Pravo kretanje Zemlje - Prividno godišnje kretanje Sunca na nebeskoj sferi - Nebeski ekvator i ravan ekliptike - Ekvatorijalne koordinate Sunca tokom godine

Pravo kretanje zemlje

Da bismo razumjeli princip prividnog kretanja Sunca i drugih svjetiljki u nebeskoj sferi, prvo razmotrimo pravog kretanja zemlje. Zemlja je jedna od planeta. Neprekidno se rotira oko svoje ose.

Njegov period rotacije jednak je jednom danu, pa se posmatraču koji se nalazi na Zemlji čini da se sva nebeska tijela okreću oko Zemlje od istoka prema zapadu sa istim periodom.

Ali Zemlja ne samo da rotira oko svoje ose, već se i okreće oko Sunca po eliptičnoj orbiti. Završi jednu revoluciju oko Sunca u jednoj godini. Osa rotacije Zemlje je nagnuta prema ravni orbite pod uglom od 66°33′. Položaj ose u svemiru tokom kretanja Zemlje oko Sunca ostaje skoro nepromenjen sve vreme. Stoga su sjeverna i južna hemisfera naizmjenično okrenute prema Suncu, zbog čega se na Zemlji mijenjaju godišnja doba.

Kada se posmatra nebo, može se primijetiti da zvijezde dugi niz godina uvijek zadržavaju svoj relativni položaj.

Zvijezde su “fiksne” samo zato što su jako daleko od nas. Udaljenost do njih je tolika da su sa bilo koje tačke Zemljine orbite podjednako vidljivi.

Ali tijela Sunčevog sistema - Sunce, Mjesec i planete, koja su relativno blizu Zemlji, lako možemo primijetiti promjenu njihovog položaja. Dakle, Sunce, zajedno sa svim svjetiljkama, učestvuje u dnevnom kretanju i istovremeno ima svoje vidljivo kretanje (tzv. godišnje kretanje) zbog kretanja Zemlje oko Sunca.

Prividno godišnje kretanje Sunca na nebeskoj sferi

Najjednostavnije godišnje kretanje Sunca može se objasniti slikom ispod. Iz ove slike se može vidjeti da će, u zavisnosti od položaja Zemlje u orbiti, posmatrač sa Zemlje vidjeti Sunce na pozadini različitih . Činiće mu se da se neprestano kreće oko nebeske sfere. Ovo kretanje je odraz okretanja Zemlje oko Sunca. Za godinu dana Sunce će napraviti potpunu revoluciju.

Veliki krug na nebeskoj sferi, duž kojeg se odvija prividno godišnje kretanje Sunca, naziva se ekliptika. Ekliptica je grčka riječ i znači eklipsa. Ovaj krug je tako nazvan jer se pomračenja Sunca i Mjeseca dešavaju samo kada su oba svjetla na ovom krugu.

Treba napomenuti da ravan ekliptike poklapa se sa ravninom Zemljine orbite.

Prividno godišnje kretanje Sunca duž ekliptike događa se u istom smjeru u kojem se Zemlja kreće u orbiti oko Sunca, odnosno kreće se na istok. Tokom godine Sunce sukcesivno prolazi kroz ekliptiku 12 sazvežđa, koja čine pojas i nazivaju se zodijakalnim.

Zodijački pojas čine sljedeća sazviježđa: Ribe, Ovan, Bik, Blizanci, Rak, Lav, Djevica, Vaga, Škorpija, Strijelac, Jarac i Vodolija. Zbog činjenice da je ravan Zemljinog ekvatora nagnuta prema ravni zemljine orbite za 23°27', ravni nebeskog ekvatora takođe nagnut prema ravni ekliptike pod uglom e=23°27′.

Nagib ekliptike prema ekvatoru ne ostaje konstantan (zbog utjecaja sila privlačenja Sunca i Mjeseca na Zemlju), stoga je 1896. godine, prilikom odobravanja astronomskih konstanti, odlučeno da se uzme u obzir nagib ekliptike prema ekvatoru biti u prosjeku jednak 23°27'8″,26.

Nebeski ekvator i ravan ekliptike

Ekliptika siječe nebeski ekvator u dvije tačke tzv tačke prolećne i jesenje ravnodnevice. Tačka proljetnog ekvinocija obično se označava znakom sazviježđa Ovna T, a tačka jesenje ravnodnevnice - znakom sazviježđa Vage -. Sunce na ovim tačkama je 21. marta, odnosno 23. septembra. Ovih dana na Zemlji dan je jednak noći, Sunce tačno izlazi u istočnoj tački i zalazi u zapadnoj tački.

Tačke proljetne i jesenje ravnodnevnice su tačke sjecišta ekvatora i ravni ekliptike

Zovu se tačke na ekliptici koje su udaljene 90° od ekvinocija tačke solsticija. Tačka E na ekliptici, u kojoj je Sunce na najvišoj poziciji u odnosu na nebeski ekvator, naziva se tačka letnjeg solsticija, a tačka E' u kojoj zauzima najniži položaj se zove tačka zimskog solsticija.

U tački letnjeg solsticija, Sunce se pojavljuje 22. juna, a u tački zimskog solsticija - 22. decembra. Nekoliko dana blizu datuma solsticija, podnevna visina Sunca ostaje gotovo nepromijenjena, zbog čega su ove točke dobile ime. Kada je Sunce na letnjem solsticiju, dan na severnoj hemisferi je najduži, a noć najkraća, a kada je u zimskom solsticiju, tačno je suprotno.

Na dan ljetnog solsticija tačke izlaska i zalaska Sunca su što je moguće sjevernije od tačaka istok i zapad na horizontu, a na dan zimskog solsticija su na najvećoj udaljenosti prema jugu.

