A Nap látszólagos éves mozgása

A Földnek a Nap körüli éves forradalma miatt Nyugatról Keletre, úgy tűnik számunkra, hogy a Nap a csillagok között nyugatról keletre halad az égi szféra egy nagy köre mentén, amelyet ún. ekliptika, 1 éves időtartammal . Az ekliptika (a Föld keringési síkja) síkja szögben hajlik az égi (valamint a földi) egyenlítő síkjához. Ezt a szöget ún ekliptikus hajlam.

Az ekliptika helyzetét az égi szférán, vagyis az ekliptika pontjainak egyenlítői koordinátáit és az égi egyenlítőhöz való dőlését a Nap napi megfigyeléséből határozzák meg. Megmérve a Nap zenittávolságát (vagy magasságát) a felső csúcspontja pillanatában ugyanazon a földrajzi szélességen,

,	(6.1)
,	(6.2)

Megállapítható, hogy a Nap deklinációja egész évben től ​​ig változik. Ebben az esetben a Nap közvetlen felemelkedése egész évben változik től ig, illetve től ig.

Nézzük meg közelebbről a Nap koordinátáinak változását.

Azon a ponton tavaszi napéjegyenlőség ^, amelyen a Nap évente március 21-én halad el, a Nap jobb felemelkedése és deklinációja nulla. Ezután minden nap növekszik a Nap megfelelő felemelkedése és deklinációja.

Azon a ponton nyári napforduló a, ahol a Nap június 22-én esik le, jobb felemelkedése 6 h, és a deklináció eléri maximális értékét + . Ezt követően a Nap deklinációja csökken, de a jobb felemelkedés tovább növekszik.

Amikor a Nap elér egy pontot szeptember 23-án őszi napéjegyenlőség d, jobbra emelkedése egyenlő lesz -vel, deklinációja pedig ismét nulla lesz.

Tovább, jobb felemelkedés, folyamatosan növekszik, a ponton téli napforduló g, ahol a Nap december 22-én ér, egyenlővé válik, és a deklináció eléri minimális értékét - . Ezt követően a deklináció növekszik, és három hónap múlva a Nap ismét a tavaszi napéjegyenlőség pontjára jön.

Tekintsük a Nap égbolt helyzetének változását az év során a Föld felszínének különböző helyein tartózkodó megfigyelők számára.

A Föld északi pólusa, a tavaszi napéjegyenlőség napján (21.03) a Nap körbejárja a horizontot. (Emlékezzünk vissza, hogy a Föld északi sarkán nincsenek fénycsövek felemelkedésének és lenyugvásának jelenségei, vagyis bármely lámpatest párhuzamosan mozog a horizonttal anélkül, hogy átlépné azt). Ez jelzi a sarki nap kezdetét az Északi-sarkon. Másnap a Nap, miután kissé felemelkedett az ekliptika mentén, a horizonttal párhuzamos kört ír le valamivel magasabb magasságban. Minden nap feljebb és magasabbra fog emelkedni. A Nap legmagasabb magasságát a nyári napforduló napján (június 22.) éri el – . Ezt követően lassú magasságcsökkenés kezdődik. Az őszi napéjegyenlőség napján (szeptember 23-án) a Nap ismét az égi egyenlítőn lesz, ami egybeesik az északi sarkon a horizonttal. Miután ezen a napon búcsúkört tett a horizont mentén, a Nap hat hónapra leereszkedik a horizont alá (az égi egyenlítő alá). A hat hónapig tartó sarki nap véget ért. Kezdődik a sarki éjszaka.

helyen található megfigyelő számára sarkkör legnagyobb magasságú A nap a nyári napfordulón délben ér - . A Nap éjféli magassága ezen a napon 0°, vagyis a Nap ezen a napon nem nyugszik le. Ezt a jelenséget általában ún sarki nap.

