Поблизу Сонця сонячні добу подовжуються, а вдалині – скорочуються.

На цей ефект накладається інший ефект, пов’язаний з нахилом осі обертання Земної кулі.

В результаті виходить цікава картина. Якщо людина, перебуваючи в одній точці на земній поверхні (для прикладу візьмемо середні широти північної півкулі), щодня протягом року о 12:00 буде відзначати положення Сонця на небесній сфері, то у нього замість очікуваної вертикальної лінії (в літній період Сонце буде вище , взимку – нижче) вийде витягнута вісімка. Це означає, що Сонце опівдні, певний по годинах, може перебувати то зліва, то справа від напрямку на південь. Величину цих відхилень в будь-який день року можна дізнатися по так званому рівняння часу, яке для зручності зводять в таблицю або зображують у вигляді графіка.

Якщо не враховувати цей ефект, то при орієнтуванні в високих широтах можна отримати помилку близько чотирьох градусів, а в тропічних – все десять і більше.

Як визначити справжній опівдні

Знаючи істинний полудень, можна визначити сторони світу, адже саме в цей момент Сонце буде знаходитися строго в південному або північному напрямку, в залежності від земного півкулі, а знаючи хоча б одну сторону світла – все решта.

Визначити істинний полудень можна різними способами. Далі приведу в приклад деякі прості варіанти, які не потребують складних навичок і знань.

Спосіб №1 – за допомогою астрономічних даних. Такі дані часто трапляються серед прогнозів погоди в різних друкованих та Інтернет-виданнях. Потрібно пошукати час сходу і заходу Сонця в тій місцевості, в якій передбачається визначати істинний полудень, скласти цей час і розділити його навпіл. Отримане значення і буде часом істинного півдня.

Спосіб №2 – за допомогою сонячного годинника ( гномона ). Правильно сконструйовані, розмічені і встановлені сонячні годинники досить точно показують час сонячного півдня. На гномоном момент сонячного півдня збігається з дванадцятьма годинами дня.

Спосіб №3 – за допомогою навігатора. Навігатор, який показує напрямок на географічний північ, може послужити для визначення настання істинного півдня. Для цього визначають момент, коли центр сонячного диска виявиться строго над південним або північним напрямком (в залежності від земного півкулі), певним за допомогою навігатора. Це і буде момент істинного півдня.

Магнітний компас для цього способу малопридатний, оскільки показує напрямок на магнітні полюси, а не на географічні, що може призводити до відчутних погрішностей. Про те, що таке справжній і магнітний полюс, і в чому їхня відмінність, ми детально розповідали в окремій статті.

Спосіб №4 – за допомогою тіні від жердини. На рівній горизонтальній площадці в землю строго вертикально встромляється рівний жердину. У дообеденное час починається вимірювання довжини тіні, яку відкидає на майданчик жердину. Тінь на початку почне зменшуватися, а потім збільшуватися. Момент переходу від укорочення тіні до її подовження і буде відповідати сонячного полудня.

У цьому варіанті досить засікти час, в яке тінь була найменшої довжини.

Даний спосіб є одним із способів орієнтування і часто рекомендується в літературі для визначення сторін світу на місцевості в сонячну погоду. Його точність навпростець залежить від того, наскільки рівна була обрана майданчик і сам жердину, а також від того, наскільки рівно був встановлений цей шест. Також точність методу підвищується при збільшенні довжини жердини (як правило, використовують жердину довжиною 1-2 метра).

Спосіб №5 – за допомогою бісектриси. Вимірювання починають проводити якомога раніше з ранку, що робить їх більш точними. Для цього:

  1. На рівному майданчику встановлюється жердину аналогічно попередньому способу і відзначається кінець його тіні.
  2. Вимірюється відстань від місця установки жердини до цієї точки.
  3. Проводиться окружність з радіусом, рівним цій відстані і центром в точці установки жердини. Тепер залишається чекати, коли тінь від жердини знову перетне цю окружність, але вже в іншому місці (на схід від).
  4. Як тільки це відбудеться, відзначається друга точка.
  5. Перша і друга точки з’єднуються відрізком – виходить свого роду трикутник, у якого третьої вершиною є місце установки жердини.
  6. Від точки установки жердини проводиться бісектриса, яка ділить раніше прокреслений між двома точками відрізок навпіл.
  7. На наступний день, коли тінь від жердини співпаде з бісектрисою, можна сказати, що настав справжній опівдні.

Цей спосіб, як і попередній, також є одним з методів орієнтування по сонцю.

З усіх цих варіантів тільки перший може працювати при будь-яких метеорологічних умовах, в будь-який час доби і давати швидкий результат. Решта ж працюють тільки в світлий час доби, залежні від погоди і, як правило, більш «повільні».

Тепер, спираючись на все вищесказане і деякі інші дані, зробимо загальні висновки.

