Как восходит солнце на карте
SunCalc — солнечный калькулятор
Хочу поделиться с вами небольшим, но полезным проектиком, разработанным мной на досуге — солнечным калькулятором SunCalc.
SunCalc показывает на карте для выбранного места и даты траекторию движения солнца и фазы освещённости в течении суток (и еще пару приятных мелочей).
Идея его появилась после того, как мне понадобилось найти в Крыму хорошее место для съёмки кадра солнца, уходящего в море на закате (для клипа, снимали в итоге вот здесь) — оказалось, что все существующие средства для этого сильно устарели. Захотелось создать своё, сделав его самым лучшим, каким только можно себе представить, нашёл хорошую страницу с кучей астрономических формул, взялся за разработку по свободным вечерам и вот результат.
Возможности
Для чего эго можно использовать
Во-первых, в чисто бытовых ситуациях. До скольки мне нужно выехать из леса, пока еще хоть что-то видно, если я до сих пор не купил на велик фару? До скольки я смогу вечером загорать перед тем, как пляж накроет тень от скалы справа? В какое время уже не будет слепить прямо в глаза солнце, когда выйду поиграть в футбол на площадку под домом? Какая у квартиры, которую я собираюсь снять, освещённость в течении года? Уже самому не раз пригодилось в подобного рода вопросах.
Во-вторых, любителям фотографии! Включая меня. Часто бывает важно знать, например, когда и сколько длятся сумерки (для ночных пейзажей), в какую сторону садится или откуда восходит солнце (чтобы выбрать удачный ракурс), какое время выбрать для фотосессии какого-то объекта так, чтобы не пришлось фотографировать против солнца или он не попал полностью в тень соседнего здания, и т.д.
В-третьих, для общего образования и удовлетворения природной любознательности. Почему в Австралии зимой жарче, чем летом? Что на самом деле такое белые ночи и в каких городах и когда они наблюдаются? Что насчёт полярного дня и ночи? Как меняется траектория солнца от севера к югу? Сколько минут идёт рассвет от Москвы до Киева? И т.д.
Немного деталей реализации
Что планируется в будущем
Надеюсь, полезное применение этого маленького сервиса найдёте и вы. Буду очень рад впечатлениям и замечаниям в комментариях. Оставлять идеи или голосовать за уже высказанные также можно тут. Спасибо!
update: извините за проблемы с хостингом, проект временно переехал на другой сервер — теперь вроде всё хорошо.
Где восходит солнце и где заходит
Наша планета – часть системы, центром которой является Солнце. Оно находится на одном месте, а другие небесные тела вращаются вокруг него. Неравномерное освещение Земли с разных ракурсов приводит к смене времен года, вращение вокруг оси – к периодам дня, ночи, во время которых чередуется свет, темнота. Встречая и провожая светило по разу в сутки, полагают, что восток – стабильное место появления, запад – место, где каждый вечер прячется за горизонт. Но это не так. В году только 2 дня, когда это правильно: 21 марта и 23 сентября. В дни весеннего и осеннего равноденствия лучи одинаково освещают поверхность от Крайнего Севера до Южного полюса. Все остальное время светило движется с севера на юг. Постараемся разобраться, где Солнце восходит и куда садится, почему восходящие лучи не светят прямо в комнату, как это было раньше, а сдвинулись в сторону.
Что такое восход
Как только не называют период появления верхнего края солнечного диска: рождение, начало нового дня, утренний рассвет. Астрономы считают восходом полное прохождение светила через линию горизонта. Наличие атмосферы влияет на время начала явления, причина – атмосферная рефракция (преломление лучей в слоях атмосферы). За счет этого земной наблюдатель видит восход раньше реального момента, а отдельно взятые территории получают солнечный день дольше:
К сведению! В полярных областях переход полярной ночи в полярный день длится около 2 суток.
Что такое закат
Опускаясь к западной линии горизонта, солнечный диск утрачивает яркость: сначала становится желтым, потом оранжевым, постепенно переходящий в красные тона. Вместе с ним изменяется окружающий небосвод: от золотистого до кроваво-красного, на синем, иногда зеленоватом фоне.
Любуясь закатом, стоит обратить внимание на прямо противоположную сторону: там возникает тень Земли в виде полосы голубовато-пепельного цвета, а над ней яркий сегмент, называется Пояс Венеры. Если небо не затянуто тучами, то явление наблюдают в любой точке земного шара.
