Maa tõeline liikumine – Päikese näiv aastane liikumine taevasfääril – Taevaekvaator ja ekliptikatasand – Päikese ekvatoriaalsed koordinaadid aasta jooksul

Maa tõeline liikumine

Päikese ja teiste taevasfääri valgustite näiva liikumise põhimõtte mõistmiseks kaalume kõigepealt Maa tõeline liikumine. Maa on üks planeetidest. See pöörleb pidevalt ümber oma telje.

Selle pöörlemisperiood võrdub ühe päevaga, mistõttu Maal asuvale vaatlejale tundub, et kõik taevakehad tiirlevad ümber Maa idast läände sama perioodiga.

Kuid Maa mitte ainult ei pöörle ümber oma telje, vaid tiirleb ka elliptilisel orbiidil ümber Päikese. See teeb ühe pöörde ümber Päikese ühe aastaga. Maa pöörlemistelg on orbiidi tasapinna suhtes 66°33′ nurga all. Telje asend ruumis Maa ümber Päikese liikumise ajal jääb peaaegu muutumatuks kogu aeg. Seetõttu on põhja- ja lõunapoolkera vaheldumisi Päikese poole pööratud, mille tulemusena Maal muutuvad aastaajad.

Taevast vaadeldes võib märgata, et tähed säilitavad aastaid alati oma suhtelise asukoha.

Tähed on "fikseeritud" ainult seetõttu, et nad on meist väga kaugel. Kaugus nendeni on nii suur, et need on Maa orbiidi mis tahes punktist võrdselt nähtavad.

Kuid Päikesesüsteemi kehad - Päike, Kuu ja planeedid, mis on Maale suhteliselt lähedal ja nende asukohtade muutumist on meil lihtne märgata. Seega osaleb Päike koos kõigi valgustitega igapäevases liikumises ja omab samal ajal oma nähtavat liikumist (seda nimetatakse iga-aastane liikumine) tänu Maa liikumisele ümber päikese.

Päikese näiv iga-aastane liikumine taevasfääril

Päikese kõige lihtsamat iga-aastast liikumist saab seletada alloleva joonisega. Sellelt jooniselt on näha, et olenevalt Maa asukohast orbiidil näeb Maalt pärit vaatleja Päikest erinevate elementide taustal. Talle tundub, et see liigub pidevalt taevasfääris ringi. See liikumine on peegeldus Maa pöördest ümber Päikese. Aasta pärast teeb Päike täieliku pöörde.

Taevasfääril olevat suurt ringi, mida mööda toimub Päikese näiv aastane liikumine, nimetatakse ekliptika. Ekliptika on kreeka sõna ja tähendab varjutus. See ring sai sellise nime, kuna Päikese ja Kuu varjutused toimuvad ainult siis, kui mõlemad valgustid on sellel ringil.

Tuleb märkida, et ekliptika tasand langeb kokku Maa orbiidi tasandiga.

Päikese näiv iga-aastane liikumine piki ekliptikat toimub samas suunas, milles Maa liigub orbiidil ümber Päikese, st liigub itta. Aasta jooksul läbib Päike järjestikku ekliptikat 12 tähtkuju, mis moodustavad vöö ja mida nimetatakse sodiaagiks.

Tähtkuju vöö moodustavad järgmised tähtkujud: Kalad, Jäär, Sõnn, Kaksikud, Vähk, Lõvi, Neitsi, Kaalud, Skorpion, Ambur, Kaljukits ja Veevalaja. Tulenevalt asjaolust, et Maa ekvaatori tasapind kaldub Maa orbiidi tasapinnale 23°27', taevaekvaatori tasapind samuti kaldus ekliptika tasapinna suhtes nurga e=23°27′.

Ekliptika kalle ekvaatori suhtes ei jää konstantseks (Päikese ja Kuu tõmbejõudude mõju tõttu Maale), seetõttu otsustati 1896. aastal astronoomiliste konstantide kinnitamisel arvestada kallega. ekliptikast ekvaatorini on keskmiselt võrdne 23°27'8″,26.

Taevaekvaator ja ekliptika tasand

Ekliptika lõikub taevaekvaatoriga kahes punktis, mida nimetatakse kevadiste ja sügiseste pööripäevade punktid. Kevadise pööripäeva punkti tähistatakse tavaliselt Jäära T tähtkuju märgiga ja sügise pööripäeva punkti - Kaalude tähtkuju märgiga -. Päike nendes punktides on vastavalt 21. märtsil ja 23. septembril. Nendel päevadel Maal võrdub päev ööga, Päike tõuseb täpselt idapunktis ja loojub läänepunktis.

Kevadise ja sügisese pööripäeva punktid on ekvaatori ja ekliptika tasandi lõikepunktid

Nimetatakse ekliptika punkte, mis on pööripäevast 90° nurga all pööripäeva punktid. Ekliptika punkti E, kus Päike on taevaekvaatori suhtes kõrgeimas asendis, nimetatakse suvine pööripäeva punkt, ja nimetatakse punkti E', kus see asub kõige madalamal positsioonil talvise pööripäeva punkt.

Suvise pööripäeva hetkel on Päike 22. juunil ja talvise pööripäeva hetkel 22. detsembril. Päikese keskpäevane kõrgus püsib pööripäevade kuupäevade lähedal mitu päeva peaaegu muutumatuna, millega seoses need punktid ka oma nime said. Kui Päike on suvisel pööripäeval, on põhjapoolkeral päev pikim ja öö kõige lühem, talvisel pööripäeval aga vastupidi.

Suvise pööripäeva päeval on päikesetõusu ja -loojangu punktid horisondi ida ja lääne punktidest võimalikult põhja pool ning talvise pööripäeva päeval kõige lõuna pool.

Päikese liikumine piki ekliptikat toob kaasa pideva muutumise ekvatoriaalsetes koordinaatides, igapäevase keskpäeva kõrguse muutumise ning päikesetõusu ja -loojangu punktide liikumise piki horisonti.