висновки

Сонце завжди піднімається на сході та заходить за горизонт на заході. Якщо орієнтуватися на годинник, свідчення яких мало відрізняються від показань астрономічного часу, то о 6 годині ранку Сонце буде перебувати приблизно на сході, до 6 години вечора переміститься на захід, а о 12 годині, тобто в середині дня, виявиться приблизно на півдні. За умови переведення годинників потрібно робити відповідні поправки.

Якщо в північній півкулі стати спиною до сонця, тобто особою до власної тіні, то спереду буде північ, за спиною виявиться південь, ліворуч – захід, справа – схід. Якщо все той же повторити в південній півкулі, то спереду виявиться південь, позаду – північ, ліворуч – схід, а праворуч – захід.

Для підвищення точності орієнтування за Сонцем та годинником всі фактори, що впливають на відхилення в показаннях «наземних» годин від астрономічних, потрібно враховувати і робити відповідну поправку в розрахунках.

Орієнтуватися по сонцю можна тільки в світлий час доби в ясну або малохмарну погоду.

В цілому методи орієнтування по сонцю і зокрема визначення істинного півдня дозволяють визначити сторони світу, зорієнтувати карту і витримувати потрібний напрямок руху навіть при відсутності компаса, навігатора і видимих ​​орієнтирів. А це дуже корисний навик не тільки для туристів і мисливців, а й для простих людей, хоч зрідка вибираються на природу подалі від міського шуму і суєти.

    Выставки в пушкинском музее изобразительных Их имена – символ эпохи Ренессанса. Их картины – национальное достояние Италии. В Музее изобразительных искусств имени Пушкина идут последние приготовления к открытию грандиозной выставки шедевров итальянских

Ленинские горки музей заповедник Усадьба Горки возникла в конце XVIII века, парк и усадебный дом восходят ко времени Дурасовых (начало XIX века), хозяйственные сооружения и парковые павильоны — к предреволюционным годам, когда поместьем

Государственный исторический музей С мая 1895 г. до ноября 1917 г. официальное название музея звучало следующим образом — «Императорский Российский исторический музей имени Императора Александра III». Музей имени Его Императорского Высочества

Екатеринбургский музей изобразительных искусств В основе здания музея — одно из старейших сохранившихся зданий Екатеринбурга, построенное в 1730-х — начале 1740-х как госпиталь Екатеринбургского железоделательного завода[1], впоследствии

Государственный историко-литературный музей-заповедник а Пушкинский заповедник объединяет две усадьбы: Захарово и Вяземы. На территории усадеб расположен Государственный историко-литературный музей-заповедник А. С. Пушкина. Всего на территории Вязем более

“Сонце в зеніті” – що означає цей вислів? Як зрозуміти, що сонце знаходиться в зеніті

Зенітом називають найвищу точку на небосхилі, тобто, коли говорять про те, що сонце в зеніті – це означає, що світило розташоване прямо по вертикалі над головою спостерігача. Сонячні промені в такому випадку падають перпендикулярно до поверхні землі – під прямим кутом. Так що, якщо предмети не відкидають тіні – це значить, що сонце в зеніті.

Однак дане визначення в розмовній мові застосовується у відношенні положення сонця, яке лише умовно можна назвати зенітом. Завдяки особливостям небесних тіл і їх положення в космічному просторі відносно один одного, падати під кутом, рівним 90°, промені Сонця будуть далеко не на кожну частину Землі.

Точка, що знаходиться на цій стрімкій прямої, що і зеніт, але в протилежному її напрямку – нижче лінії горизонту, називається надіром.

Рух сонячного зеніту протягом року

Так як відбувається постійне переміщення небесних тіл відносно один одного і власної осі кожного, зеніт сонця протягом всього земного року весь час зсувається в напрямку від тропіка до тропіка зі швидкістю приблизно рівною 1° за чотири доби (точніше – 3,8), що в перерахунку на тиждень складе 2°. Це значить, що визначити, як сонце в зеніті буде зміщуватися відносно землі, дуже просто.

Маючи для відправної точки знання про дні сонцестояння, можна приблизно порахувати широту, на якій сонце буде досягати свого зеніту для будь-якої дати.

Двічі на рік Сонце знаходиться в зеніті над екватором – 21 березня і 23 вересня в ті календарні дні, коли світла і темряви в добі порівну – це осіннє і весняне рівнодення. Значить в розрахунках широти перебування сонця в зеніті це ті вихідні числа, які можна брати за основу.

Наприклад: розраховуючи широту, на якій буде сонце в російський День космонавтики – 12 квітня, необхідно визначити кількість діб, що пройшли з найближчої опорної дати (це буде весняне рівнодення 21 березня). Між відправною точкою у часі і розрахункової 22 календарних дні. Якщо зсув світила на 1° відбувається за 3,8, діб, то за 22 його знаходження зміниться на 22 : 3,8 = 5,7°. Так як в даному випадку немає необхідності у точних обчисленнях, можна округлити отримане значення до 6° – саме так зміниться кут Сонця по відношенню до Землі в напрямку його руху на північ від екватора.