Kretanje Sunca duž ekliptike dovodi do kontinuirane promjene njegovih ekvatorijalnih koordinata, dnevne promjene podnevne visine i kretanja tačaka izlaska i zalaska sunca duž horizonta.

Poznato je da se deklinacija Sunca mjeri iz ravni nebeskog ekvatora, a prava ascenzija - od tačke proljetne ravnodnevnice. Stoga, kada je Sunce u proljetnoj ravnodnevici, njegova deklinacija i pravi uspon su nula. Tokom godine, deklinacija Sunca u sadašnjem periodu varira od +23°26′ do -23°26′, prolazeći kroz nulu dva puta godišnje, a desni ascenzija od 0 do 360°.

Ekvatorijalne koordinate Sunca tokom godine

Ekvatorijalne koordinate Sunca tokom godine se mijenjaju neravnomjerno. To se događa zbog neravnomjernog kretanja Sunca duž ekliptike i kretanja Sunca duž ekliptike i nagiba ekliptike prema ekvatoru. Sunce pokriva polovinu svoje prividne godišnje putanje za 186 dana od 21. marta do 23. septembra, a drugu polovinu za 179 dana od 23. septembra do 21. marta.

Neravnomjerno kretanje Sunca duž ekliptike posljedica je činjenice da se Zemlja tokom cijelog perioda okretanja oko Sunca ne kreće u orbiti istom brzinom. Sunce je u jednom od žarišta Zemljine eliptične orbite.

Od Keplerov drugi zakon Poznato je da linija koja povezuje Sunce i planetu pokriva jednaka područja u jednakim vremenskim periodima. Prema ovom zakonu, Zemlja je najbliža Suncu, tj perihel, kreće se brže i najudaljeniji je od Sunca, tj aphel- sporije.

Zemlja je zimi bliža Suncu, a leti dalje. Stoga se u zimskim danima kreće u orbiti brže nego u ljetnim danima. Kao rezultat, dnevna promjena pravog uspona Sunca na dan zimskog solsticija iznosi 1°07', dok je na dan ljetnog solsticija samo 1°02'.

Razlika u brzinama Zemljinog kretanja u svakoj tački orbite uzrokuje neujednačenu promjenu ne samo pravog uspona, već i deklinacije Sunca. Međutim, zbog nagiba ekliptike prema ekvatoru, njena promjena ima drugačiji karakter. Deklinacija Sunca se najbrže mijenja u blizini ekvinocija, a na solsticijama se gotovo i ne mijenja.

Poznavanje prirode promjene ekvatorijalnih koordinata Sunca omogućava nam da napravimo približan proračun pravog uspona i deklinacije Sunca.

Da biste izvršili takav proračun, uzmite najbliži datum sa poznatim ekvatorijalnim koordinatama Sunca. Tada se uzima u obzir da se desni uspon Sunca dnevno mijenja u prosjeku za 1°, a deklinacija Sunca tokom mjeseca prije i nakon prolaska ekvinocija mijenja se za 0,4° dnevno; tokom mjeseca prije i poslije solsticija - za 0,1 ° dnevno, a tokom međumjeseca između naznačenih - za 0,3 °.

§ 52. Prividno godišnje kretanje Sunca i njegovo objašnjenje

Posmatrajući dnevno kretanje Sunca tokom cijele godine, lako se mogu uočiti brojne karakteristike u njegovom kretanju koje se razlikuju od dnevnog kretanja zvijezda. Najkarakterističnije od njih su sljedeće.

1. Mjesto izlaska i zalaska sunca, a samim tim i njegov azimut se mijenjaju iz dana u dan. Počevši od 21. marta (kada Sunce izlazi u istočnoj i zalazi u zapadnoj tački) do 23. septembra, izlazak sunca se posmatra u sjeveroistočnoj, a zalazak sunca u sjeverozapadnoj četvrti. Početkom ovog vremena tačke izlaska i zalaska sunca kreću se prema sjeveru, a zatim u suprotnom smjeru. 23. septembra, kao i 21. marta, Sunce izlazi na istoku i zalazi na zapadu. Počevši od 23. septembra do 21. marta, slična pojava će se ponoviti u jugoistočnim i jugozapadnim četvrtima. Kretanje tačaka izlaska i zalaska sunca ima jednogodišnji period.

Zvijezde uvijek izlaze i zalaze na istim tačkama na horizontu.

2. Meridijanska visina Sunca se mijenja svakog dana. Na primjer, u Odesi (av = 46°.5 N) 22. juna će biti najveći i jednak 67°, zatim će početi da opada i 22. decembra će dostići najnižu vrijednost od 20°. Nakon 22. decembra meridijalna visina Sunca će početi da raste. Ovaj fenomen je takođe godišnji period. Meridijanska visina zvijezda je uvijek konstantna. 3. Dužina vremena između kulminacija bilo koje zvijezde i Sunca se stalno mijenja, dok dužina vremena između dvije kulminacije istih zvijezda ostaje konstantna. Dakle, u ponoć vidimo da kulminiraju ona sazvežđa koja se trenutno nalaze na suprotnoj strani sfere od Sunca. Tada neka sazvežđa ustupe mesto drugima, a tokom godine u ponoć sva sazvežđa redom kulminiraju.

4. Dužina dana (ili noći) nije konstantna tokom cijele godine. Ovo je posebno uočljivo ako uporedimo trajanje letnjih i zimskih dana na visokim geografskim širinama, na primer, u Lenjingradu.To se dešava jer je vreme kada je Sunce iznad horizonta tokom godine različito. Zvezde iznad horizonta su uvek u istom vremenskom periodu.

Dakle, Sunce, pored dnevnog kretanja koje se obavlja zajedno sa zvezdama, ima i vidljivo kretanje po sferi sa godišnjim periodom. Ovaj pokret se naziva vidljivim godišnje kretanje Sunca preko nebeske sfere.