On teada, et Päikese deklinatsiooni mõõdetakse taevaekvaatori tasapinnast ja parempoolset tõusu - kevadise pööripäeva punktist. Seega, kui Päike on kevadisel pööripäeval, on tema deklinatsioon ja parem tõus null. Aasta jooksul on Päikese deklinatsioon praegusel perioodil vahemikus +23°26′ kuni -23°26′, läbides nulli kaks korda aastas ja parempoolse tõusu 0 kuni 360°.

Päikese ekvatoriaalsed koordinaadid aasta jooksul

Päikese ekvatoriaalsed koordinaadid muutuvad aasta jooksul ebaühtlaselt. Selle põhjuseks on Päikese ebaühtlane liikumine piki ekliptikat ja Päikese liikumine piki ekliptikat ning ekliptika kalle ekvaatori poole. Päike läbib poole oma näivast aastast teest 186 päevaga 21. märtsist 23. septembrini ja teise poole 179 päevaga 23. septembrist 21. märtsini.

Päikese ebaühtlane liikumine piki ekliptikat on tingitud sellest, et Maa ei liigu kogu Päikese ümber tiirlemise perioodi jooksul orbiidil sama kiirusega. Päike asub Maa elliptilise orbiidi ühes fookuses.

Alates Kepleri teine ​​seadus Teada on, et Päikest ja planeeti ühendav joon katab võrdsel ajaperioodil võrdsed alad. Selle seaduse järgi on Maa, olles Päikesele kõige lähemal, s.o periheel, liigub kiiremini ja olles Päikesest kõige kaugemal, st sisse afeel- aeglasemalt.

Talvel on Maa Päikesele lähemal ja suvel kaugemal. Seetõttu liigub ta talvepäevadel orbiidil kiiremini kui suvepäevadel. Sellest tulenevalt on talvise pööripäeva päeval Päikese õige tõusmise päevamuutus 1°07', suvise pööripäeva päeval aga vaid 1°02'.

Maa liikumiskiiruste erinevus orbiidi igas punktis põhjustab ebaühtlase muutuse mitte ainult õiges tõusus, vaid ka Päikese deklinatsioonis. Ekliptika ekvaatori kalde tõttu on selle muutumine aga teistsuguse iseloomuga. Päikese deklinatsioon muutub kõige kiiremini pööripäevade lähedal ja pööripäevadel see peaaegu ei muutu.

Päikese ekvatoriaalsete koordinaatide muutumise olemuse teadmine võimaldab teha ligikaudse arvutuse Päikese õige tõusmise ja deklinatsiooni kohta.

Sellise arvutuse tegemiseks võtke Päikese teadaolevate ekvatoriaalsete koordinaatidega lähim kuupäev. Siis võetakse arvesse, et Päikese parem tõus päevas muutub keskmiselt 1 ° ja Päikese deklinatsioon kuu jooksul enne ja pärast pööripäeva möödumist muutub 0,4 ° päevas; kuu jooksul enne ja pärast pööripäevi - 0,1 ° võrra päevas ja vahepealsetel kuudel näidatud kuude vahel - 0,3 ° võrra.

§ 52. Päikese näiv iga-aastane liikumine ja selle seletus

Päikese igapäevast liikumist aastaringselt jälgides võib tema liikumises kergesti märgata mitmeid tunnuseid, mis erinevad tähtede igapäevasest liikumisest. Kõige iseloomulikumad neist on järgmised.

1. Päikesetõusu ja -loojangu koht ning järelikult selle asimuut muutub päevast päeva. Alates 21. märtsist (kui Päike tõuseb idapunktis ja loojub läänepunktis) kuni 23. septembrini on kirdekvartalis näha päikesetõusu ja loodekvartalis päikeseloojangut. Selle aja alguses liiguvad päikesetõusu ja -loojangu punktid põhja poole ja seejärel vastupidises suunas. 23. septembril, nagu ka 21. märtsil, tõuseb Päike idast ja loojub läände. Alates 23. septembrist kuni 21. märtsini kordub sarnane nähtus kagu- ja edelakvartalis. Päikesetõusu ja -loojangu punktide liikumise periood on üheaastane.

Tähed tõusevad ja loojuvad alati samades horisondi punktides.

2. Päikese meridionaalne kõrgus muutub iga päev. Näiteks Odessas (av = 46°,5 N) on see 22. juunil suurim ja võrdne 67°-ga, siis hakkab see langema ja 22. detsembril saavutab madalaima väärtuse 20°. Pärast 22. detsembrit hakkab Päikese meridionaalne kõrgus tõusma. See nähtus on ka aastane periood. Tähtede meridionaalne kõrgus on alati konstantne. 3. Mis tahes tähe ja Päikese kulminatsioonide vaheline aeg muutub pidevalt, samal ajal kui aja pikkus samade tähtede kahe kulminatsiooni vahel jääb muutumatuks. Nii et keskööl näeme kulmineerumas neid tähtkujusid, mis on praegu sfääri vastasküljel Päikesest. Siis annavad mõned tähtkujud teistele teed ja aasta jooksul keskööl kulmineeruvad kõik tähtkujud kordamööda.

4. Päeva (või öö) pikkus ei ole aastaringselt konstantne. See on eriti märgatav, kui võrrelda suve- ja talvepäevade kestust kõrgetel laiuskraadidel, näiteks Leningradis, see juhtub seetõttu, et aeg, mil Päike on aasta jooksul horisondi kohal, on erinev. Tähed horisondi kohal on alati sama kaua.

Seega on Päikesel lisaks igapäevasele koos tähtedega sooritatavale liikumisele ka nähtav liikumine piki sfääri aastase perioodiga. Seda liikumist nimetatakse nähtavaks Päikese aastane liikumine üle taevasfääri.