Закат солнца
Чем ниже опускается Солнце за горизонт, тем насыщеннее цвета. Когда светило исчезает из видимости, появляются Лучи Будды, сначала интенсивные, потом с каждой минутой слабеют, пока не разливаются полосами красного цвета. С обратной стороны Пояс Венеры рассеивается, на то место восходит Луна, наступает ночь.
Как отличить закат от восхода
Восход, закат свидетельствуют о вращении земли вокруг оси. На первый взгляд, кажется, что восходы и заходы солнца абсолютно одинаковы. Те, кто просыпается рано, имеет возможность сравнить: восходящие лучи более яркие, окружающие цвета приобретают нежные оттенки. Закат характеризуется окрашиванием светила и окружающий диск небосвод в тона красного цвета. Причина вечернего окрашивания – видимость частичек пыли, которые поднимаются вверх в условиях пониженной к вечеру влажности, усиления воздушных потоков.
Виды полушарий, различия между ними
Зеленая планета условно поделена на 4 полушария: Северное, Южное разделяют землю по экватору. Западное и Восточное определяются по Гринвичскому и 180⁰ меридианам. Северное и Южное «отвечают» за времена года. Смена времен года происходит из-за вращения нашей планеты вокруг Солнца и неравномерного освещения. В то время, когда на Северном полушарии зима, на Южном продолжается лето. И наоборот – когда Южное полушарие засыпано снегом – в Северном царит жара.
Виды полушарий
В Северном полушарии восход и закат Солнца наблюдают в таких направлениях:
| Весна | Лето | Осень | Зима | |
| Восход | Северо-восток | Северо-восток | Юго-восток | Юго-восток |
| Закат | Северо-запад | Северо-запад | Юго-запад | Юго-запад |
Чтобы засечь восход строго на востоке, а заход на западе, нужно дождаться весеннего или осеннего равноденствия, 20 марта, или 23 сентября.
Еще 2 особые дня в году, которые важно запомнить: «дни солнцестояния». Это те, в которых небесное светило стоит над Землей или максимально высоко, или максимально низко. Соответствуют 21-22 декабря (зимнее) и 20-21 июня (летнее солнцестояние).
Ориентирование – полезный навык не только для туристов, а для каждого, интересующегося элементарной навигацией. Вот как определить нужное направление, если человек находится в Северном или Южном полушарии:
Становятся спиной к Солнцу, лицом к собственной тени
Интересный факт! В Северном полушарии небесный шар движется по часовой стрелке на запад через юг. В Южном полушарии по нордической части небосвода с востока на запад, поэтому движение идет по часовой стрелке. Путник, сбившийся с дороги в Австралии, может попутать запад и восток.
С какой стороны встает Солнце
30% населения земного шара считает, что Земля статична, а Солнце ходит по небосводу. Все потому, что любое движение относительно. Если человек выбрал единственную систему отсчета, то движется объект или нет, откуда и куда он продолжает это делать – оценивается субъективно.
Движение солнца
Земля летит по орбите вокруг Солнца, одновременно оборачиваясь вокруг своей оси. Полный оборот совершает за 24 часа (сутки), причем обороты эти совершаются против часовой стрелки. Поэтому утверждение, что солнце восходит на востоке, заходит на западе в одних и тех же местах – неверное. Точки видимости постоянно меняются. Когда чередуются времена года, то меняется ориентир, направленный на восход. После весеннего солнцестояния точки восхода и захода начинают смещаться к северу. Так продолжается до дня осеннего равноденствия. Чем севернее место наблюдения, тем больше смещается к западу точка восхода.
Куда заходит Солнце
Если представить нашу планету абсолютно плоской и недвижимой, источник света всегда находился бы в зените, не было бы ни рассветов, ни закатов. Благодаря тому, что солнце встает на востоке, а садится там где запад, жизнь приобрела цикличность.
Каждое утро с восточной стороны появляется солнечный диск, проходит положенную траекторию. Та часть горизонта, где заходит солнце, традиционно называется западом. Земля совершит еще 1 вращение вокруг своей оси, прежде чем обернется к солнцу – снова наступит день. То есть, солнце никуда не заходит: оно остается на месте, а Земля поворачивает к нему, то одну, то другую сторону. В астрономии время захода – то, когда верхняя часть диска станет полностью невидимой за горизонтом.
Как перемещается Солнце
Если смотреть на Дневное светило (с фильтром, обязательно!), может показаться, что оно находится на месте. Но стоит наметить любой предмет для ориентира, как через несколько минут будет заметно и движение тени, изменение ее длины, и то, что Солнце относительно предмета переместилось вправо, западнее.
Ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости орбиты и не параллельна оси вращения вокруг Солнца. Угол наклона между осями 23⁰. Поэтому при переходе из Южного в Северное полушарие Земля поднимается до 23⁰, при обратном перемещении происходит опускание тоже на 23⁰. Если бы не было этого угла, наша планета не знала бы смены времен года.
После весеннего равноденствия, когда восход и закат происходит точно на востоке и на западе, люди встречают лучи смещенными в сторону к северо-востоку, уже летом, 21 июля смещение на линии горизонта достигает максимума. После этого дня восход замечают южнее, с каждым днем все больше. 22 сентября светило взойдет и сядет точно на востоке и западе.
Передвижение солнца
Освещенность нашей планеты в разное время года напрямую зависит от того, насколько она удалена от Солнца, какой стороной повернута в этот момент к нему. Вот так Солнце двигается в течение дня:
Главный источник тепла приблизительно в 6 часов утра появится на востоке, к 6 вечера переместится на запад. Примерно в 12 часов дня оно будет в зените, что соответствует географическому югу. Но, чтобы точно сориентироваться, учитывают разность между реальными часами и астрономическими.
Определение стороны света по Солнцу, приблизительного времени, нахождения места на карте – вот для чего нужно знать, где всходит и заходит Солнце, как оно движется в течение дня и на протяжении года.
Вот один из самых простых и популярных способов ориентирования по Солнцу:
В Северном полушарии получают нордическое направление.
Популярный описываемый метод ориентирования по Солнцу и часам имеет нюансы, несоблюдение которых приведет к ошибке, возникновению чрезвычайной ситуации. Почти нигде не указывают, что способ применим только в Северном полушарии, выше зоны тропиков. В высоких широтах солнце по несколько недель не прячется за горизонт, во время полярной ночи не показывается из-за него.
Где находится Солнце в полдень
Привычно считать, что в 12 часов дня оно показывает южное направление, что помогает в определении сторон света по солнцу. Утверждение лежит в основе ориентирования, однако годятся лишь для приблизительного определения местонахождения.
Солнце в полдень
Ведь существуют факторы, влияющие на местонахождение светила, подтверждающие, что место Солнца в полдень не всегда на юге:
Север (с весеннего по осеннее равноденствие)
Выходит, там, где тропические зоны переходят в умеренные, зенит (когда солнце не дает тени) бывает раз в год. Ближе к экватору это явление наблюдают 2 раза.
Пару десятилетий назад ученые методом постоянной работы с данными вычисляли время захода и восхода. Современные технологии рассчитывают эти показания намного проще. При помощи специальных приложений путем внесения данных с географическими координатами местности и даты узнают точное время, когда из-за линии горизонта покажется небесное светило, когда оно будет в зените, когда зайдет за горизонт. Также существуют таблицы, показывающие смещение светила на разных широтах за год. Азимуты отсчитываются от крайней точки севера:
Таблица опровергает ошибочное суждение о восходе и закате.
Взгляд из космоса
Не все имеют шанс подняться ввысь, чтобы оценить красоту планет и рассмотреть их движение. Побывавшие в небе космонавты описывают увиденное так: все планеты вращаются своими орбитами против часовой стрелки, совершая путь с запада на восток. Уран вращается «лежа», вероятно, из-за смещенного центра тяжести, и Венера крутится в другую сторону, возможно, сменила направление из-за столкновения с метеоритом тысячелетия назад.
Вид Солнца с космической станции
Увидеть восход солнечного диска, находясь на борту Международной космической станции, космонавты могут часто, ведь МКС пролетает по земной орбите за полтора часа, встречают Солнце 16 раз в сутки.
Интересный факт! Правда, в космосе восход длится несколько секунд. Фотографии, сделанные астронавтами NASA, показывают красивую картинку восхода: перед тем, как Солнце готовится выходить, водная гладь окрашивается в золотой цвет, необычно выглядят облака.
Северный полюс и другие части света
Интересное открытие сделали полярники: находясь на Северном полюсе, наблюдая, как садится солнце, заметили, что небесное тело движется с востока на запад, в то время как оно двигается с запада на восток. Говоря о Северном полюсе, только тут бывают день/ночь, которые длятся полгода. В осеннее равноденствие Солнце описывает полный круг по горизонту. Каждый новый день, двигаясь по спирали, поднимается выше (не больше 23-27⁰), вплоть до летнего солнцестояния. Потом процесс повторяется в обратном порядке, до осеннего равноденствия. В этот момент светило обходит весь горизонт, после чего витки происходят все глубже под горизонтом. Заря может длиться неделю, месяц, наблюдается по всей окружности. Белая ночь постепенно насыщается темнотой – это середина полярной ночи. Но Солнце не опускается ниже 23-27⁰ ниже горизонта, поэтому светло, видно утреннюю звезду.