Najvizuelniji prikaz ovog kretanja Sunca dobićemo ako svakodnevno određujemo njegove ekvatorijalne koordinate - pravu ascenziju a i deklinaciju b. Zatim, koristeći pronađene vrijednosti koordinata, iscrtavamo tačke na pomoćnoj nebeskoj sferi i povezujemo ih glatkom krivulja. Kao rezultat, dobijamo veliki krug na sferi, koji će ukazati na putanju prividnog godišnjeg kretanja Sunca. Krug na nebeskoj sferi po kojem se Sunce kreće naziva se ekliptika. Ravnina ekliptike nagnuta je prema ravnini ekvatora pod konstantnim kutom g \u003d \u003d 23 ° 27 ", što se naziva kutom nagiba ekliptike do ekvatora(Sl. 82).

Rice. 82.

Prividno godišnje kretanje Sunca duž ekliptike događa se u smjeru suprotnom od rotacije nebeske sfere, odnosno od zapada prema istoku. Ekliptika se siječe sa nebeskim ekvatorom u dvije tačke, koje se nazivaju ekvinocij. Tačka u kojoj se Sunce kreće s južne hemisfere na sjevernu i stoga mijenja naziv deklinacije s juga na sjever (tj. iz bS u bN), naziva se tačka prolećna ravnodnevica i označena je ikonom Y. Ova ikona označava sazvežđe Ovan, u kojem se ova tačka nekada nalazila. Stoga se ponekad naziva tačka Ovna. Tačka T se trenutno nalazi u sazviježđu Riba.

Suprotna tačka u kojoj se Sunce kreće sa sjeverne hemisfere na južnu i mijenja naziv svoje deklinacije iz b N u b S zove se tačka jesenjeg ekvinocija. Označen je znakom sazviježđa Vage O, u kojem se nekada nalazio. Jesenski ekvinocij je trenutno u sazviježđu Djevice.

Tačka L se zove ljetna tačka, i tačka L" - tačka zimski solsticij.

Pratimo prividno kretanje Sunca duž ekliptike tokom godine.

Sunce dolazi u prolećnu ravnodnevnicu 21. marta. Prava ascenzija a i solarna deklinacija b su nula. Širom zemaljske kugle Sunce izlazi u tački O st i zalazi u tački W, a dan je jednak noći. Od 21. marta Sunce se kreće duž ekliptike prema tački letnjeg solsticija. Prava ascenzija i deklinacija Sunca se stalno povećavaju. Astronomsko proljeće dolazi na sjevernoj hemisferi, a jesen na južnoj.

22. juna, nakon otprilike 3 mjeseca, Sunce dolazi u tačku ljetnog solsticija L. Pravi uspon Sunca a = 90 °, deklinacija b = 23 ° 27 "N. Astronomsko ljeto počinje na sjevernoj hemisferi (najduži dani i kratke noći), a na jugu - zima (najduže noći i najkraći dani)... Kako se Sunce dalje kreće, njegova sjeverna deklinacija počinje da se smanjuje, dok prava ascenzija nastavlja da raste.

Otprilike tri mjeseca kasnije, 23. septembra, Sunce dolazi u tačku jesenjeg ekvinocija Q. Pravi uspon Sunca a=180°, deklinacija b=0°. Budući da je b = 0 ° (kao 21. marta), tada za sve tačke na zemljinoj površini Sunce izlazi u tački O st i zalazi u tački W. Dan će biti jednak noći. Naziv deklinacije Sunca mijenja se iz sjevernog 8n u južni - bS. Astronomska jesen dolazi na sjevernoj hemisferi, a proljeće na južnoj hemisferi. Sa daljim kretanjem Sunca duž ekliptike do tačke zimskog solsticija U, deklinacija 6 i prava ascenzija aO rastu.

Dana 22. decembra Sunce dolazi u tačku zimskog solsticija L ". Prava ascenzija a = 270 ° i deklinacija b = 23 ° 27" S. Na sjevernoj hemisferi nastupa astronomska zima, a na južnoj hemisferi ljeto.

Nakon 22. decembra, Sunce se pomiče u tačku T. Ime njegove deklinacije ostaje južno, ali se smanjuje, a prava ascenzija raste. Otprilike 3 mjeseca kasnije, 21. marta, Sunce se, napravivši punu revoluciju duž ekliptike, vraća u tačku Ovna.

Promjene pravog uspona i deklinacije Sunca tokom godine ne ostaju konstantne. Za približne proračune, dnevna promjena desnog uspona Sunca uzima se jednakom 1 °. Promjena deklinacije po danu uzima se jednakom 0°,4 za mjesec prije ravnodnevnice i mjesec poslije, a promjena od 0°,1 za mjesec prije solsticija i mjesec nakon solsticija; ostatak vremena, promjena deklinacije Sunca se uzima jednakom 0°.3.

Posebnost promjene pravog uspona Sunca igra važnu ulogu u odabiru osnovnih jedinica za mjerenje vremena.

Proljetni ekvinocij se kreće duž ekliptike prema godišnjem kretanju Sunca. Godišnje kretanje mu je 50", 27 ili zaokruženo 50", 3 (za 1950.). Shodno tome, Sunce ne dostiže svoje prvobitno mesto u odnosu na nepokretne zvezde za 50"3. Da bi Sunce prošlo naznačenu putanju biće potrebno 20 m m 24 s. Iz tog razloga, proleće

Dolazi prije nego što Sunce završi i njegovo prividno godišnje kretanje je puni krug od 360° u odnosu na nepokretne zvijezde. Pomak u trenutku nastupanja proljeća otkrio je Hiparh u 2. vijeku prije nove ere. BC e. iz posmatranja zvezda koje je napravio na ostrvu Rodos. On je ovu pojavu nazvao precesijom ekvinocija ili precesijom.