Päikese liikumisest saame kõige visuaalsema esituse, kui määrame igapäevaselt selle ekvatoriaalsed koordinaadid - parem tõus a ja deklinatsioon b. Seejärel joonistame leitud koordinaatide väärtuste abil punktid abitaevasfäärile ja ühendame need sujuvalt kõver. Selle tulemusena saame sfäärile suure ringi, mis näitab Päikese iga-aastase näiva liikumise teed. Taevasfääril olevat ringi, mida mööda Päike liigub, nimetatakse ekliptikaks. Ekliptika tasapind on ekvaatori tasapinna suhtes kallutatud konstantse nurga all g \u003d \u003d 23 ° 27 ", mida nimetatakse kaldenurgaks ekliptika ekvaatorini(joonis 82).

Riis. 82.

Päikese näiv aastane liikumine piki ekliptikat toimub taevasfääri pöörlemisele vastupidises suunas, see tähendab läänest itta. Ekliptika lõikub taevaekvaatoriga kahes punktis, mida nimetatakse pööripäevadeks. Punkti, kus Päike liigub lõunapoolkeralt põhja poole ja muudab seetõttu deklinatsiooni nime lõunast põhja (st bS-st bN-i), nimetatakse punktiks. kevadine pööripäev ja seda tähistab ikoon Y. See ikoon tähistab Jäära tähtkuju, kus see punkt kunagi asus. Seetõttu nimetatakse seda mõnikord Jäära punktiks. Punkt T asub praegu Kalade tähtkujus.

Vastandpunkti, kus Päike liigub põhjapoolkeralt lõuna poole ja muudab oma deklinatsiooni nime b N asemel b S, nimetatakse sügisese pööripäeva punkt. Seda tähistab Kaalude O tähtkuju märk, milles see kunagi asus. Sügisene pööripäev on praegu Neitsi tähtkujus.

Punkti L nimetatakse suvepunkt, ja punkt L" - punkt talvised pööripäevad.

Jälgime Päikese näilist liikumist piki ekliptikat aasta jooksul.

Päike saabub kevadisel pööripäeval 21. märtsil. Parema tõus a ja päikese deklinatsioon b on null. Kogu maakeral tõuseb Päike punktis O st ja loojub punktis W ning päev võrdub ööga. Alates 21. märtsist liigub Päike mööda ekliptikat suvise pööripäeva poole. Päikese õige tõus ja deklinatsioon suurenevad pidevalt. Põhjapoolkeral on saabumas astronoomiline kevad ja lõunapoolkeral sügis.

22. juunil, umbes 3 kuu pärast, jõuab Päike suvise pööripäeva punktini L. Päikese otsetõus a \u003d 90 °, deklinatsioon b \u003d 23 ° 27 "N. Põhjapoolkeral algab astronoomiline suvi (pikimad päevad ja lühikesed ööd) ja lõunas - talv (pikimad ööd ja lühemad päevad)... Päikese edasiliikudes hakkab tema põhjadeklinatsioon vähenema, samal ajal kui parempoolne tõus kasvab jätkuvalt.

Umbes kolm kuud hiljem, 23. septembril, jõuab Päike sügisese pööripäeva punktini Q. Päikese otsetõus a=180°, deklinatsioon b=0°. Kuna b \u003d 0 ° (nagu 21. märts), tõuseb Päike kõigis maapinna punktides punktis O st ja loojub punktis W. Päev võrdub ööga. Päikese deklinatsiooni nimi muutub põhja 8n-lt lõunapoolseks - bS. Põhjapoolkeral saabub astronoomiline sügis ja lõunapoolkeral kevad. Päikese edasise liikumisega piki ekliptikat talvise pööripäeva punktini U suureneb deklinatsioon 6 ja parem tõus aO.

22. detsembril jõuab Päike talvise pööripäeva punkti L ". Parem tõus a \u003d 270 ° ja deklinatsioon b \u003d 23 ° 27" S. Põhjapoolkeral saabub astronoomiline talv ja lõunapoolkeral suvi.

Pärast 22. detsembrit liigub Päike punkti T. Tema deklinatsiooni nimi jääb lõunasse, kuid väheneb ja parempoolne tõus suureneb. Umbes 3 kuud hiljem, 21. märtsil, naaseb Päike, olles teinud piki ekliptikat täispöörde, Jäära punkti.

Muutused Päikese õiges tõusus ja deklinatsioonis aasta jooksul ei püsi konstantsena. Ligikaudsete arvutuste tegemiseks võetakse Päikese parempoolse tõusu igapäevane muutus 1 °. Päeva deklinatsiooni muutuseks loetakse 0°,4 ühe kuu enne pööripäeva ja ühe kuu pärast pööripäeva ning muutus 0°,1 ühe kuu enne pööripäevi ja kuu pärast pööripäevi; ülejäänud aja võetakse Päikese deklinatsiooni muutuseks 0 °.3.

Aja mõõtmise põhiühikute valikul mängib olulist rolli Päikese õige tõusmise muutumise iseärasus.

Kevadine pööripäev liigub mööda ekliptikat Päikese aastase liikumise suunas. Selle aastane liikumine on 50", 27 või ümardatult 50", 3 (1950. aasta jaoks). Järelikult ei jõua Päike oma algsesse kohta fikseeritud tähtede suhtes 50 "3 võrra. Selleks, et Päike näidatud teekonnast mööduks, on vaja 20 m m 24 s. Sel põhjusel on kevadine

See tuleb enne Päikese lõppu ja selle näiv aastane liikumine on täisringi 360 ° fikseeritud tähtede suhtes. Nihke kevade saabumise hetkes avastas Hipparkhos 2. sajandil eKr. eKr e. tähtede vaatlustest, mida ta Rhodose saarel tegi. Ta nimetas seda nähtust pööripäevade pretsessiooniks ehk pretsessiooniks.

