склонение солнца в день зимнего солнцестояния
Склонение солнца в день зимнего солнцестояния
Автор: Lkgios 18.12.2013 23:15
Таблица восходов-заходов и высоты Солнца в Братске (UTC+9ч)
дата Восх ВК Зах ВК° диам. координаты долгота дня
В первые дни после 22 декабря день увеличивается, но смещается на более позднее время по часам. В народе говорят: «День прирастает с вечера«. Почему это происходит?
Причина кроется в неравномерности нарастания прямого восхождения Солнца в течение года. Зимой Земля ближе к Солнцу и скорость её движения по орбите больше. Поэтому зимой угловая скорость перемещения Солнца по эклиптике на 3,4% больше средней.
В дни около солнцестояния склонение Солнца меняется очень медленно. В первые семь дней после солнцестояния увеличение склонения «не компенсирует» смещения восхода и захода на более поздние моменты по часам. Поэтому и получается, что «день прирастает с вечера».
2008 21 12:04
2009 21 17:47
2010 21 23:38
2011 22 05:30
2012 21 11:12
2013 21 17:11
2014 21 23:03
2015 22 04:48
2016 21 10:44
2017 21 16:28
Видимое годовое движение солнца на небесной сфере
Истинное движение Земли
Чтобы понять принцип видимого движения Солнца и других светил на небесной сфере, рассмотрим сперва истинное движение Земли. Земля является одной из планет солнечной системы. Она непрерывно вращается вокруг своей оси.
Период вращения ее равен одним суткам, поэтому наблюдателю, находящемуся на Земле, кажется, что все небесные светила обращаются вокруг Земли с востока на запад с тем же периодом.
Наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты
Но Земля не только вращается вокруг своей оси, но и обращается также вокруг Солнца по эллиптической орбите. Полный оборот вокруг Солнца она совершает за один год. Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66°33′. Положение оси в пространстве при движении Земли вокруг Солнца все время остается почти неизменным. Поэтому Северное и Южное полушария попеременно бывают обращены в сторону Солнца, в результате чего на Земле происходит смена времен года.
При наблюдении неба можно заметить, что звезды на протяжении многих лет неизменно сохраняют свое взаимное расположение.
Звезды “неподвижны” лишь потому, что находятся очень далеко от нас. Расстояние до них так велико, что с любой точки земной орбиты они видны одинаково.
А вот тела же солнечной системы — Солнце, Луна и планеты, которые находятся сравнительно недалеко от Земли, и смену их положений мы можем легко заметить. Таким образом, Солнце наравне со всеми светилами участвует в суточном движении и одновременно имеет собственное видимое движение (оно называется годовым движением), обусловленное движением Земли вокруг Солнца.
Видимое годовое движение Солнца на небесной сфере
Наиболее просто годовое движение Солнца можно объяснить по рисунку приведенному ниже. Из этого рисунка видно, что в зависимости от положения Земли на орбите наблюдатель с Земли будет видеть Солнце на фоне разных созвездий. Ему будет казаться, что оно все время перемещается по небесной сфере. Это движение является отражением обращения Земли вокруг Солнца. За год Солнце сделает полный оборот.
Что представляет собой эклиптика
Большой круг на небесной сфере, по которому происходит видимое годовое движение Солнца, называется эклиптикой. Эклиптика — слово греческое и в переводе означает затмение. Этот круг назвали так потому, что затмения Солнца и Луны происходят только тогда, когда оба светила находятся на этом круге.
Следует отметить, что плоскость эклиптики совпадает с плоскостью орбиты Земли.
Видимое годовое движение Солнца по эклиптике происходит в том же направлении, в котором Земля движется по орбите вокруг Солнца, т. е. оно перемещается к востоку. В течение года Солнце последовательно проходит по эклиптике 12 созвездий, которые образуют пояс Зодиака и называются зодиакальными.
Наклон эклиптики к экватору не сохраняется постоянным (вследствие воздействия на Землю сил притяжения Солнца и Луны), поэтому в 1896 г. при утверждении астрономических постоянных решено было наклон эклиптики к экватору считать усредненно равным 23°27’8″,26.