Fenomen kretanja proljetnog ekvinocija zahtijevao je uvođenje pojmova tropskih i sideričnih godina. Tropska godina je vremenski period tokom kojeg Sunce pravi potpunu revoluciju u nebeskoj sferi u odnosu na tačku prolećne ravnodnevnice T. "Trajanje tropske godine je 365,2422 dana. Tropska godina je u skladu sa prirodnim pojavama i tačno sadrži puni ciklus godišnjih doba: proljeće, ljeto, jesen i zima.

Siderična godina je vremenski period tokom kojeg Sunce čini potpunu revoluciju u nebeskoj sferi u odnosu na zvijezde. Trajanje zvezdane godine je 365,2561 dan. Siderična godina je duža od tropske godine.

U svom prividnom godišnjem kretanju preko nebeske sfere, Sunce prolazi među raznim zvijezdama smještenim duž ekliptike. Još u antičko doba ove su zvijezde bile podijeljene u 12 sazviježđa, od kojih je većina dobila imena životinja. Traka neba duž ekliptike koju čine ova sazviježđa zvala se Zodijak (krug životinja), a sazviježđa su se zvala zodijak.

Prema godišnjim dobima, Sunce prolazi kroz sljedeća sazviježđa:

Iz zajedničkog kretanja Sunca-godišnjaka po ekliptici i dnevnog usled rotacije nebeske sfere, nastaje opšte kretanje Sunca po spiralnoj liniji. Ekstremne paralele ove linije uklonjene su sa obe strane ekvatora na udaljenosti od β=23°.5.

22. juna, kada Sunce opisuje ekstremnu dnevnu paralelu na sjevernoj nebeskoj hemisferi, ona je u sazviježđu Blizanaca. U dalekoj prošlosti, Sunce je bilo u sazvežđu Raka. Sunce je 22. decembra u sazvežđu Strelca, a u prošlosti je bilo u sazvežđu Jarca. Stoga je krajnja sjeverna nebeska paralela nazvana Tropikom Raka, a južna Tropikom Jarca. Odgovarajuće zemaljske paralele sa geografskim širinama cp = bemax = 23 ° 27 "na sjevernoj hemisferi nazvane su Tropikom Raka, ili sjevernim tropom, a na južnoj - Tropikom Jarca, ili južnim tropom.

U zajedničkom kretanju Sunca, koje se dešava duž ekliptike uz istovremenu rotaciju nebeske sfere, postoji niz karakteristika: menja se dužina dnevne paralele iznad horizonta i ispod horizonta (a samim tim i dužina dana i noći), meridijalne visine Sunca, tačke izlaska i zalaska sunca, itd. Sve ove pojave zavise od odnosa između geografske širine nekog mesta i deklinacije Sunca. Prema tome, za posmatrača koji se nalazi na različitim geografskim širinama, one će biti različite.

Razmotrite ove pojave na nekim geografskim širinama:

1. Posmatrač je na ekvatoru, cp = 0°. Osa sveta leži u ravni pravog horizonta. Nebeski ekvator se poklapa sa prvom vertikalom. Dnevne paralele Sunca su paralelne sa prvom vertikalom, tako da Sunce u svom dnevnom kretanju nikada ne prelazi prvu vertikalu. Sunce izlazi i zalazi svakodnevno. Dan je uvek jednak noći. Sunce je u zenitu dva puta godišnje - 21. marta i 23. septembra.

Rice. 83.

2. Posmatrač je na geografskoj širini φ
3. Posmatrač je na geografskoj širini 23°27"
4. Posmatrač je na geografskoj širini φ\u003e 66 ° 33 "N ili S (Sl. 83). Pojas je polarni. Paralele φ = 66 ° 33" N ili S nazivaju se polarni krugovi. Polarni dani i noći se mogu posmatrati u polarnom pojasu, odnosno kada je Sunce iznad horizonta duže od jednog dana ili ispod horizonta duže od jednog dana. Što su polarni dani i noći duži, to je geografska širina veća. Sunce izlazi i zalazi samo onim danima kada je njegova deklinacija manja od 90°-φ.

5. Posmatrač se nalazi na polu φ=90°N ili S. Osa svijeta se poklapa sa viskom i, prema tome, ekvator sa ravninom pravog horizonta. Položaj posmatračevog meridijana će biti neizvjestan, pa dijelovi svijeta nedostaju. Tokom dana, Sunce se kreće paralelno sa horizontom.

U dane ekvinocija javljaju se polarni izlasci ili zalasci sunca. U dane solsticija visina Sunca dostiže svoje najveće vrijednosti. Visina Sunca je uvijek jednaka njegovoj deklinaciji. Polarni dan i polarna noć traju 6 mjeseci.

Dakle, zbog raznih astronomskih pojava uzrokovanih zajedničkim dnevnim i godišnjim kretanjem Sunca na različitim geografskim širinama (prolaskom kroz zenit, pojavama polarnog dana i noći) i klimatskim karakteristikama uzrokovanim ovim pojavama, Zemljina površina se dijeli na tropskim, umjerenim i polarnim zonama.

tropski pojas naziva se dio zemljine površine (između geografskih širina φ \u003d 23 ° 27 "N i 23 ° 27" S), u kojem Sunce izlazi i zalazi svaki dan i dva puta godišnje je u zenitu. Tropska zona zauzima 40% ukupne Zemljine površine.

umjerena zona naziva se dio zemljine površine u kojem sunce izlazi i zalazi svaki dan, ali nikada u zenitu. Postoje dvije umjerene zone. Na sjevernoj hemisferi između geografskih širina φ = 23°27"N i φ = 66°33"N, a na južnoj hemisferi između geografskih širina φ=23°27"J i φ = 66°33"S. Umjereni pojasevi zauzimaju 50% zemljine površine.

polarni pojas naziva se dio zemljine površine u kojem se promatraju polarni dani i noći. Postoje dva polarna pojasa. Sjeverni polarni pojas proteže se od geografske širine φ = 66 ° 33 "N do sjevernog pola, a južni - od φ = 66 ° 33" S do južnog pola. Zauzimaju 10% Zemljine površine.