Kevadise pööripäeva liikumise nähtus tingis vajaduse juurutada troopiliste ja sideeriliste aastate mõisted. Troopiline aasta on ajavahemik, mille jooksul Päike teeb taevasfääris täieliku pöörde kevadise pööripäeva punkti T suhtes. "Troopilise aasta kestus on 365,2422 päeva. Troopiline aasta on kooskõlas loodusnähtustega ja sisaldab täpselt aastaaegade täistsükkel: kevad, suvi, sügis ja talv.

Sideeraasta on ajavahemik, mille jooksul Päike teeb taevasfääris tähtede suhtes täieliku pöörde. Sideeraasta pikkus on 365,2561 päeva. Sideeraasta on pikem kui troopiline aasta.

Oma näilises iga-aastases liikumises üle taevasfääri liigub Päike erinevate tähtede vahelt mööda ekliptikat. Isegi iidsetel aegadel jagunesid need tähed 12 tähtkujuks, millest enamikule anti loomade nimed. Nende tähtkujude moodustatud taevariba piki ekliptikat nimetati sodiaagiks (loomade ring) ja tähtkujusid nimetati sodiaagiks.

Aastaaegade järgi läbib Päike järgmisi tähtkujusid:

Päikese aasta-aasta ühisest liikumisest mööda ekliptikat ja taevasfääri pöörlemise tõttu igapäevaselt tekib Päikese üldine liikumine mööda spiraaljoont. Selle sirge äärmised paralleelid eemaldatakse mõlemal pool ekvaatorit kaugustel β=23°.5.

22. juunil, kui Päike kirjeldab äärmist igapäevast paralleeli põhjataevapoolkeral, on see Kaksikute tähtkujus. Kauges minevikus asus Päike Vähi tähtkujus. 22. detsembril on Päike Amburi tähtkujus ja vanasti Kaljukitse tähtkujus. Seetõttu nimetati äärmist põhjapoolset taevaparalleeli Vähi troopikaks ja lõunapoolset Kaljukitse troopikaks. Vastavaid maapealseid paralleele laiuskraadidega cp = bemax = 23 ° 27 "põhjapoolkeral nimetati Vähi troopikaks ehk põhjatroopikaks ja lõunaosas Kaljukitse troopikaks ehk lõunatroopikaks.

Päikese ühisliikumisel, mis toimub piki ekliptikat koos taevasfääri samaaegse pöörlemisega, on mitmeid tunnuseid: muutub igapäevase paralleeli pikkus horisondi kohal ja horisondi all (ja sellest tulenevalt ka pikkus). päeva ja öö), Päikese meridionaalsed kõrgused, päikesetõusu ja -loojangu punktid jne. Kõik need nähtused sõltuvad koha geograafilise laiuskraadi ja Päikese deklinatsiooni vahelisest seosest. Seetõttu on erinevatel laiuskraadidel asuva vaatleja jaoks need erinevad.

Mõelge nendele nähtustele mõnel laiuskraadil:

1. Vaatleja on ekvaatoril, cp = 0°. Maailma telg asub tõelise horisondi tasapinnal. Taevaekvaator langeb kokku esimese vertikaaliga. Päikese igapäevased paralleelid on paralleelsed esimese vertikaaliga, seega ei ületa Päike oma igapäevases liikumises kunagi esimest vertikaali. Päike tõuseb ja loojub iga päev. Päev võrdub alati ööga. Päike on oma seniidis kaks korda aastas – 21. märtsil ja 23. septembril.

Riis. 83.

2. Vaatleja on laiuskraadil φ
3. Vaatleja on laiuskraadil 23°27"
4. Vaatleja on laiuskraadil φ\u003e 66 ° 33 "N või S (joonis 83). Vöö on polaarne. Paralleele φ \u003d 66 ° 33" N või S nimetatakse polaarringideks. Polaarvööndis võib täheldada polaarseid päevi ja öid, st kui Päike on üle päeva horisondi kohal või üle päeva horisondi all. Mida pikemad on polaarpäevad ja ööd, seda suurem on laiuskraad. Päike tõuseb ja loojub ainult neil päevadel, kui selle deklinatsioon on alla 90°-φ.

5. Vaatleja on poolusel φ=90° N või S. Maailma telg langeb kokku loodijoonega ja seega ka ekvaator tõelise horisondi tasapinnaga. Vaatleja meridiaani asukoht on ebakindel, seega puuduvad osad maailmast. Päeval liigub Päike paralleelselt horisondiga.

Pööripäevadel tekivad polaarsed päikesetõusud või -loojangud. Pööripäevadel saavutab Päikese kõrgus oma suurimad väärtused. Päikese kõrgus on alati võrdne tema deklinatsiooniga. Polaarpäev ja polaaröö kestavad 6 kuud.

Seega on erinevatel laiuskraadidel Päikese igapäevasest ja aastasest ühisest liikumisest põhjustatud erinevate astronoomiliste nähtuste (seniidi läbimine, polaarpäeva ja öö nähtused) ning nendest nähtustest põhjustatud klimaatilistest iseärasustest tulenevalt maapind jaotatud. troopilised, parasvöötme ja polaarvööndid.

troopiline vöö nimetatakse seda maapinna osa (laiuskraadide φ \u003d 23 ° 27 "N ja 23 ° 27" S vahel), milles Päike tõuseb ja loojub iga päev ning on kaks korda aastas seniidis. Troopiline vöönd hõlmab 40% kogu Maa pinnast.

parasvöötme nimetatakse maapinna osaks, kus päike tõuseb ja loojub iga päev, kuid mitte kunagi oma seniidis. Seal on kaks parasvöötme. Põhjapoolkeral laiuskraadide φ = 23°27"N ja φ = 66°33"N vahel ning lõunapoolkeral laiuskraadide φ=23°27"S ja φ = 66°33"S vahel. Parasvöötmed hõivavad 50% maakera pinnast.

polaarvöö nimetatakse maapinna osaks, kus vaadeldakse polaarseid päevi ja öid. Seal on kaks polaarvööd. Põhjapooluse vöö ulatub laiuskraadist φ \u003d 66 ° 33 "N põhjapooluseni ja lõunapoolus - φ \u003d 66 ° 33" S lõunapooluseni. Nad hõivavad 10% Maa pinnast.