Если сравнить две географические точки, находящиеся в разных полушариях на одинаковом отдалении от экватора, то видно, что в Северном в полдень солнце находится на юге, в то время как в Южном полушарии диск движется в сторону норда. А на экваторе Солнце в полдень половину года наблюдается на севере, половину – на юге, 2 дня в году проходит строго над головой.
Сумерки
Часовые периоды вечером, пока главная звезда окончательно не села и утром, пока не взошла, называют сумерками. Таинственное время суток, которое воспевают поэты и кинематографисты, длится около 2 часов: восходящее и зашедшее светило посылает на землю последние лучи, отражающиеся в верхних слоях атмосферы. Но 2 часа – это только в России, в умеренных широтах.
Сумерки
Сколько будут продолжаться сумерки, зависит от календаря, точки наблюдения за светилом:
Обратите внимание! Сумерки проходят три периода. Когда солнечный круг уйдет за горизонт на 6⁰, наступают гражданские сумерки. Закат диска на 6-12⁰ ниже горизонта – морские, а 12-18⁰ наступает третий период, он называется астрономические сумерки. Это самое темное время перед наступлением ночи.
Зачем людям отслеживать передвижение Солнца
Давно замечено: движение небесных светил всегда соотносится с определенными событиями на земле. Заметки повлияли на появление первых календарей: солнечных, лунных. Современные наблюдения основаны на научных исследованиях развития горячей планеты:
Солнце влияет на погоду, поэтому для планирования деятельности рассчитывают траекторию прохождения и возможность осадков. Наблюдение первобытных людей было направлено на выживание: вовремя успеть в лагерь, построить зимовку, найти дорогу, если заблудился. Они не знали астрономических терминов, но безошибочно научились определять по Солнцу стороны света, исчислять дни, время, придумав песочные, солнечные, каменные часы и приблизив человечество к цивилизации.
Удалось ли Вам получить новую информацию? Поделитесь в комментариях!
Видео по теме
Как пользоваться звездной картой для определения координат
Работая с ПКЗН вы можете определить вид звездного неба, моменты восхода и захода звезд и их экваториальные координаты.
Просмотр содержимого документа
«Работа с подвижной картой звездного неба»
Все вы знаете, что звёздные карты представляют собой проекции небесной сферы на плоскость с нанесёнными на неё объектами в определённой системе координат.
Рассмотрим ПКЗН поподробнее. Она состоит из подвижной и неподвижной части. На подвижной части мы можем увидеть рад созвездий.
В наши дни созвездиями называют определённые участки звёздного неба, разделённые между собой строго установленными границами, с характерной наблюдаемой группировкой звёзд.
На ПКЗН мы можем наблюдать ряд созвездий северного полушария, разделенных между собой пунктирной линией. Например, созвездие Ориона.
Рассмотрев подробнее данное созвездие, мы можем заметить, что практически все звезды обозначены греческими буквами и диаметр звезд при нанесении на карту также отличается. Это связанно с тем, что, рассматривая звездное небо не трудно заметить, что все звезды отличаются по яркости.
В 1603 году немецкий астроном Иоганн Байер предложил свою систему обозначения звёзд, которой мы пользуемся до сих пор. В этой системе название звезды состоит из двух частей: названия созвездия, которому принадлежит звезда, и буквы греческого алфавита. Причём буквенное обозначение, как правило, присваивается в порядке убывания яркости звезды в созвездии.
Однако мы знаем, что из любого правила есть исключения: созвездие Большой медведицы, семь ярких звёзд которого образуют известный Большой Ковш. Обозначение этих звёзд велось просто справа на лево и созвездие Ориона, где звезда β ярче, чем α.
Что же еще можно узнать, работая с ПКЗН.
На ПКЗН все объекты нанесены в экваториальной системе координат, т. К. в ней координаты звёзд не связаны с суточным движением небесной сферы и изменяются очень медленно, так как достаточно далеки от нас.
Координатами данной системы служат склонение и прямое восхождение.
Теперь давайте посмотрим, как используя ПКЗН определить экваториальные координаты α Девы.