Nikola Kopernik (1473-1543) bio je prvi koji je dao ispravno objašnjenje prividnog godišnjeg kretanja Sunca u nebeskoj sferi. On je pokazao da godišnje kretanje Sunca u nebeskoj sferi nije njegovo stvarno kretanje, već samo vidljivo, koje odražava godišnje kretanje Zemlje oko Sunca. Kopernikanski svjetski sistem nazvan je heliocentrični. Prema ovom sistemu, Sunce je u centru Sunčevog sistema, oko kojeg se kreću planete, uključujući i našu Zemlju.

Zemlja istovremeno učestvuje u dva kretanja: rotira oko svoje ose i kreće se po elipsi oko Sunca. Rotacija Zemlje oko svoje ose uzrokuje promjenu dana i noći. Njegovo kretanje oko Sunca uzrokuje promjenu godišnjih doba. Od zajedničke rotacije Zemlje oko svoje ose i kretanja oko Sunca nastaje prividno kretanje Sunca u nebeskoj sferi.

Da bismo objasnili prividno godišnje kretanje Sunca u nebeskoj sferi, koristimo Sl. 84. U centru je Sunce S, oko kojeg se Zemlja kreće suprotno od kazaljke na satu. Zemljina osa zadržava nepromijenjen položaj u prostoru i sa ravninom ekliptike čini ugao jednak 66°33. Stoga je ekvatorijalna ravan nagnuta prema ravni ekliptike pod uglom e = 23°27". Slijedi nebeska sfera sa ekliptikom i znacima sazviježđa Zodijaka ispisanim na njoj na njihovoj trenutnoj lokaciji.

Zemlja dolazi u poziciju I 21. marta. Gledano sa Zemlje, Sunce je projektovano na nebesku sferu u tački T, trenutno u sazvežđu Riba. Deklinacija Sunca je=0°. Posmatrač koji se nalazi na Zemljinom ekvatoru vidi Sunce u podne u njegovom zenitu. Sve zemaljske paralele su osvijetljene na pola, stoga je na svim tačkama na površini zemlje dan jednak noći. Astronomsko proljeće počinje na sjevernoj hemisferi, a jesen počinje na južnoj hemisferi.

Rice. 84.

Zemlja ulazi u poziciju II 22. juna. Deklinacija sunca b=23°,5N. Kada se posmatra sa Zemlje, Sunce se projektuje u sazvežđe Blizanci. Za posmatrača koji se nalazi na geografskoj širini φ = 23°, 5N, (Sunce prolazi kroz zenit u podne. Većina dnevnih paralela je osvijetljena na sjevernoj hemisferi, a manji dio na južnoj. Sjeverni polarni pojas je osvijetljen i južna nije osvijetljena.Polarni dan traje na sjevernoj, a na južnoj - polarna noć.Na sjevernoj Zemljinoj hemisferi zraci Sunca padaju skoro okomito, a na južnoj hemisferi - pod uglom, pa astronomsko ljeto nastupa na sjevernoj hemisferi, a zima na južnoj.

Zemlja ulazi u poziciju III 23. septembra. Deklinacija Sunca je bo=0° i projektovano je na tačku Vage, koja se sada nalazi u sazvežđu Devica. Posmatrač na ekvatoru vidi sunce u podne u zenitu. Sve zemaljske paralele su do pola osvijetljene Suncem, stoga je u svim tačkama Zemlje dan jednak noći. Astronomska jesen počinje na sjevernoj hemisferi, a proljeće počinje na južnoj hemisferi.

22. decembar Zemlja dolazi u poziciju IV Sunce se projektuje u sazvežđe Strelac. Deklinacija sunca 6=23°,5S. Na južnoj hemisferi je osvijetljeno više dnevnih paralela nego na sjevernoj, pa je na južnoj hemisferi dan duži od noći, a na sjevernoj hemisferi obrnuto. Sunčeve zrake padaju gotovo okomito na južnu hemisferu, a pod uglom u sjevernu hemisferu. Stoga na južnoj hemisferi dolazi astronomsko ljeto, a na sjevernoj zima. Sunce obasjava južni polarni pojas, a ne obasjava sjeverni. U južnom polarnom pojasu se posmatra polarni dan, a u sjevernom noć.

Za druge međupoložaje Zemlje mogu se dati odgovarajuća objašnjenja.

Naprijed
Sadržaj
Nazad

Dnevni put Sunca. Svakog dana, dok izlazi iz horizonta na istočnoj strani neba, Sunce prelazi preko neba i ponovo se skriva na zapadu. Za stanovnike sjeverne hemisfere ovo kretanje se događa s lijeva na desno, za južnjake - s desna na lijevo. U podne Sunce dostiže najveću visinu, ili, kako kažu astronomi, kulminira. Podne je gornji vrhunac, a postoji i donji vrhunac - u ponoć. Na našim srednjim geografskim širinama donja kulminacija Sunca nije vidljiva, jer se javlja ispod horizonta. Ali iza arktičkog kruga, gdje Sunce ponekad ne zalazi ljeti, možete promatrati i gornju i donju kulminaciju. Na geografskom polu, dnevna putanja Sunca je skoro paralelna sa horizontom. Pojavljujući se na dan proljetne ravnodnevnice, Sunce se sve više diže četvrtinu godine, opisujući krugove iznad horizonta. Na dan ljetnog solsticija dostiže maksimalnu visinu (23,5?).