Nicolaus Copernicus (1473-1543) oli esimene, kes andis õige seletuse Päikese iga-aastasele näivale liikumisele taevasfääris. Ta näitas, et Päikese aastane liikumine taevasfääris ei ole tema tegelik liikumine, vaid ainult nähtav liikumine, mis peegeldab Maa iga-aastast liikumist ümber Päikese. Koperniku maailmasüsteemi nimetati heliotsentriliseks. Selle süsteemi järgi asub Päike Päikesesüsteemi keskmes, mille ümber liiguvad planeedid, sealhulgas meie Maa.

Maa osaleb korraga kahes liikumises: ta pöörleb ümber oma telje ja liigub ellipsis ümber Päikese. Maa pöörlemine ümber oma telje põhjustab päeva ja öö muutumise. Selle liikumine ümber Päikese põhjustab aastaaegade vaheldumise. Maa ühisest pöörlemisest ümber oma telje ja liikumisest ümber Päikese tekib Päikese näiline liikumine taevasfääris.

Päikese näiva aastase liikumise selgitamiseks taevasfääris kasutame joonist fig. 84. Keskel on Päike S, mille ümber Maa liigub vastupäeva. Maa telg hoiab ruumis muutumatut asendit ja moodustab ekliptika tasandiga nurga 66 ° 33. Seetõttu on ekvatoriaaltasand ekliptika tasandi suhtes nurga all e = 23 ° 27 ". Järgmiseks tuleb taevasfäär ekliptika ja sellele kirjutatud Tähtkuju tähtkujudega nende praeguses asukohas.

Maa jõuab I asendisse 21. märtsil. Maalt vaadatuna projitseerub Päike taevasfäärile punktis T, mis asub praegu Kalade tähtkujus. Päikese deklinatsioon on = 0°. Maa ekvaatoril asuv vaatleja näeb Päikest keskpäeval selle seniidis. Kõik maapealsed paralleelid on poole võrra valgustatud, seetõttu võrdub päev kõigis maapinna punktides ööga. Põhjapoolkeral algab astronoomiline kevad ja lõunapoolkeral sügis.

Riis. 84.

Maa siseneb II positsioonile 22. juunil. Päikese deklinatsioon b=23°,5N. Maalt vaadates projitseeritakse Päike Kaksikute tähtkuju. Vaatlejale, kes asub laiuskraadil φ = 23 °, 5N, (Päike läbib seniidi keskpäeval. Suurem osa igapäevastest paralleelidest on valgustatud põhjapoolkeral ja väiksem osa lõunapoolkeral. Valgustatud on põhjapolaarvöönd ja lõunapool ei ole valgustatud.Põhjas kestab polaarpäev ja lõunas polaaröö.Maa põhjapoolkeral langevad päikesekiired peaaegu vertikaalselt ja lõunapoolkeral - nurga all, nii et astronoomiline suvi saabub põhjapoolkeral ja talv lõunapoolkeral.

Maa siseneb positsioonile III 23. septembril. Päikese deklinatsioon on bo=0° ja see projitseeritakse Kaalude punktini, mis praegu asub Neitsi tähtkujus. Ekvaatoril olev vaatleja näeb päikest keskpäeval oma seniidis. Kõik maapealsed paralleelid on pooleldi Päikese poolt valgustatud, seetõttu võrdub päev kõigis Maa punktides ööga. Astronoomiline sügis algab põhjapoolkeral ja kevad algab lõunapoolkeral.

22. detsember Maa jõuab IV asendisse Päike projitseeritakse Amburi tähtkujusse. Päikese deklinatsioon 6=23°,5S. Lõunapoolkeral on päevaparalleele valgustatud rohkem kui põhjapoolkeral, seega on lõunapoolkeral päev pikem kui öö ja põhjapoolkeral vastupidi. Päikesekiired langevad peaaegu vertikaalselt lõunapoolkerale ja nurga all põhjapoolkerale. Seetõttu saabub lõunapoolkeral astronoomiline suvi ja põhjapoolkeral talv. Päike valgustab lõunapoolset polaarvööndit ja ei valgusta põhjapoolset. Lõuna polaarvööndis vaadeldakse polaarpäeva ja põhjapoolses ööd.

Asjakohaseid selgitusi võib anda ka teiste Maa vahepealsete positsioonide kohta.

Edasi
Sisukord
tagasi

Päikese igapäevane tee. Iga päev taeva idaküljel silmapiirilt tõustes liigub Päike üle taeva ja peidab end uuesti läände. Põhjapoolkera elanike jaoks toimub see liikumine vasakult paremale, lõunapoolsetel paremalt vasakule. Keskpäeval saavutab Päike oma suurima kõrguse ehk, nagu astronoomid ütlevad, kulmineerub. Keskpäev on ülemine haripunkt ja on ka alumine kulminatsioon – keskööl. Meie keskmistel laiuskraadidel pole Päikese alumine kulminatsioon nähtav, kuna see toimub horisondi all. Aga sealpool polaarjoont, kuhu Päike suvel vahel ei looju, saab jälgida nii ülemist kui ka alumist kulminatsiooni. Geograafilisel poolusel on Päikese igapäevane teekond peaaegu paralleelne horisondiga. Kevadise pööripäeva päeval ilmudes tõuseb Päike veerandi aasta jooksul aina kõrgemale ja kõrgemale, kirjeldades ringe horisondi kohal. Suvise pööripäeva päeval saavutab ta oma maksimumkõrguse (23,5?).