Для этого найдем созвездие Девы и в нем звезду α. Для определения прямого восхождения нам необходимо провести луч, проходящий через полюс мира и нашу звезду. Его пересечение с краем карты укажет нам значение данной координаты 13,25
Стоит отметить, что картой звёздного неба можно пользоваться не только для нахождения координат звёзд, но и для определения вида звёздного неба в интересующий момент времени. Для этого необходимо совместить на неподвижной части карты дату, а на подвижной время. Например, 25 февраля и 5 часов. Те небесные объекты, которые находятся на белом фоне можно наблюдать, прочие нет.
А также с помощью ПКЗН определять моменты восхода и захода звёзд, в том числе и Солнца. Под восходом понимается явление пересечения светилом восточной части истинного горизонта, а под заходом — западной части этого горизонта.
Для определения момента восхода звезды а Волопаса 30 сентября нам необходимо:
Совместить восточную часть на подвижной части карты и звезду на неподвижной.
Далее на подвижной части звездной карты определить момент восхода. Восход 6,00
Для определения момента захода данной звезды нам необходимо:
Совместить западную часть на подвижной части карты и звезду на неподвижной. Заход 21,50
И опять же на подвижной части карты посмотреть момент времени.
Аналогичные действия можно выполнять и для Солнца, однако следует помнить, Солнце так же, как и другие звёзды, описывает свой путь по небесной сфере.
Для определения положения Солнца следует провести луч из полюса мира, проходящий через заданную дату, и его пересечение с эклиптикой даст нам положение Солнца.
Таким образом работая с ПКЗН вы можете определить вид звездного неба, моменты восхода и захода звезд и их экваториальные координаты.
Ориентирование по звездной карте: Точка севера, юга, востока и запада, а также зенит
О том что представляет собой звездная карта, как и о принципах её составления, мы уже узнали. Сейчас поговори о том, как её использовать для наблюдения звездного неба.
Ответим для начала на два вопроса: Как узнать по карте, какие звезды сейчас видны на небе, какие не видны? Какие звезды видны на востоке и на западе?
Обе задачи решаются сразу, но сначала надо условиться в том, что считать за восток и запад. Обыкновенно мы делим видимый небесный свод и видимую часть земной поверхности на две половины: либо на северную и южную, либо на восточную и западную. Говорят, например: «Солнце восходит на востоке, а заходит на западе». Это верно, но слишком неточно, так как Солнце восходит и заходит каждый день в разных местах. Лучше вместо довольно абстрактных сторон — южной и северной, восточной, и западной взять четыре вполне определенные точки. Их можно наметить таким способом.
Вечером, став под открытым небом, найдите Полярную звезду и встаньте к ней лицом — так вы встанете по направлению точно к северу. Проведите на земле длинную прямую черту прямо вперед, и вообразите, что вы довели эту черту до видимого края неба. Та точка, в которой ваша воображаемая черта встретится с видимой вдали чертой горизонта, будет точка севера.
Пройдя несколько шагов вдоль вашей черты, обернитесь назад и смотрите прямо вдоль черты. Так вы наметите точку юга на линии горизонта.
Проведите другую черту поперек вашей черты так, чтобы получился правильный крест с совершенно ровными, прямыми углами. Станьте в середине креста, в точке пересечения двух проведенных вами линий, и вообразите, что концы поперечной черты креста также доведены до линии горизонта. Те точки, в которых они встречаются с линией горизонта, это будут точка востока и точка запада.
Запомните раз навсегда в вашей местности точки юга, севера, востока и запада, чтобы не намечать их каждый раз. Для этого заметьте в этих точках какое- нибудь дерево, куст, строение, но только выбирайте эти цели как можно дальше от себя: иначе, если вы выберете цели близкие, то стоит вам немного сойти с места, и они уж не совпадут с точками севера, юга, востока и запада.
Припомните еще пятую точку неба — зенит: если вы поставите в середине вашего креста из двух линий высокий прямой отвесный столб и вообразите себе, что вершина этого столба уперлась в небо, то точка, в которую она упрется, это и будет зенит. Наконец, если вы вообразите себе, что ваш столб пророс вниз сквозь землю, прошел сквозь центр земного шара, вышел наружу на той стороне и там уперся в небо, то получится еще пятая точка неба, противоположная зениту, в астрономии она называется надиром.