A téli napforduló napján a déli magassága minimális – vagyis a Nap nem kel fel. Ez az úgynevezett sarki éjszaka. Az Északi-sarkkör szélessége a legkisebb a Föld északi féltekén, ahol a sarki nappal és éjszaka jelenségei figyelhetők meg.

helyen található megfigyelő számára északi trópusok, A nap minden nap felkel és nyugszik. A Nap a nyári napforduló napján éri el maximális déli magasságát a horizont felett - ezen a napon lépi át a zenitpontot (). Az északi trópus a legészakibb párhuzam, ahol a Nap a zenitjén van. A minimális déli magasság, , a téli napfordulókor következik be.

helyen található megfigyelő számára egyenlítő, abszolút minden világítótest beáll és felemelkedik. Ráadásul minden világítótest, beleértve a Napot is, pontosan 12 órát tölt a horizont felett és 12 órát a horizont alatt. Ez azt jelenti, hogy a nap hossza mindig megegyezik az éjszaka hosszával - egyenként 12 óra. Évente kétszer - a napéjegyenlőség napjain - a Nap déli magassága 90°-ossá válik, vagyis áthalad a zenitponton.

helyen található megfigyelő számára Sterlitamak szélessége, vagyis a mérsékelt égövben a Nap soha nincs a zenitjén. Legnagyobb magasságát június 22-én délben éri el, a nyári napforduló napján. A téli napforduló napján, december 22-én magassága minimális - .

Fogalmazzuk meg tehát a hősávok alábbi csillagászati ​​jeleit:

1. A hideg zónákban (a sarkkörtől a Föld sarkaiig) a Nap nem lenyugvó és nem felkelő világítótest is lehet. A sarki nappal és a sarki éjszaka 24 órától (az északi és déli sarkkörön) hat hónapig (a Föld északi és déli sarkán) tarthat.

2. B mérsékelt égövi övezetek(az északi és déli trópusoktól az északi és déli sarki körökig) A nap minden nap felkel és lenyugszik, de soha nincs zenitjén. Nyáron a nappal hosszabb, mint az éjszaka, télen pedig ennek az ellenkezője igaz.

3. A forró zónában (az északi trópustól a déli trópusig) a Nap mindig felkel és lenyugszik. A Nap egyszer - az északi és déli trópusokon, kétszer - az öv más szélességein van zenitjén.

Az évszakok szabályos változása a Földön három ok következménye: a Föld éves forgása a Nap körül, a Föld tengelyének hajlása a Föld keringési síkjához (az ekliptikus síkhoz), valamint a Föld tengelyének iránya megtartása. térben hosszú ideig. E három ok együttes hatásának köszönhetően a Nap látszólagos éves mozgása az ekliptika mentén, az égi egyenlítő felé hajlik, és ezáltal a Nap napi útja a horizont felett. különféle helyeken a Föld felszíne az év során változik, és ennek következtében a Nap általi megvilágításuk és melegítésük körülményei is változnak.

Egyenetlenül melegíti fel a Nap a Föld felszínének különböző földrajzi szélességű területeit (vagy ugyanazokat a területeket más időév) egyszerű számítással könnyen meghatározható. Jelöljük a függőlegesen eső napsugarak által a föld felszínének egységnyi területére átadott hőmennyiséggel (a Nap a zenitben). Ekkor a Naptól eltérő zenittávolságon ugyanaz a területegység kapja a hőmennyiséget

(6.3)

Ha ebbe a képletbe behelyettesíti a Nap valós déli értékeit az év különböző napjain, és az így kapott egyenlőségeket elosztja egymással, megkaphatja a Naptól délben kapott hőmennyiség arányát ezeken a napokon. az év.

Feladatok:

1. Számítsa ki az ekliptika dőlését, és határozza meg főpontjainak egyenlítői és ekliptikai koordinátáit a mért zenittávolságból! A Nap legmagasabb csúcspontján a napfordulók napjain:

№	június 22	december 22
1)	29〫48ʹ délre	76〫42ʹ délre
№	június 22	december 22
2)	19〫23ʹ délre	66〫17ʹyu
3)	34〫57ʹ délre	81〫51ʹ délre
4)	32〫21ʹ délre	79〫15ʹ délre
5)	14〫18ʹ délre	61〫12ʹ délre
6)	28〫12ʹ délre	75〫06ʹ délre
7)	17〫51ʹ délre	64〫45ʹ délre
8)	26〫44ʹ délre	73〫38ʹ délre

2. Határozza meg a Nap látszólagos éves útjának dőlését az égi egyenlítőig a Mars, Jupiter és Uránusz bolygókon!

3. Határozza meg az ekliptika körülbelül 3000 évvel ezelőtti dőlését, ha az akkori megfigyelések szerint a Föld északi féltekén a Nap déli magassága a nyári napforduló napján +63〫48ʹ , és a téli napforduló napján +16〫00ʹ a zenittől délre.