Järgmiseks aastaveerandiks, enne sügisest pööripäeva, laskub Päike alla. See on polaarpäev. Siis saabub pool aastat polaaröö. Keskmistel laiuskraadidel Päikese nähtav igapäevane teekond aasta läbi kas lüheneb või suureneb. Kõige madalam on see talvisel pööripäeval ja kõrgeim suvisel pööripäeval. Pööripäevade ajal on Päike taevaekvaatoril. Samal ajal tõuseb see idapunktis ja loojub läänepunktis. Ajavahemikul kevadisest pööripäevast suvise pööripäevani nihkub päikesetõusu koht päikesetõusupunktist veidi vasakule, põhja poole. Ja sisenemiskoht eemaldub läänepunktist paremale, kuigi ka põhja poole. Suvise pööripäeva päeval ilmub Päike kirdesse ja keskpäeval kulmineerub see aasta kõrgeimal kõrgusel. Päike loojub loodes. Seejärel nihkuvad päikesetõusu ja -loojangu kohad tagasi lõuna poole. Talvisel pööripäeval tõuseb Päike kagust, ületab taevameridiaani madalaimas punktis ja loojub edelas. Tuleb meeles pidada, et murdumise (st valguskiirte murdumise tõttu Maa atmosfääris) on valgusti näiv kõrgus alati tegelikust suurem. Seetõttu toimub päikesetõus varem ja loojang hiljem, kui see oleks atmosfääri puudumisel. Niisiis on Päikese igapäevane tee väike taevasfääri ring, mis on paralleelne taevaekvaatoriga. Samal ajal liigub Päike aasta jooksul taevaekvaatori suhtes kas põhja või lõuna poole. Tema teekonna päevane ja öine osa ei ole samad. Need on võrdsed ainult pööripäevadel, mil Päike on taevaekvaatoril.

Päikese iga-aastane tee Väljend "Päikese tee tähtede vahel" tundub kellelegi kummaline. Päeval tähti näha ei ole. Seetõttu pole lihtne märgata, et Päike on aeglane, umbes 1? päevas, liigub tähtede vahel paremalt vasakule. Aga on näha, kuidas tähistaeva välimus aasta jooksul muutub. Kõik see on Maa ümber Päikese pöörde tagajärg. Päikese iga-aastase nähtava liikumise teed tähtede taustal nimetatakse ekliptikaks (kreeka keelest "eclipsis" - "varjutus") ja pöördeperioodi piki ekliptikat nimetatakse täheaastaks. See võrdub 265 päeva 6 tundi 9 minutit 10 sekundit ehk 365,2564 keskmist päikesepäeva. Ekliptika ja taevaekvaator ristuvad kevadise ja sügisese pööripäeva punktides 23? 26 "nurga all. Neist esimeses punktis juhtub Päike tavaliselt 21. märtsil, kui ta läheb taeva lõunapoolkeralt põhjapoolsesse.Teises 23.septembril, kui nad liiguvad oma põhjapoolkeralt lõunasse.Ekliptika kõige kaugemas punktis põhja poole on Päike 22.juuni (suvine pööripäev) ja lõunas - 22. detsember (talvine pööripäev).Liigaaastal nihutatakse neid kuupäevi ühe päeva võrra. Ekliptika neljast punktist on põhipunkt kevadine pööripäev. Tema järgi mõõdetakse üht taevakoordinaati - paremal ülestõusmine. Samuti loeb see sidereaalset aega ja troopilist aastat – ajavahemikku Päikese keskpunkti kahe järjestikuse läbimise vahel läbi kevadise pööripäeva. Troopiline aasta määrab aastaaegade vaheldumise meie planeedil. Alates kevadise punkti pööripäevast liigub tähtede vahel aeglaselt tänu Maa telje pretsessioonile, troopika kestusele umbes aasta vähem kui sideriaali kestus. See on 365,2422 keskmist päikesepäeva. Umbes 2 tuhat aastat tagasi, kui Hipparkhos koostas oma tähekataloogi (esimene, mis jõudis meieni tervikuna), oli kevadine pööripäev Jäära tähtkujus. Meie ajaks on see liikunud ligi 30 ?, Kalade tähtkujusse ja sügisene pööripäevapunkt Kaalude tähtkujust Neitsi tähtkuju.

Kuid traditsiooni kohaselt tähistavad pööripäevade punkte endiste "pööripäevade" tähtkujude endised märgid - Jäär ja Kaalud. Sama juhtus pööripäevapunktidega: suvi tähistab Sõnni tähtkujus Vähi ja talve Amburi tähtkujus Kaljukitse tähtkujus. Ja lõpuks on viimane asi seotud Päikese näilise iga-aastase liikumisega. Pool ekliptikast kevadisest pööripäevast sügisese pööripäevani (21. märtsist 23. septembrini) võtab Päike 186 päeva. Teine pool, sügisesest pööripäevast kevadise pööripäevani, kestab 179 päeva (liigaaastal 180). Kuid lõppude lõpuks on ekliptika pooled võrdsed: kumbki on 180?. Seetõttu liigub Päike mööda ekliptikat ebaühtlaselt. Seda ebatasasust seletatakse Maa liikumiskiiruse muutumisega elliptilisel orbiidil ümber Päikese. Päikese ebaühtlane liikumine piki ekliptikat toob kaasa erineva pikkusega aastaaegade. Näiteks põhjapoolkera elanike jaoks on kevad ja suvi kuus päeva pikemad kui sügis ja talv. 2.-4.juuni Maa asub Päikesest 5 miljonit kilomeetrit pikemalt kui 2.-3.jaanuaril ning liigub oma orbiidil Kepleri teise seaduse kohaselt aeglasemalt. Suvel saab Maa Päikeselt vähem soojust, kuid põhjapoolkeral on suvi pikem kui talv. Seetõttu on põhjapoolkeral soojem kui lõunapoolkeral.