Вас может заинтересовать
Определяем положение звезд по звездной карте
Возвратимся к нашей задаче. Какие звезды видны у нас, например, в 11 часов вечера в середине июля, и в какой части неба искать каждую из них?
Северные околополярные звезды, до 30-й северной параллели, изображенные на круглой карте, видны все, как и во всякое время. Поставьте карту в положение 22 июня (Малая Медведица — вверх) и поверните ее против часовой стрелки на два часовых деления: получится положение звезд 22 июля в 9 ч. вечера. Поверните еще на два часовых деления: получится положение звезд в 11 часов. Внизу карты, в точке севера, будет 7-й час, а вверху, в зените, — 19-й час. Между 60-й и 45-й параллелями, то есть в зенитах разных мест от Санкт-Петербурга до Крыма, будут мелкие звездочки созвездия Дракона, а прямо к югу от зенита будет стоять Лира.
Из звезд же, изображенных на четырехугольной карте, будет видна ровно половина. В зените, как вы помните, стоит 19-й час. Положите четырехугольную карту перед собой так, чтобы против вас был 19-ый час (созвездие Стрельца). Здесь и будет точка юга — на нижнем краю карты и на 19-м часовом делении. На юге, и только на юге, над точкой юга, вы увидите на небе всю карту, с верху до низу.
Отсчитайте от точки юга шесть часов влево и шесть часов вправо: там будут точки востока (1-й час) и запада (13-й час). Но эти точки придется поставить уж не на нижнем краю карты, а посредине, на экваторе: на востоке и западе уж видны только созвездия севернее экватора, то есть с верху до середины карты.
Отсчитайте еще шесть часов влево от точки востока и вправо от точки запада: тот и другой отсчет сойдутся на 7 часу — там будет точка севера. Ее придется поставить на верхнем краю карты: над точкой севера не видно ни одной из звезд, изображенных на длинной карте под 7 часом, — они все будут ниже горизонта, а над горизонтом на севере будут только звезды, изображенные на круглой карте северных созвездий.
Вот способ еще короче и прямее. Установив точку юга и отметив ее на нижнем краю карты, отсчитайте от нее 12 часовых делении вправо: там будет точка севера, на верхнем краю карты. Проведите на карте прямую черту от точки юга к точке севера. Эта черта будет изображать линию горизонта. Что выше этой черты, то видно на западной стороне неба; что ниже, то скрывается под горизонтом.
Так же чертится и восточная половина линии горизонта, только надо отсчитывать от точки юга 12 часов влево. Все это понятнее на чертеже, особенно если вы сравните этот чертеж с чертежом, изображающим полный глобус, не разложенный на карты, и внутри его круг — горизонт. Этим способом нетрудно рассчитать, какие звезды видны, в какой стороне и на какой высоте над горизонтом.
Особенности ориентирования по звездной карте
Другая задача: где восходят разные звезды, где они заходят, как они идут по видимому небу и сколько времени от их восхода до заката?
Надо запомнить, что линия экватора пересекается с линией горизонта в точках востока и запада, так, например, звезда, находящаяся на Экваторе глобуса (хотя бы бета Ориона), восходит в точке востока, а заходит в точке запада и описывает дугу, наклоненную над точкою юга. Дуга эта и есть линия экватора. В Крыму линия экватора проходит по середине видимого расстояния между зенитом и точкой юга, а в Санкт-Петербурге гораздо ниже — на высоте в одну треть расстояния между зенитом и точкой юга. Звезда, находящаяся на экваторе, идет по видимому нами небу ровно 12 часов — и в Санкт-Петербурге, и в Крыму, и где бы то ни было.
Звезда, помещенная на глобусе южнее экватора, очевидно, восходит уж не на востоке, а где-нибудь на юго-востоке, между точкой востока и точкой юга. Она описывает по южной стороне видимого неба дугу ниже линии экватора и заходит на юго-востоке. Такие звезды видны на небе в течение времени меньше 12 часов. Чем южнее звезда, тем ближе к точке юга она восходит и заходит, и тем ниже, короче и кратче ее видимый путь.
Звезды, находящиеся к северу от экватора, восходят в промежутке между точкой востока и точкой севера, одним словом, — в северо-восточной четверти горизонта. Оттуда они движутся вверх и в то же время к югу, переходят в южную сторону неба, описывают дугу, наклоненную над линией экватора и заходят на северо-западе. Они описывают на видимом небесном своде дугу больше, чем в пол-круга, и остаются на небо дольше двенадцати часов.