4. Akadémikus A.A. csillagatlaszának térképei szerint. Mihajlov neveket és határokat állapít meg állatövi csillagképek jelölje meg közülük azokat, amelyeken az ekliptika fő pontjai találhatók, és határozzák meg átlagos időtartama a Nap mozgása az egyes állatövi csillagképek hátterében.

5. A csillagos ég mozgó térképe segítségével határozza meg a pontok irányszögét és napkelte és napnyugta időpontját, valamint a nappal és az éjszaka hozzávetőleges időtartamát Sterlitamak földrajzi szélességén a napéjegyenlőségek és napfordulók napjain.

6. Számítsa ki a Nap déli és éjféli magasságát a napéjegyenlőségek és napfordulók napjaira: 1) Moszkvában; 2) Tver; 3) Kazan; 4) Omszk; 5) Novoszibirszk; 6) Szmolenszk; 7) Krasznojarszk; 8) Volgográd.

7. Számítsa ki a napfordulók napján délben a Naptól kapott hőmennyiségek arányát a Föld két szélességi fokán elhelyezkedő azonos helyeken: 1) +60〫30ʹ és Maykopban; 2) +70〫00ʹ és Groznijban; 3) +66〫30ʹ és Mahacskalában; 4) +69〫30ʹ és Vlagyivosztokban; 5) +67〫30ʹ és Mahacskalában; 6) +67〫00ʹ és Juzsno-Kurilszkban; 7) +68〫00ʹ és Juzsno-Szahalinszkban; 8) +69〫00ʹ és Rostov-on-Donban.

Kepler törvényei és bolygókonfigurációi

A Naphoz való gravitációs vonzás hatására a bolygók kissé megnyúlt elliptikus pályákon keringenek körülötte. A Nap a bolygó elliptikus pályájának egyik gócában található. Ez a mozgalom Kepler törvényeinek engedelmeskedik.

A bolygó elliptikus pályája félnagytengelyének nagysága egyben a bolygó és a Nap közötti átlagos távolság is. A kisebb excentricitások és a pályák kis dőlése miatt főbb bolygók, sok probléma megoldása során közelítőleg feltételezhető, hogy ezek a pályák kör alakúak, sugarakkal és gyakorlatilag egy síkban - az ekliptikai síkban (a Föld keringési síkjában) fekszenek.

Kepler harmadik törvénye szerint, ha és ezek egy bizonyos bolygó és a Föld sziderális forgási periódusai a Nap körül, és és ezek pályájuk félig fő tengelyei, akkor

.

(7.1)

Itt a bolygó és a Föld forgási periódusa tetszőleges mértékegységben kifejezhető, de a méreteknek azonosaknak kell lenniük. Hasonló állítás igaz a félmajor tengelyekre és.

Ha 1 trópusi évet ( – a Föld Nap körüli keringésének periódusát) veszünk időmértékegységnek, és 1 csillagászati ​​egységet () a távolság mértékegységének, akkor Kepler harmadik törvénye (7.1) átírva mint

hol van a bolygó Nap körüli keringésének sziderikus periódusa, átlagos napnapokban kifejezve.

Nyilvánvaló, hogy a Föld átlagos szögsebességét a képlet határozza meg

Ha a bolygó és a Föld szögsebességét vesszük mértékegységnek, és a keringési periódusokat trópusi években mérjük, akkor a (7.5) képlet így írható fel.

A képlet segítségével kiszámítható a bolygó átlagos lineáris sebessége a pályán

A Föld keringési sebességének átlagos értéke ismert és . A (7.8)-t (7.9) osztva és Kepler harmadik törvényét (7.2) használva megtaláljuk a függőséget

A "-" jelnek felel meg belső vagy az alsóbb bolygók (Merkúr, Vénusz), és a „+” – külső vagy felső (Mars, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz). Ebben a képletben években vannak kifejezve. Ha szükséges, a talált értékeket mindig napokban lehet kifejezni.