Небесный экватор и плоскость эклиптики
Эклиптика пересекается с небесным экватором в двух точках, которые называются точками весеннего и осеннего равноденствий. Точку весеннего равноденствия принято обозначать знаком созвездия Овен Т, а точку осеннего равноденствия — знаком созвездия Весов —. Солнце в этих точках соответственно бывает 21 марта и 23 сентября. В эти дни на Земле день равен ночи, Солнце точно восходит в точке востока и заходит в точке запада.
Точки весеннего и осеннего равноденствия – места пересечения экватора и плоскости эклиптики
Точки эклиптики, отстоящие от точек равноденствий на 90°, называются точками солнцестояний. Точка Е на эклиптике, в которой Солнце занимает самое высокое положение относительно небесного экватора, называется точкой летнего солнцестояния, а точка Е’, в которой оно занимает самое низкое положение, называется точкой зимнего солнцестояния.
В точке летнего солнцестояния Солнце бывает 22 июня, а в точке зимнего солнцестояния — 22 декабря. В течение нескольких дней, близких к датам солнцестояний, полуденная высота Солнца остается почти неизменной, в связи с чем эти точки и получили такое название. Когда Солнце находится в точке летнего солнцестояния день в Северном полушарии самый длинный, а ночь самая короткая, а когда оно находится в точке зимнего солнцестояния — наоборот.
В день летнего солнцестояния точки восхода и захода Солнца максимально удалены к северу от точек востока и запада на горизонте, а в день зимнего солнцестояния они имеют наибольшее удаление к югу.
Движение Солнца по эклиптике приводит к непрерывному изменению его экваториальных координат, ежедневному изменению полуденной высоты и перемещению по горизонту точек восхода и захода.
Известно, что склонение Солнца отсчитывается от плоскости небесного экватора, а прямое восхождение — от точки весеннего равноденствия. Поэтому когда Солнце находится в точке весеннего равноденствия, его склонение и прямое восхождение равны нулю. В течение года склонение Солнца в настоящий период изменяется от +23°26′ до —23°26′, переходя два раза в год через нуль, а прямое восхождение от 0 до 360°.
Солнце имеет форму шара или сплюснуто у полюсов? Давайте разберемся! Подробнее об этом
Экваториальные координаты Солнца в течение года
Экваториальные координаты Солнца в течение года изменяются неравномерно. Происходит это вследствие неравномерности движения Солнца по эклиптике и движения Солнца по эклиптике и наклона эклиптики к экватору. Половину своего видимого годового пути Солнце проходит за 186 суток с 21 марта по 23 сентября, а вторую половину за 179 суток с 23 сентября по 21 марта.
Неравномерность движения Солнца по эклиптике связана с тем, что Земля на протяжении всего периода обращения вокруг Солнца движется по орбите не с одинаковой скоростью. Солнце находится в одном из фокусов эллиптической орбиты Земли.
движение Земли по орбите
Из второго закона Кеплера известно, что линия, соединяющая Солнце и планету, за равные промежутки времени описывает равные площади. Согласно этому закону Земля, находясь ближе всего к Солнцу, т. е. в перигелии, движется быстрее, а находясь дальше всего от Солнца, т. е. в афелии — медленнее.
Ближе к Солнцу Земля бывает зимой, а летом — дальше. Поэтому в зимние дни она движется по орбите быстрее, чем в летние. Вследствие этого суточное изменение прямого восхождения Солнца в день зимнего солнцестояния равно 1°07′, тогда как в день летнего солнцестояния оно равно только 1°02′.
Различие скоростей движения Земли в каждой точке орбиты вызывает неравномерность изменения не только прямого восхождения, но и склонения Солнца. Однако за счет наклона эклиптики к экватору его изменение имеет другой характер. Наиболее быстро склонение Солнца изменяется вблизи точек равноденствия, а у точек солнцестояния оно почти не изменяется.
Знание характера изменения экваториальных координат Солнца позволяет производить приближенный расчет прямого восхождения и склонения Солнца.
Для выполнения такого расчета берут ближайшую дату с известными экваториальными координатами Солнца. Затем учитывают, что прямое восхождение Солнца за сутки изменяется в среднем на 1°, а склонение Солнца в течение месяца до и после прохождения точек равноденствия изменяется на 0,4° в сутки; в течение месяца перед солнцестояниями и после них — на 0,1° в сутки, а в течение промежуточных месяцев между указанными — на 0,3°.