Наконец, звезды, которые находятся еще ближе к полюсу, описывают на небесном своде полные круги около Полярной звезды и совсем не заходят, так что их можно видеть на небе во всякое время года, ночи и дня, если у вас есть телескоп.
В Крыму Полярная звезда видна посередине расстояния между зенитом и точкой севера, так что там круг, проходящий своим нижним краем через точку севера, верхним краем проходит через зенит. Этот круг, описывают звезды Капелла и Денеб: они помещаются на глобусе на 45-ой параллели, следовательно, на середине расстояния между экватором и полюсом, и сам Крым находится на середине расстояния между экватором и полюсом, приблизительно 5000 километров от того и другого.
Санкт-Петербурге ближе к полюсу, он стоит под 60-й параллелью. Здесь Полярная звезда видна на высоте в две трети расстояния от точки севера до зенита. Потому-то в Санкт-Петербурге круг незаходящих околополярных звезд в полтора раза шире, чем в Крыму.
Круги, описываемые незаходящими звездами на здешнем небе, помещаются внутри 30-й северной параллели. Они переходят своим верхним краем в южную сторону небосклона, южнее зенита, и представляются на ней в виде дуг, проходящих выше экватора. Только одна Малая Медведица здесь никогда не переходит в южную сторону неба и, даже протянувшись вверх, не достает до зенита.
Итак, на южной стороне неба все звезды описывают дуги, наклоненные серединой над точкой юга. На северной стороне неба немногие звезды, близкие к Полярной, описывают полные круги, более отдаленные звезды — тоже полные круги, но часть этих кругов проходит дугой через верх южной стороны неба.
Звезды, самые отдаленные от Полярной и близкие к экватору, чертят наклонные линии — начала и концы больших дуг, середина которых проходит по южной стороне неба выше экватора. Так изображаются пути звезд на бумаге. А на настоящем небе, как мы его видим, пути звезд представляются в виде кругов и дуг, поднимающихся наклонно от севера к югу и параллельных друг другу.
Урок 5. Астрономия 11 класс
Конспект урока «Небесные координаты и звёздные карты»
Все мы не раз с вами видели, как каждое утро в восточной стороне неба восходит Солнце. Оно появляется из-за далёких предметов или неровностей земной поверхности. Затем постепенно поднимается над горизонтом и, наконец, в полдень достигает наивысшего положения на небе. В это момент человек, находящийся в северном полушарии Земли, будет видеть Солнце на юге, а находящийся в южном полушарии — на севере. После полудня Солнце постепенно опускается, приближаясь к горизонту, и заходит в западной части неба.
Такое же движение по небу в течение суток можно заметить и у других светил: Луны, звёзд и планет. В целом нам кажется, что небосвод вращается как единое целое вокруг некоторой оси, называемой нами осью мира.
При наблюдении звёзд ясной ночью в северной части неба, можно увидеть, как они, двигаясь с востока на запад, описывают концентрические круги, центр которых располагается около Полярной звезды (альфа Малой Медведицы). Эта точка называется северным полюсом мира. В южном полушарии можно найти диаметрально противоположную ей точку — южный полюс мира. Давайте также вспомним, что большой круг небесной сферы, проходящий через полюсы мира и светило, называется кругом склонения.
А большой круг, проходящий через центр небесной сферы и перпендикулярный оси мира, называется небесным экватором. Он делит небесную сферу на две части: Северное полушарие с вершиной в Северном полюсе мира и Южное — с вершиной в Южном полюсе мира.
Помимо этого, на небесной сфере принято указывать и видимый годовой путь Солнца среди звёзд. Он называется эклиптикой. Она наклонена к небесному экватору под углом 23 о 27′ и пересекает его в двух точках — точке весеннего (около 21 марта) и осеннего (около 23 сентября) равноденствия.
Сейчас же мы знаем, что вращения небосвода — это кажущееся явление, вызванное вращением Земли вокруг своей оси с запада на восток.
Видимое движение светил, происходящее из-за вращения Земли вокруг оси, называется суточным движением, а период вращения Земли вокруг оси — сутками.
На одном из первых уроков мы с вами говорили о том, что наблюдателю, находящемуся на поверхности Земли, кажется, что все звёзды расположены на некоторой сферической поверхности неба и одинаково удалены от него. Напомним, что такая воображаемая сфера произвольного радиуса была названа небесной сферой.
Для указания положения светил на небе используют систему координат, аналогичную той, которая используется в географии.