A bolygók egymáshoz viszonyított helyzete könnyen meghatározható heliocentrikus ekliptikus gömbkoordinátáik alapján, amelyek értékeit az év különböző napjaira csillagászati ​​évkönyvek teszik közzé, a „bolygók heliocentrikus hosszúsági fokainak” nevezett táblázatban.

Ennek a koordinátarendszernek a középpontja (7.1. ábra) a Nap középpontja, a főkör pedig az ekliptika, amelynek pólusai 90º-ra vannak tőle.

Az ekliptika pólusain áthúzott nagy köröket nevezzük ekliptikus szélességi körök, ezek szerint az ekliptikától mérik heliocentrikus ekliptikai szélesség, ami az északi ekliptikus féltekén pozitívnak, az égi szféra déli ekliptikus féltekén negatívnak számít. Heliocentrikus ekliptikai hosszúság az ekliptika mentén mérik a tavaszi napéjegyenlőség ¡ pontjától az óramutató járásával ellentétes irányban a világítótest szélességi körének alapjáig, és értéke 0º és 360º között van.

A nagybolygók pályáinak az ekliptika síkjához való kis dőléséből adódóan ezek a pályák mindig az ekliptika közelében helyezkednek el, és első közelítésként a heliocentrikus hosszúságuk is számításba vehető, ami a bolygó Naphoz viszonyított helyzetét csak úgy határozza meg. heliocentrikus ekliptikai hosszúsága.

Rizs. 7.1. Ekliptikus égi koordináta-rendszer

Tekintsük a Föld és néhány belső bolygó pályáját (7.2. ábra), használva heliocentrikus ekliptikus koordinátarendszer. Ebben a főkör az ekliptika, a nullpont pedig a tavaszi napéjegyenlőség pontja ^. A bolygó ekliptikus heliocentrikus hosszúságát a „Nap – tavaszi napéjegyenlőség ^” irányától a „Nap – bolygó” iránytól az óramutató járásával ellentétes irányba számoljuk. Az egyszerűség kedvéért feltételezzük, hogy a Föld és a bolygó pályasíkjai egybeesnek, maguk a pályák pedig kör alakúak. A bolygó helyzetét a pályán az ekliptikus heliocentrikus hosszúság adja meg.

Ha az ekliptikai koordináta-rendszer középpontja a Föld középpontjához igazodik, akkor ez lesz geocentrikus ekliptikus koordinátarendszer. Ekkor a „Föld közepe – a tavaszi napéjegyenlőség pontja ^” és a „Föld közepe – bolygó” irányok közötti szöget ún. ekliptikus geocentrikus hosszúság bolygók A Föld heliocentrikus ekliptikus hosszúsága és a Nap geocentrikus ekliptikus hosszúsága, amint az az ábrán látható. A 7.2 összefüggést a következő reláció kapcsolja össze:

.

(7.12)

Majd hívunk konfigurációt A bolygók a bolygó, a Föld és a Nap néhány rögzített relatív helyzete.

Nézzük külön-külön a belső és a külső bolygók konfigurációját.

Rizs. 7.2. Helio- és geocentrikus rendszer
ekliptikai koordináták

Négy konfiguráció létezik belső bolygók: alsó csatlakozás(n.s.), felső csatlakozás(v.s.), legnagyobb nyugati megnyúlás(n.s.e.) és legnagyobb keleti megnyúlás(n.v.e.).

Inferior konjunkcióban (NC) a belső bolygó a Napot és a Földet összekötő vonalon, a Nap és a Föld között van (7.3. ábra). Egy földi megfigyelő számára ebben a pillanatban a belső bolygó „csatlakozik” a Naphoz, vagyis látható a Nap hátterében. Ebben az esetben a Nap és a belső bolygó ekliptikus geocentrikus hosszúsága egyenlő, azaz: .