1 Päikese aastane liikumine ja ekliptika koordinaatsüsteem

Päike liigub koos igapäevase pöörlemisega aasta jooksul aeglaselt kogu taevasfääris vastassuunas mööda suurt ringi, mida nimetatakse ekliptikaks. Ekliptika kaldub taevaekvaatori poole nurga Ƹ all, mille väärtus on hetkel 23 26´ lähedal. Ekliptika lõikub taevaekvaatoriga kevade ♈ (21. märts) ja sügise punktis Ω (23. september) pööripäevad. Ekliptika punktid, 90 pööripäevast, on suvise (22. juuni) ja talvise (22. detsember) pööripäeva punktid. Päikeseketta keskpunkti ekvatoriaalsed koordinaadid muutuvad aasta jooksul pidevalt 0-st kuni 24-ni (parempoolne tõus) - ekliptika pikkuskraad ϒm, mida loetakse kevadisest pööripäevast laiuskraadini. Ja 23 26´ kuni -23 26´ (deklinatsioon) - ekliptiline laiuskraad, mõõdetuna 0 kuni +90 põhjapooluseni ja 0 kuni -90 lõunapooluseni. Sodiaagi tähtkujud on ekliptika joonel asuvad tähtkujud. See asub ekliptika joonel, mis koosneb 13 tähtkujust: Jäär, Sõnn, Kaksikud, Vähk, Lõvi, Neitsi, Kaalud, Skorpion, Ambur, Kaljukits, Veevalaja, Kalad ja Ophiuchus. Kuid Ophiuchuse tähtkuju ei mainita, kuigi Päike viibib selles suurema osa ajast Amburi ja Skorpioni tähtkujudest. Seda tehakse mugavuse huvides. Kui Päike on horisondi all kõrgustel 0 kuni -6, kestab tsiviilhämarus ja vahemikus -6 kuni -18 - astronoomiline hämarus.

2 Mõõtmisaeg

Aja mõõtmine põhineb kupli igapäevase pöörlemise ja Päikese aastase liikumise vaatlustel, s.o. Maa pöörlemine ümber oma telje ja Maa tiirlemine ümber päikese.

Põhilise ajaühiku, mida nimetatakse päevaks, pikkus sõltub valitud taevapunktist. Astronoomias võetakse sellised punktid:

Kevadine pööripäev ♈ ( sidereaalne aeg);

Päikese nähtava ketta keskpunkt ( tõeline päike, tõeline päikeseaeg);

- keskmine päike - fiktiivne punkt, mille asukohta taevas saab teoreetiliselt arvutada mis tahes ajahetke jaoks ( keskmine päikeseaeg)

Troopilist aastat kasutatakse pikkade ajavahemike mõõtmiseks, mis põhinevad Maa liikumisel ümber Päikese.

troopiline aasta- ajavahemik Päikese tõelise keskpunkti kahe järjestikuse läbimise vahel läbi kevadise pööripäeva. See sisaldab 365,2422 keskmist päikesepäeva.

Punkti aeglase liikumise tõttu kevadine pööripäev päikese poole, põhjustas pretsessioon, tähtede suhtes on Päike 20-minutilise ajaintervalli järel taevas samas punktis. 24 sek. pikem kui troopiline aasta. Seda nimetatakse tähe aasta ja sisaldab 365,2564 keskmist päikesepäeva.

3 sideer-aeg

Ajavahemikku kevadise pööripäeva kahe järjestikuse haripunkti vahel samal geograafilisel meridiaanil nimetatakse sideelised päevad.

Küljeaega mõõdetakse kevadise pööripäeva tunninurga järgi: S=t ♈ ja see on võrdne mis tahes tähe õige tõusu ja tunninurga summaga: S = α + t.

Külgaeg igal hetkel võrdub mis tahes valgusti õige tõusuga pluss selle tunninurk.

Päikese ülemise kulminatsiooni hetkel on selle tunninurk t=0 ja S = α.

4 Tõeline päikeseaeg

Ajavahemikku Päikese (päikeseketta keskpunkti) kahe järjestikuse kulminatsiooni vahel samal geograafilisel meridiaanil nimetatakse Olen tõelised päikeselised päevad.

Tõelise päikesepäeva algust antud meridiaanil peetakse Päikese madalama kulminatsiooni hetkeks ( tõeline kesköö).

Aega Päikese alumisest kulminatsioonist mis tahes muusse asendisse, väljendatuna tõelise päikesepäeva murdosades, nimetatakse tõeline päikeseaeg Tʘ

Tõeline päikeseaeg väljendatuna Päikese tunninurgana, suurendatuna 12 tunni võrra: Т ʘ = t ʘ + 12 h

5 Keskmine päikeseaeg

Selleks, et päeval oleks konstantne kestus ja see oleks samal ajal seotud Päikese liikumisega, võetakse astronoomias kasutusele kahe fiktiivse punkti mõiste:

Keskmine ekliptika ja keskmine ekvatoriaalne päike.

Keskmine ekliptika Päike (vrd eclip. S.) liigub ühtlaselt mööda ekliptikat keskmise kiirusega.

Keskmine ekvatoriaalne Päike liigub piki ekvaatorit keskmise ekliptilise Päikese konstantsel kiirusel ja möödub samaaegselt kevadisest pööripäevast.

Ajavahemikku keskmise ekvatoriaalpäikese kahe järjestikuse haripunkti vahel samal geograafilisel meridiaanil nimetatakse keskmine päikese päev.

Aega, mis kulus keskmise ekvatoriaalpäikese alumisest kulminatsioonist kuni selle mis tahes muusse asendisse, väljendatuna keskmise päikesepäeva murdosades, nimetatakse keskmine päikeseaegTm.

keskmine päikeseaeg Tm on antud meridiaanil igal hetkel arvuliselt võrdne Päikese tunninurgaga: Tm= t m+ 12h

Keskmine aeg erineb tegelikust väärtuse poolest aja võrrandid: Tm= Tʘ +n .