Вы уже знаете, что в географии определить положение точки на поверхности Земли нам помогают географические координаты — широта и долгота. Географическая долгота отсчитывается вдоль экватора от начального (Гринвичского) меридиана. А географическая широта — по меридианам от экватора к полюсам Земли.
Такая система координат называется экваториальной.
Аналогичную, экваториальную, систему координат удобно использовать и в астрономии, для указания положения светил на небе. В этой системе координат основным кругом небесной сферы является небесный экватор. А координатами служат склонение и прямое восхождение.
Склонение светила — это угловое расстояние светила от небесного экватора, измеренное вдоль круга склонения. Обозначается склонение малой греческой буквой δ и оно аналогично географической широте. Единственное отличие состоит в том, что у светил, расположенных к северу от экватора, склонение считается положительным, а расположенных к югу от экватора — отрицательным. При этом за начальную точку отсчёта склонения на небесном экваторе принимается точка весеннего равноденствия.
Вторая координата — прямое восхождение — указывает положение светила на небе. То есть это угловое расстояние, измеренное вдоль небесного экватора, от точки весеннего равноденствия до точки пересечения небесного экватора с кругом склонения светила.
Обозначается склонение малой греческой буквой α. А отсчитывается оно в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы, в пределах от 0 до 360 градусов или от 0 до 24 часов. Хотя в астрономии склонение принято выражать не в градусной мере, а в часовой. Если учесть, что 360 градусам соответствуют 24 часа или 1440 минут, то одному градусу соответствует 4 минуты.
У вас может возникнуть вопрос: «В чём принципиальное отличие горизонтальной системы координат (о которой мы говорили в одном из первых уроков) от экваториальной?»
Ответ достаточно прост. Вспомните, что в горизонтальной системе координаты светила на небесной сфере со временем изменяются. Следовательно, они имеют определённое значение только для известного момента времени.
В экваториальной же системе координаты звёзд не связаны с суточным движением небесной сферы и изменяются очень медленно, так как достаточно далеки от нас. Поэтому именно эта система координат применяется для составления звёздных глобусов, карт и каталогов.
Звёздные карты представляют собой проекции небесной сферы на плоскость с нанесёнными на неё объектами в определённой системе координат.
Набор звёздных карт смежных участков неба, покрывающих всё небо или некоторую его часть, называется звёздным атласом.
А в специальных списках звёзд, называемых звёздными каталогами, указываются координаты их места на небесной сфере, звёздная величина и другие параметры. Например, в каталоге опорных звёзд-два, который также известен как Ориентировочный Каталог Космического Телескопа Хаббла, содержится более 945,5 миллионов звёзд.
Давайте остановимся и рассмотрим карту звёздного неба поподробнее. Итак, в центре нашей звёздной карты располагается северный полюс мира. Рядом с ним Полярная звезда.
Сетка экваториальных координат представлена на карте радиально расходящимися от центра лучами и концентрическими окружностями. На краю карты, возле каждого луча, написаны числа, обозначающие прямое восхождение (от 0 до 23 часов).
Луч, от которого начинается отсчёт прямого восхождения, проходит через точку весеннего равноденствия, обозначенную на карте символом овна. Склонение отсчитывается по этим лучам от окружности, которая изображает небесный экватор и имеет обозначение ноль градусов. Остальные окружности также имеют оцифровку, которая показывает, какое склонение имеет объект, расположенный на этой окружности.
В зависимости от звёздной величины звёзды изображают на карте кружками различного диаметра. Те из них, которые образуют характерные фигуры созвездий, соединены сплошными линиями. А границы созвездий обозначены пунктиром.
Теперь давайте посмотрим, как пользоваться звёздной картой. Для этого определим экваториальные координаты Альтаира (это альфа Орла), Сириуса (это альфа Большого Пса) и Веги (это альфа Лиры).
Для того, чтобы найти ответ на поставленный вопрос, мы с вами должны выполнить все те же действия, что и в прошлый раз, но только в обратном порядке. То есть сначала на карте мы находим заданное нам прямое восхождение светила. Далее строим мысленный отрезок (или прикладываем линейку) так, чтобы он соединил нашу точку с центром карты звёздного неба. Теперь находим окружность, обозначающую склонение в 30 о и откладываем от неё примерно 5 о вверх. Как видим, мы попали на звезду бета Андромеды.
Стоит отметить, что картой звёздного неба можно пользоваться не только для нахождения координат звёзд, но и для определения вида звёздного неба в интересующий момент времени определённой даты. А также определять моменты восхода и захода звёзд, Солнца или планет.