U narednoj četvrtini godine, prije jesenje ravnodnevice, Sunce se spušta. Ovo je polarni dan. Tada nastupa polarna noć na pola godine. Na srednjim geografskim širinama vidljiva dnevna putanja Sunca se skraćuje ili povećava tokom cijele godine. Najniža je na zimski solsticij, a najveća na ljetni solsticij. Tokom ekvinocija, Sunce se nalazi na nebeskom ekvatoru. Istovremeno se diže na istoku i zalazi na tački zapada. U periodu od proljećne ravnodnevice do ljetnog solsticija, mjesto izlaska Sunca se blago pomjera od tačke izlaska ulijevo, na sjever. A mjesto ulaska se pomiče od zapadne tačke udesno, ali i na sjever. Na dan ljetnog solsticija Sunce se pojavljuje na sjeveroistoku, a u podne kulminira na najvišoj nadmorskoj visini u godini. Sunce zalazi na sjeverozapadu. Zatim se mjesta izlaska i zalaska sunca pomiču nazad na jug. Za vrijeme zimskog solsticija, Sunce izlazi na jugoistoku, prelazi nebeski meridijan na najnižoj tački i zalazi na jugozapadu. Treba imati na umu da je zbog refrakcije (odnosno prelamanja svjetlosnih zraka u zemljinoj atmosferi) prividna visina svjetiljke uvijek veća od prave. Stoga se izlazak sunca javlja ranije, a zalazak kasnije nego što bi bio u odsustvu atmosfere. Dakle, dnevna putanja Sunca je mali krug nebeske sfere, paralelan sa nebeskim ekvatorom. Istovremeno, tokom godine, Sunce se kreće u odnosu na nebeski ekvator ili na sjever ili na jug. Dnevni i noćni dio njegovog putovanja nisu isti. One su jednake samo u dane ekvinocija, kada je Sunce na nebeskom ekvatoru.

Godišnja putanja Sunca Izraz "put Sunca među zvijezde" nekome će se učiniti čudnim. Ne možete vidjeti zvijezde tokom dana. Stoga nije lako primijetiti da je Sunce sporo, za oko 1? dnevno, kreće se među zvijezdama s desna na lijevo. Ali možete vidjeti kako se izgled zvjezdanog neba mijenja tokom godine. Sve je to posljedica okretanja Zemlje oko Sunca. Put vidljivog godišnjeg kretanja Sunca na pozadini zvijezda naziva se ekliptika (od grčkog "eclipsis" - "pomračenje"), a period okretanja duž ekliptike naziva se zvjezdana godina. To je jednako 265 dana 6 sati 9 minuta 10 sekundi, odnosno 365,2564 srednja sunčeva dana. Ekliptika i nebeski ekvator seku se pod uglom od 23?26" u tačkama prolećne i jesenje ravnodnevice. U prvoj od ovih tačaka Sunce se obično dešava 21. marta, kada prolazi sa južne hemisfere neba. na severnu.U drugom 23.septembra kada prelaze sa svoje severne hemisfere na jug.Na najdaljoj tacki ekliptike na severu Sunce je 22.juna (letnji solsticij), a na jugu - 22. decembar (zimski solsticij).U prijestupnoj godini ovi datumi se pomjeraju za jedan dan.Od četiri tačke na ekliptici glavna tačka je proljetni ekvinocij.Od nje se mjeri jedna od nebeskih koordinata -desna Uznesenje.Takođe služi za računanje zvezdanog vremena i tropske godine - vremenskog intervala između dva uzastopna prolaska centra Sunca kroz tačku prolećne ravnodnevice.Tropska godina određuje smenu godišnjih doba na našoj planeti.Od prolećne tačke ekvinocija polako se kreće među zvijezdama zbog precesije Zemljine ose, trajanja tropskog otprilike godinu dana manje od trajanja siderala. To je 365,2422 srednja solarna dana. Prije otprilike 2 hiljade godina, kada je Hiparh sastavio svoj zvjezdani katalog (prvi koji je do nas došao u cijelosti), proljetni ekvinocij je bio u sazviježđu Ovna. Do našeg vremena, prešla je skoro 30?, u sazviježđe Ribe, a tačka jesenje ravnodnevnice se pomjerila iz sazviježđa Vage u sazviježđe Djevice.

No, prema tradiciji, tačke ekvinocija su označene nekadašnjim znakovima nekadašnjih "ekvinocijalnih" sazviježđa - Ovna i Vage. Isto se dogodilo i sa tačkama solsticija: leto u sazvežđu Bika je obeleženo znakom Raka, a zimu u sazvežđu Strelca znakom Jarca. I konačno, poslednja stvar je povezana sa prividnim godišnjim kretanjem Sunca. Polovinu ekliptike od prolećne do jesenje ravnodnevice (od 21. marta do 23. septembra) Suncu treba 186 dana. Druga polovina, od jesenjeg ekvinocija do prolećne, traje 179 dana (180 u prestupnoj godini). Ali na kraju krajeva, polovice ekliptike su jednake: svaka je 180?. Zbog toga se Sunce kreće duž ekliptike neravnomjerno. Ova neravnomjernost se objašnjava promjenom brzine kretanja Zemlje u eliptičnoj orbiti oko Sunca. Neravnomjerno kretanje Sunca duž ekliptike dovodi do različitih dužina godišnjih doba. Za stanovnike sjeverne hemisfere, na primjer, proljeće i ljeto su šest dana duže od jeseni i zime. Zemlja se 2-4. juna nalazi od Sunca 5 miliona kilometara duže nego 2.-3. januara i kreće se po svojoj orbiti sporije u skladu sa drugim Keplerovim zakonom. Ljeti, Zemlja prima manje topline od Sunca, ali ljeto na sjevernoj hemisferi je duže od zime. Stoga je sjeverna hemisfera toplija od južne hemisfere.