6 Universaal-, standard- ja standardaeg

Maailm:

Greenwichi meridiaani kohalikku keskmist päikeseaega nimetatakse universaal- või universaalaeg T 0 .

Maa mis tahes punkti kohalik keskmine päikeseaeg määratakse: Tm= T 0+λh

standardaeg:

Aega hoitakse 24 peamisel geograafilisel meridiaanil, mis asuvad üksteisest täpselt 15 (või 1 tunni) pikkuskraadil umbes iga ajavööndi keskel. Peamiseks nullmeridiaaniks peetakse Greenwichi. Standardaeg on universaalaeg pluss ajavööndi number: T P \u003d T 0+n

Rasedus:

Venemaal kasutati praktilises elus kuni 2011. aasta märtsini sünnitusaega:

T D \u003d T P+ 1 h.

Teise ajavööndi, milles Moskva asub, dekreetaega nimetatakse Moskva aja järgi. Suveperioodil (aprill-oktoober) nihutati kellaosutid tund aega edasi ja talvel tund aega tagasi tagasi.

7 Murdumine

Valgustite näiv asend horisondi kohal erineb valemite järgi arvutatust. Taevaobjekti kiired läbivad enne vaatleja silma sattumist Maa atmosfääri ja murduvad selles. Ja kuna tihedus kasvab Maa pinna suunas, kaldub valguskiir mööda kõverat joont üha enam samasse suunda, nii et suund OM 1, mida mööda vaatleja tähte näeb, osutub kõrvalekalduvaks. seniit ja ei lange kokku suunaga OM 2, mille järgi ta näeks valgustit atmosfääri puudumisel.

Valguskiirte murdumise nähtust Maa atmosfääri läbimise ajal nimetatakse astronoomiliseks murdumine. Nurka M 1 OM 2 nimetatakse murdumisnurk või murdumine ρ.

Nurka ZOM 1 nimetatakse tähe zʹ näiliseks seniidikauguseks ja nurka ZOM 2 tõeliseks seniidikauguseks z: z - zʹ = ρ, s.o. valgusti tegelik kaugus on väärtuse võrra suurem kui nähtav ρ.

Horisondi joonel murdumine on keskmiselt võrdne 35ʹ.

Murdumise tõttu täheldatakse Päikese ja Kuu ketaste kuju muutusi nende tõusmisel või loojumisel.

Asetage tool keset tuba ja pöörake selle poole, tehke selle ümber mitu ringi. Ja pole oluline, et tool on liikumatu - teile tundub, et see liigub ruumis, sest see on nähtav erinevate toasisustuselementide taustal.

Samamoodi tiirleb Maa ümber Päikese ja meile, Maa elanikele, tundub, et Päike liigub tähtede taustal, tehes ühe aastaga täieliku pöörde üle taeva. Seda Päikese liikumist nimetatakse iga-aastaseks. Lisaks osaleb Päike nagu kõik teised taevakehad taeva igapäevases liikumises.

Tähtede vahelist teed, mida mööda Päikese iga-aastane liikumine toimub, nimetatakse ekliptikaks.

Päike teeb täispöörde piki ekliptikat aastaga, s.t. umbes 365 päevaga, seega liigub Päike 360°/365≈1° päevas.

Kuna Päike liigub aastast aastasse ligikaudu sama rada pidi, s.o. ekliptika asukoht tähtede vahel muutub ajas väga-väga aeglaselt, ekliptika saab joonistada tähistaeva kaardile:

Siin on lilla joon taevaekvaator. Selle kohal on ekvaatoriga külgnev taeva põhjapoolkera osa, selle all lõunapoolkera ekvatoriaalne osa.

Paks lainerijoon kujutab iga-aastast Päikese teekonda üle taeva, s.o. ekliptika. Üleval on kirjas, milline aastaaeg algab Maa põhjapoolkeral, kui Päike on vastavas taevapiirkonnas.

Päikese kujutis kaardil liigub mööda ekliptikat paremalt vasakule.

Aasta jooksul õnnestub Päikesel külastada 12 sodiaagi tähtkuju ja veel ühte - Ophiuchus (29. novembrist 17. detsembrini),

Ekliptikal on neli eripunkti.

BP on kevadine pööripäev. Päike, läbides kevadise pööripäeva, langeb taeva lõunapoolkeralt põhja poole.

LS - suvise pööripäeva punkt, - ekliptika punkt, mis asub taeva põhjapoolkeral ja taevaekvaatorist kõige kaugemal.

VÕI on sügisese pööripäeva punkt. Päike, läbides sügisese pööripäeva punkti, langeb taeva põhjapoolkeralt lõunasse.

ZS - talvise pööripäeva punkt, - ekliptika punkt, mis asub taeva lõunapoolkeral ja taevaekvaatorist kõige kaugemal.

ekliptika punkt	Päike on ekliptika teatud punktis	Astronoomilise hooaja algus
kevadine pööripäev
Suvine pööripäev
sügisene pööripäev
Talvine pööripäev

Lõpuks, kuidas sa tead, et Päike liigub tõesti üle taeva tähtede vahel?

Praegu pole see üldse probleem, sest. eredamad tähed on läbi teleskoobi nähtavad ka päeval, seega on Päikese liikumine teleskoobiga tähtede vahel soovi korral ka oma silmaga näha.

Teleskoobieelsel ajastul mõõtsid astronoomid varju pikkust vertikaalsest poolusest gnomonist, mis võimaldas neil määrata Päikese nurkkauguse taevaekvaatorist. Lisaks vaatlesid nad mitte Päikest ennast, vaid Päikesele diametraalselt vastupidiseid tähti, s.t. need tähed, mis olid keskööl kõige kõrgemal horisondi kohal. Selle tulemusena määrasid iidsed astronoomid kindlaks Päikese asukoha taevas ja sellest tulenevalt ka ekliptika asukoha tähtede seas.