Склонение солнца в день зимнего солнцестояния
Автор: Lkgios 29.11.2014 21:15
Ежегодно 21(22) декабря Солнце максимально опускается в южное полушарие неба, то есть двигаясь по эклиптике, достигает своего наименьшего склонения на небе. Это время самого короткого дня, самой долгой ночи и самой длинной тени в полдень в Северном полушарии. После 21 декабря Солнце, сначала незаметно, станет с каждым новым днем набирать высоту на небе, достигая максимальной в день летнего солнцестояния (очередного солнцеворота).
Таблица восходов-заходов, высоты Солнца и продолжительности светового дня в Братске (UTC+8ч)
дата Восх ВК Зах ВК° диам. координаты долгота дня
В первые дни после 22 декабря день увеличивается, но смещается на более позднее время по часам. В народе говорят: «День прирастает с вечера«. Почему это происходит?
Причина кроется в неравномерности нарастания прямого восхождения Солнца в течение года. Зимой Земля ближе к Солнцу и скорость её движения по орбите больше. Поэтому зимой угловая скорость перемещения Солнца по эклиптике на 3,4% больше средней.
В дни около солнцестояния склонение Солнца меняется очень медленно. В первые семь дней после солнцестояния увеличение склонения «не компенсирует» смещения восхода и захода на более поздние моменты по часам. Поэтому и получается, что «день прирастает с вечера».
2008 21 12:04
2009 21 17:47
2010 21 23:38
2011 22 05:30
2012 21 11:12
2013 21 17:11
2014 21 23:03
2015 22 04:48
2016 21 10:44
2017 21 16:28
2018 21 22:23
2019 22 04:19
2020 21 10:02
День зимнего солнцестояния
Многие жители Земли, занятые в последние дни пред-Рождественскими и пред-Новогодними хлопотами, даже не заметили, что наступило Зимнее Солнцестояние. В Северном полушарии где-то глухая полярная ночь, где-то метели и снегопады, а где-то идет дождь и небо закрыто свинцовыми тучами. Дни короткие, сумерки наступают рано, люди ходят вялые и сонные, запуганные опасностью подхватить, невесть откуда свалившийся на их голову, неведомый и смертельно опасный коронавирус, и только предпраздничная суета и предвкушение весьма продолжительных зимних праздников заставляет многих встряхиваться.
В точке Козерога, склонение Солнца равно углу наклона эклиптики к небесному экватору, d= e = 23º 26′,2.
Именно потому, что с 20 по 22 декабря склонение Солнца практически одинаковое и поэтому его полуденная (меридиональная) высота остаётся практически неизменной и кажется, что Солнце стоит, и стали называть этот день, днём зимнего солнцестояния.
В этот день, в Северном полушарии наблюдается самый короткий день и самая длинная ночь, а в заполярных широтах наблюдается середина «полярной ночи».
Зато в Южном полушарии наблюдается самый длинный день и самая короткая ночь, и весёлые жители шумного Рио-де-Жанейро, начинают готовиться к своему знаменитому карнавалу, правда весьма сомнительно, что в 2021 году красочный карнавал украсит улицы Рио, из-за измучившего всех жителей коронавируса.
Достигнув в День Зимнего Солнцестояния своего максимального значения в южном полушарии, Солнышко начнет движение по эклиптике в направлении небесного экватора. С этого дня склонение Солнца начнёт уменьшаться и у нас в Северном полушарии, продолжительность дня, хотя и медленно, но начнёт увеличиваться, а продолжительность ночи соответственно уменьшаться. В старину, на Руси, в это время говорили, что «Солнце пошло на лето, а зима на мороз», подразумевая, что Солнышко начало движение в сторону Северного полушария, однако морозы начинают крепчать и к Крещенью, 19 января, могут быть весьма сильными, оттого их и называют – «Крещенскими».
В старину вся жизни людей была организована по Солнечному циклу и поэтому для них в движении светила всё имело значение.
После Дня Зимнего Солнцестояния, склонение Солнца будет уменьшаться в течение трёх месяцев до дня весеннего равноденствия, со средней скоростью, аналогичной трём месяцем, предшествующим дню зимнего солнцестояния: в первый месяц – 0,1º в сутки, во второй — 0,3º в сутки, а за месяц до дня весеннего равноденствия — 0,4º в сутки.