1 Godišnje kretanje Sunca i koordinatni sistem ekliptike

Sunce se, uz dnevnu rotaciju, tokom godine polako kreće kroz nebesku sferu u suprotnom smjeru duž velikog kruga, koji se naziva ekliptika. Ekliptika je nagnuta prema nebeskom ekvatoru pod uglom Ƹ, čija je vrijednost trenutno blizu 23 26´. Ekliptika se siječe s nebeskim ekvatorom u tački proljeća ♈ (21. marta) i jeseni Ω (23. septembar) ekvinocija. Tačke ekliptike, 90 od ekvinocija, su tačke letnjeg (22. juna) i zimskog (22. decembra) solsticija. Ekvatorijalne koordinate centra Sunčevog diska kontinuirano se mijenjaju tokom godine od 0h do 24h (desna ascenzija) - ekliptička geografska dužina ϒm, računajući od proljetne ravnodnevnice do kruga geografske širine. I od 23 26´ do -23 26´ (deklinacija) - ekliptička širina, mjerena od 0 do +90 do sjevernog pola i 0 do -90 do južnog pola. Zodijačka sazvežđa su sazvežđa koja leže na liniji ekliptike. Nalazi se na liniji ekliptike 13 sazvežđa: Ovan, Bik, Blizanci, Rak, Lav, Devica, Vaga, Škorpija, Strelac, Jarac, Vodolija, Ribe i Zmijonik. No, sazviježđe Zmije se ne spominje, iako je Sunce u njemu većinu vremena sazviježđa Strijelca i Škorpije. Ovo je urađeno radi pogodnosti. Kada je Sunce ispod horizonta na visinama od 0 do -6 - traje građanski sumrak, a od -6 do -18 - astronomski sumrak.

2 Mjerenje vremena

Mjerenje vremena se zasniva na posmatranju dnevne rotacije kupole i godišnjeg kretanja Sunca, tj. rotacije Zemlje oko svoje ose i okretanja Zemlje oko Sunca.

Dužina osnovne jedinice vremena, koja se zove dan, zavisi od odabrane tačke na nebu. U astronomiji se uzimaju takve tačke:

Proljetni ekvinocij ♈ ( zvezdano vreme);

Centar vidljivog diska Sunca ( pravo sunce, pravo solarno vrijeme);

- zlo sunce - fiktivna tačka čiji se položaj na nebu može teoretski izračunati za bilo koji trenutak u vremenu ( srednje solarno vrijeme)

Tropska godina se koristi za mjerenje dugih vremenskih perioda, na osnovu kretanja Zemlje oko Sunca.

tropska godina- vremenski interval između dva uzastopna prolaska centra pravog centra Sunca kroz prolećnu ravnodnevnicu. Sadrži 365,2422 srednja sunčeva dana.

Zbog sporog kretanja tačke prolećna ravnodnevica prema suncu, uzrokovano precesija, u odnosu na zvijezde, Sunce je u istoj tački na nebu nakon vremenskog intervala od 20 minuta. 24 sec. duže od tropske godine. To se zove zvezda godina i sadrži 365,2564 srednja sunčeva dana.

3 zvezdano vreme

Vremenski interval između dva uzastopna vrhunca prolećne ravnodnevice na istom geografskom meridijanu naziva se zvezdani dani.

Siderično vrijeme se mjeri satnim uglom proljetne ravnodnevnice: S=t ♈ , i jednako je zbiru prave ascenzije i satnog ugla bilo koje zvijezde: S = α + t.

Sideralno vrijeme u bilo kojem trenutku jednako je pravoj ascenziji bilo koje svjetiljke plus njen satni ugao.

U trenutku gornje kulminacije Sunca njegov satni ugao t=0, a S = α.

4 Pravo solarno vrijeme

Vremenski interval između dva uzastopna klimaksa Sunca (centra solarnog diska) na istom geografskom meridijanu naziva se Ja sam pravi sunčani dani.

Početak pravog sunčevog dana na datom meridijanu uzima se kao trenutak donje kulminacije Sunca ( istinita ponoć).

Vrijeme od donje kulminacije Sunca do bilo kojeg drugog položaja, izraženo u dijelovima pravog sunčevog dana, naziva se pravo solarno vrijeme Tʘ

Pravo solarno vrijeme izraženo kao satni ugao Sunca, uvećan za 12 sati: T ʘ = t ʘ + 12 h

5 Srednje solarno vrijeme

Da bi dan imao konstantno trajanje i istovremeno bio povezan sa kretanjem Sunca, u astronomiju se uvode koncepti dve fiktivne tačke:

Srednja ekliptika i srednje ekvatorijalno Sunce.

Srednja ekliptika Sunce (cf. eclip. S.) kreće se jednoliko duž ekliptike prosečnom brzinom.

Srednje ekvatorijalno Sunce kreće se duž ekvatora konstantnom brzinom srednjeg ekliptičkog Sunca i istovremeno prolazi prolećnu ravnodnevnicu.

Vremenski interval između dva uzastopna klimaksa srednjeg ekvatorijalnog Sunca na istom geografskom meridijanu naziva se prosečan solarni dan.

Vrijeme proteklo od donje kulminacije srednjeg ekvatorijalnog Sunca do bilo kojeg drugog njegovog položaja, izraženo u dijelovima srednjeg sunčevog dana, naziva se srednje solarno vrijemeTm.

srednje solarno vrijeme Tm na datom meridijanu u svakom trenutku je brojčano jednak satnom uglu Sunca: Tm= t m+ 12h

Prosječno vrijeme se razlikuje od pravog po vrijednosti jednačine vremena: Tm= Tʘ +n .

6 Univerzalno, standardno i standardno vrijeme

svijet:

Lokalno srednje solarno vrijeme Griničkog meridijana se naziva univerzalno ili univerzalno vrijeme T 0 .