Az alsó konjunkció közelében a bolygó retrográd mozgásban mozog az égen a Nap közelében, nappal a horizont felett van, a Nap közelében, és nem lehet megfigyelni bármit is a felszínén. Nagyon ritkán látni egyedi csillagászati ​​jelenséget - egy belső bolygó (Merkúr vagy Vénusz) áthaladását a Nap korongján.

Rizs. 7.3. A belső bolygók konfigurációi

Mivel a belső bolygó szögsebessége nagyobb, mint a Föld szögsebessége, egy idő után a bolygó olyan helyzetbe tolódik, ahol a „bolygó-Nap” és a „bolygó-Föld” irányok különböznek egymástól (7.3. ábra). Egy földi megfigyelő számára a bolygót a maximális szögben távolítják el a napkorongról, vagy azt mondják, hogy a bolygó ebben a pillanatban van a legnagyobb megnyúlásán (távolság a Naptól). A belső bolygónak két legnagyobb megnyúlása van - nyugati(n.s.e.) és keleti(n.v.e.). A legnagyobb nyugati megnyúlásnál () a bolygó a horizont alá süllyed, és korábban kel fel, mint a Nap. Ez azt jelenti, hogy reggel, napkelte előtt, a keleti égbolton figyelhető meg. Ez az úgynevezett reggeli láthatóság bolygók.

A legnagyobb nyugati megnyúláson való áthaladás után a bolygó korongja elkezd közeledni a Nap korongjához az égi szférán, amíg a bolygó el nem tűnik a Nap korongja mögött. Ezt a konfigurációt, amikor a Föld, a Nap és a bolygó egy egyenes vonalon fekszik, és a bolygó a Nap mögött van, az ún. felső csatlakozás(v.s.) bolygók. A belső bolygó megfigyelése jelenleg nem végezhető el.

A kiváló konjunkció után a bolygó és a Nap közötti szögtávolság növekedni kezd, és a legnagyobb keleti elongációnál (CE) éri el a maximális értékét. Ugyanakkor a bolygó heliocentrikus ekliptikai hosszúsága nagyobb, mint a Napé (és a geocentrikus, éppen ellenkezőleg, kisebb, vagyis kisebb). A bolygó ebben a konfigurációban később kel fel és nyugszik, mint a Nap, ami lehetővé teszi a megfigyelését a naplemente utáni esti órákban ( esti láthatóság).

A bolygók és a Föld pályájának ellipticitása miatt a Nap és a legnagyobb nyúlású bolygó irányai közötti szög nem állandó, hanem bizonyos határok között változik, a Merkúrnál - től -ig, a Vénusznál - től -ig .

A legnagyobb megnyúlások a legkényelmesebb pillanatok a belső bolygók megfigyelésére. De mivel a Merkúr és a Vénusz még ezekben a konfigurációkban sem távolodik el a Naptól az égi szférán, nem figyelhetők meg egész éjszaka. Az esti (és reggeli) láthatóság időtartama a Vénusz esetében nem haladja meg a 4 órát, a Merkúré pedig legfeljebb 1,5 órát. Azt mondhatjuk, hogy a Merkúr mindig „fürdik” a napsugarakban - vagy közvetlenül napkelte előtt, vagy közvetlenül napnyugta után, fényes égbolton kell megfigyelni. A Merkúr látszólagos fényessége (magnitúdója) idővel változik, és . A Vénusz látszólagos nagysága között változik. A Vénusz a Nap és a Hold után a legfényesebb objektum az égbolton.

A külső bolygóknak is négy konfigurációja van (7.4. ábra): összetett(Val vel.), szembesítés(P.), keletiÉs nyugati kvadratúra(Z.Q. és Q.Q.).

Rizs. 7.4. Külső bolygó konfigurációk

A konjunkciós konfigurációban a külső bolygó a Napot és a Földet összekötő vonalon, a Nap mögött található. Jelenleg nem figyelhető meg.

Mivel a külső bolygó szögsebessége kisebb, mint a Földé, a bolygó további relatív mozgása az égi szférán retrográd lesz. Ezzel párhuzamosan fokozatosan a Naptól nyugatra fog elmozdulni. Amikor a külső bolygó szögtávolsága a Naptól eléri a -t, a „nyugati kvadratúra” konfigurációba esik. Ebben az esetben a bolygó az éjszaka második felében egészen napkeltéig látható lesz a keleti égbolton.