Приблизительно через 13 дней после дня зимнего солнцестояния, а точнее 2 января 2021 г, в 13:51 часов, Земля будет находиться в точке перигелия и в это время от Земли до Солнца самое кратчайшее расстояние, однако, «не рукой подать», а 147 093 168 километров, что на 2,5 миллиона километров ближе среднего расстояния от Земли до Солнца, которое, как известно, равно 149 597 870,7 км (1 астрономическая единица). После прохождения точки перигелия скорость вращения Земли вокруг Солнца начнёт уменьшаться, а после прохождения точки афелия, 5 июля 2021 г, в 22:27 час, скорость вращения вокруг Солнца снова начнёт увеличиваться.
Казалось бы, если расстояние до Солнца наименьшее, то на Земле должно быть и теплее, однако, хотя с Земли Солнце действительно наблюдается большего размера, в Северном полушарии наблюдаются сильные морозы, а всё потому, что температура на Земле зависит не от расстояния до Солнца, а от наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты.
Всем нашим читателям мы желаем развеселых Рождественских и Новогодних праздников и безболезненно пережить зиму.
Склонение солнца в день зимнего солнцестояния
§ 16. Изменение экваториальных координат Солнца
Эти изменения экваториальных координат Солнца в течение года происходят неравномерно. Склонение изменяется быстрее всего при движении Солнца вблизи равноденственных точек и медленнее всего — вблизи точек солнцестояний. Прямое восхождение, наоборот, медленнее меняется вблизи равноденственных точек и быстрее — вблизи точек солнцестояний. При этом скорость изменения прямого восхождения Солнца вблизи точки летнего солнцестояния меньше, чем вблизи точки зимнего солнцестояния. Видимое движение Солнца по эклиптике есть следствие действительного движения Земли — обращения ее вокруг Солнца.
Движение Земли вокруг Солнца происходит в том же направлении, что и вращение Земли вокруг оси, и неравномерно (см. § 40). При этом ось вращения Земли всегда наклонена к плоскости орбиты Земли под углом 66° 33‘. Поэтому нам и кажется, что Солнце так же неравномерно перемещается по небесному своду среди звезд, так же с запада на восток, но по окружности (эклиптике), плоскость которой наклонена к плоскости небесного (и земного) экватора под углом 23° 27‘ = 90° — 66°33‘.
Когда Солнце находится в точке весеннего равноденствия ( d = 0), то оно на всех географических широтах земной поверхности восходит в точке востока Е и заходит в точке запада W (см. § 13). Половина его суточного пути находится над горизонтом, половина под горизонтом. Следовательно, на всем земном шаре, кроме полюсов, в этот день продолжительность дня равна продолжительности ночи. Этот день называется днем весеннего равноденствия (около 21 марта) и считается началом весны в северном полушарии Земли. (В южном полушарии этот момент соответствует началу осени.)
Полуденная высота Солнца в день весеннего равноденствия на данной северной широте j согласно формуле (1.7)
Когда Солнце находится в точке летнего солнцестояния ( d = +23° 27′), то оно восходит на данной северной широте j на северо-востоке, а заходит на северо-западе. Большая часть его суточного пути находится над горизонтом. Продолжительность дня в северном полушарии Земли максимальная, ночи — минимальная, в южном — наоборот. Этот день называется днем летнего солнцестояния (около 22 июня) и считается началом лета в северном полушарии Земли (в южном этот момент соответствует началу зимы).
В день летнего солнцестояния полуденная высота Солнца на данной северной широте j достигает максимального значения
h max = 90° — j + 23° 27’
Когда Солнце находится в точке осеннего равноденствия ( d = 0), то оно снова на всей Земле восходит в точке востока и заходит в точке запада, и снова на всех широтах, кроме полюсов, продолжительность дня равна продолжительности ночи. Этот день называется днем осеннего равноденствия (около 23 сентября) и считается началом осени в северном полушарии Земли (началом весны — в южном полушарии).
Наконец, когда Солнце находится в точке зимнего солнцестояния ( d = — 23° 27’), то оно восходит на юго-востоке, а заходит на юго-западе. Большая часть его суточного пути находится под горизонтом. На данной северной географической широте j продолжительность дня минимальна, ночи — максимальна (в южных широтах, наоборот, продолжительность дня максимальна, ночи — минимальна). Этот день называется днем зимнего солнцестояния (около 22 декабря) и считается началом зимы в северном полушарии Земли (началом лета — в южном полушарии).
Высота Солнца в день зимнего солнцестояния на данной северной широте j достигает минимального значения