Lokalno srednje solarno vrijeme bilo koje tačke na Zemlji određeno je: Tm= T 0+λh

standardno vrijeme:

Vrijeme se vodi na 24 glavna geografska meridijana koji se nalaze jedan od drugog na geografskoj dužini tačno 15 (ili 1 sat) otprilike u sredini svake vremenske zone. Glavni nulti meridijan se smatra Greenwich. Standardno vrijeme je univerzalno vrijeme plus broj vremenske zone: T P \u003d T 0+n

porodiljstvo:

U Rusiji se u praktičnom životu do marta 2011. godine porodiljsko vrijeme koristilo:

T D \u003d T P+ 1 h .

Dekretno vrijeme druge vremenske zone u kojoj se nalazi Moskva naziva se moskovsko vrijeme. U letnjem periodu (april-oktobar) kazaljke na satu su se pomerale za sat unapred, a zimi su se vraćale pre sat vremena.

7 Refrakcija

Prividni položaj svjetiljki iznad horizonta razlikuje se od onoga izračunatog po formulama. Zraci iz nebeskog objekta, prije nego što uđu u oko posmatrača, prolaze kroz Zemljinu atmosferu i u njoj se lome. A kako se gustina povećava prema površini Zemlje, snop svjetlosti sve više odstupa u istom smjeru duž zakrivljene linije, tako da se smjer OM 1, duž kojeg posmatrač vidi zvijezdu, ispostavlja da je skrenut prema zenit i ne poklapa se sa pravcem OM 2, kojim bi on vidio svjetiljku u odsustvu atmosfere.

Fenomen prelamanja svetlosnih zraka tokom prolaska Zemljine atmosfere naziva se astronomskim refrakcija. Ugao M 1 OM 2 se zove ugao prelamanja ili refrakcija ρ.

Ugao ZOM 1 naziva se prividna zenitna udaljenost zvijezde z', a ugao ZOM 2 se naziva prava zenitna udaljenost z: z - z' = ρ, tj. prava udaljenost svjetiljke je veća od vidljive za vrijednost ρ.

Na liniji horizonta refrakcija je u prosjeku jednako 35ʹ.

Zbog prelamanja, uočavaju se promjene u obliku diskova Sunca i Mjeseca pri izlasku ili zalasku.

Postavite stolicu na sredinu sobe i, okrenuvši se prema njoj, napravite nekoliko krugova oko nje. I nije važno što je stolica nepomična - činit će vam se da se kreće u prostoru, jer će biti vidljiva na pozadini raznih predmeta prostornog namještaja.

Na isti način se Zemlja okreće oko Sunca, a nama, stanovnicima Zemlje, čini se da se Sunce kreće u pozadini zvijezda, praveći potpunu revoluciju po nebu za godinu dana. Ovo kretanje Sunca naziva se godišnjim. Osim toga, Sunce, kao i sva druga nebeska tijela, učestvuje u svakodnevnom kretanju neba.

Put među zvijezdama po kojem se odvija godišnje kretanje Sunca naziva se ekliptika.

Sunce napravi potpunu revoluciju duž ekliptike za godinu dana, tj. za oko 365 dana, tako da se Sunce kreće za 360°/365≈1° dnevno.

Pošto se Sunce kreće približno istom putanjom iz godine u godinu, tj. Položaj ekliptike među zvijezdama mijenja se tokom vremena vrlo, vrlo sporo, ekliptika se može ucrtati na kartu zvjezdanog neba:

Ovdje je ljubičasta linija nebeski ekvator. Iznad njega je dio sjeverne hemisfere neba koji se nalazi uz ekvator, ispod nje je ekvatorijalni dio južne hemisfere.

Debela valovita linija prikazuje godišnji put Sunca preko neba, tj. ekliptika. Na vrhu je napisano koje godišnje doba počinje na sjevernoj Zemljinoj hemisferi, kada se Sunce nalazi u odgovarajućem dijelu neba.

Slika Sunca na karti kreće se duž ekliptike s desna na lijevo.

Tokom godine Sunce uspeva da poseti 12 zodijačkih sazvežđa i još jedno - u Zmijoniku (od 29. novembra do 17. decembra),

Postoje četiri posebne tačke na ekliptici.

BP je proljetni ekvinocij. Sunce, prolazeći kroz prolećnu ravnodnevnicu, pada sa južne hemisfere neba na severnu.

LS - tačka ljetnog solsticija, - tačka ekliptike, smještena na sjevernoj hemisferi neba i najudaljenija od nebeskog ekvatora.

OR je tačka jesenjeg ekvinocija. Sunce, prolazeći kroz tačku jesenjeg ekvinocija, pada sa sjeverne hemisfere neba na južnu.

ZS - tačka zimskog solsticija, - tačka ekliptike, koja se nalazi na južnoj hemisferi neba i najudaljenija od nebeskog ekvatora.

ekliptička tačka	Sunce je u datoj tački na ekliptici	Početak astronomske sezone
prolećna ravnodnevica
Ljetni solsticij
jesenje ravnodnevice
zimski solsticij

Konačno, kako znate da se Sunce zaista kreće po nebu među zvijezdama?

Trenutno to uopće nije problem, jer. najsjajnije zvijezde su vidljive kroz teleskop čak i tokom dana, pa se kretanje Sunca među zvijezdama teleskopom može vidjeti i vlastitim očima ako želite.

U pred-teleskopskoj eri, astronomi su mjerili dužinu sjene od gnomona, vertikalnog pola, što im je omogućilo da odrede ugaonu udaljenost Sunca od nebeskog ekvatora. Osim toga, posmatrali su ne samo Sunce, već zvijezde dijametralno suprotne od Sunca, tj. one zvezde koje su bile najviše iznad horizonta u ponoć. Kao rezultat toga, drevni astronomi su odredili položaj Sunca na nebu i, posljedično, položaj ekliptike među zvijezdama.