Az „ellenzéki” konfigurációban, amelyet néha „ellenzéknek” is neveznek, a bolygó a Naptól számítva az égen helyezkedik el, majd

A keleti kvadratúrában található bolygó estétől éjfélig megfigyelhető.

A legkedvezőbb feltételek a külső bolygók megfigyelésére az ellenállásuk korszakában vannak. Ebben az időben a bolygó egész éjszaka megfigyelhető. Ugyanakkor a lehető legközelebb van a Földhöz, és a legnagyobb szögátmérővel és maximális fényerővel rendelkezik. A megfigyelők számára fontos, hogy az összes felső bolygó elérje legnagyobb magasságát a horizont felett a téli oppozíciók idején, amikor nyáron ugyanabban a csillagképben mozognak az égen, ahol a Nap. Az északi szélességi körök nyári oppozíciói alacsonyan a horizont felett fordulnak elő, ami nagyon megnehezítheti a megfigyelést.

Egy bolygó adott konfigurációjának dátumának kiszámításakor a Naphoz viszonyított helyzetét egy rajz ábrázolja, amelynek síkját az ekliptika síkjának tekintjük. A tavaszi napéjegyenlőség ponthoz ^ vezető irányt tetszőlegesen választjuk meg. Ha az év egy olyan napját adjuk meg, amelyen a Föld heliocentrikus ekliptikai hosszúságának egy bizonyos értéke van, akkor először a Föld elhelyezkedését kell feljegyezni a rajzon.

A Föld heliocentrikus ekliptikai hosszúságának hozzávetőleges értékét a megfigyelés időpontjától kezdve nagyon könnyű megtalálni. Könnyen belátható (7.5. ábra), hogy például március 21-én a Földről a Nap felé nézve a tavaszi napéjegyenlőség pontját nézzük ^, vagyis a „Nap - tavaszi napéjegyenlőség pontja” irány eltér. a „Nap-Föld” irányból -val, ami azt jelenti, hogy a Föld heliocentrikus ekliptikai hosszúsága . Az őszi napéjegyenlőség napján (szeptember 23-án) nézve a Napot az őszi napéjegyenlőség pontja irányában látjuk (a rajzon átlósan ellentétes a ^ ponttal). Ugyanakkor a Föld ekliptikai hosszúsága . ábrából 7.5 jól látható, hogy a téli napforduló napján (december 22.) a Föld ekliptikai hosszúsága , a nyári napforduló napján (június 22.) pedig - .

Rizs. 7.5. A Föld ekliptikus heliocentrikus hosszúságai
V különböző napokon az év ... ja

A nap fő forrás melegség és egyetlen csillagunk Naprendszer, amely mágnesként vonzza magához az összes bolygót, műholdat, aszteroidát, üstököst és a világűr egyéb „lakóit”.

A Nap és a Föld távolsága több mint 149 millió kilométer. Bolygónk Naptól való távolságát általában csillagászati ​​egységnek nevezik.

Jelentős távolsága ellenére ez a csillag óriási hatással van bolygónkra. A Nap földi helyzetétől függően a nappal átadja helyét az éjszakának, a nyár felváltja a telet, mágneses viharok támadnak és a legcsodálatosabb aurórák keletkeznek. És ami a legfontosabb, a Nap részvétele nélkül a fotoszintézis folyamata, az oxigén fő forrása nem lenne lehetséges a Földön.

A Nap helyzete az év különböző időszakaiban

Bolygónk zárt pályán kering egy égi fény- és hőforrás körül. Ez az út sematikusan megnyúlt ellipszisként ábrázolható. Maga a Nap nem az ellipszis közepén helyezkedik el, hanem valamivel oldalt.

A Föld felváltva közeledik és távolodik a Naptól, és 365 nap alatt tesz meg egy teljes pályát. Bolygónk januárban van a legközelebb a Naphoz. Ekkor a távolság 147 millió km-re csökken. A Föld pályájának a Naphoz legközelebb eső pontját "perihéliumnak" nevezik.

Minél közelebb van a Föld a Naphoz, annál jobban meg van világítva a Déli-sark, és elkezdődik a nyár a déli félteke országaiban.

Júliushoz közelebb kerül bolygónk a lehető legtávolabbra a Naprendszer fő csillagától. Ebben az időszakban a távolság több mint 152 millió km. A Föld pályájának a Naptól legtávolabbi pontját aphelionnak nevezzük. Minél távolabb van a Föld a Naptól, annál több fényt és hőt kapnak az északi félteke országai. Aztán jön ide a nyár, és például Ausztráliában és Fiatal Amerikában a tél uralkodik.

Hogyan világítja meg a Nap a Földet az év különböző időszakaiban

A Föld Nap általi megvilágítása az év különböző szakaszaiban közvetlenül függ bolygónk távolságától egy adott időszakban, és attól, hogy abban a pillanatban melyik „oldalon” fordul a Föld a Nap felé.

Az évszakok változását befolyásoló legfontosabb tényező a Föld tengelye. A Nap körül keringő bolygónk ugyanakkor képes saját képzeletbeli tengelye körül forogni. Ez a tengely 23,5 fokos szöget zár be égi testés mindig célnak bizonyul északi csillag. A Föld tengelye körüli teljes körforgás 24 órát vesz igénybe. Az axiális forgás biztosítja a nappal és éjszaka váltását is.

Egyébként, ha ez az eltérés nem létezne, akkor az évszakok nem váltanák fel egymást, hanem állandóak maradnának. Vagyis valahol állandó nyár uralkodna, más területeken állandó tavasz lenne, a föld harmadát örökre öntözi az őszi esők.

A Föld egyenlítője a napéjegyenlőség napjain a Nap közvetlen sugarai alatt van, míg a napforduló napjain a nap zenitjén a 23,5 fokos szélességi fokon lesz, az év többi részében fokozatosan megközelítve a nulla szélességi fokot. azaz az egyenlítőig. A függőlegesen eső napsugarak több fényt és hőt hoznak, nem szóródnak szét a légkörben. Ezért az egyenlítői országok lakói soha nem ismerik a hideget.

lengyelek földgolyó felváltva találják magukat a Nap sugaraiban. Ezért a sarkokon a nappal fél év, az éjszaka fél éven át tart. Amikor kiderül, hogy ki van világítva északi sark, ekkor kezdődik a tavasz az északi féltekén, átadva a helyét a nyárnak.

A következő hat hónapban a kép megváltozik. A Déli-sarkról kiderül, hogy a Nap felé néz. Most a nyár kezdődik a déli féltekén, és a tél uralkodik az északi félteke országaiban.

Bolygónk évente kétszer kerül olyan helyzetbe, ahol a napsugarak egyformán megvilágítják felszínét a Távol-Északtól a Déli-sarkig. Ezeket a napokat nevezik napéjegyenlőségnek. A tavaszt március 21-én, az őszt szeptember 23-án ünneplik.

Az év további két napját nevezzük napfordulónak. Ebben az időben a Nap vagy a lehető legmagasabban van a horizont felett, vagy a lehető legalacsonyabban.

Az északi féltekén december 21-én vagy 22-én van az év leghosszabb éjszakája – a téli napforduló. És éppen ellenkezőleg, június 20-án vagy 21-én a nappal a leghosszabb és az éjszaka a legrövidebb - ez a nyári napforduló napja. A déli féltekén ennek az ellenkezője történik. Decemberben hosszú napok vannak, júniusban - hosszú éjszakák.

a) A Föld északi sarkán lévő megfigyelő számára ( j = + 90°) nem beállító világítótestek azok, amelyek d--én?? 0, és nem növekvő azok, amelyek d--< 0.

Asztal 1. A déli nap magassága különböző szélességi fokokon

A Nap pozitív deklinációja március 21-től szeptember 23-ig, negatív deklinációja szeptember 23-tól március 21-ig. Következésképpen a Föld északi pólusán a Nap hozzávetőlegesen az év felében nem lenyugvó, az év felében pedig nem felkelő világítótest. Március 21. körül a Nap itt jelenik meg a horizont felett (kel) és miatt napi forgatás Az égi szféra körhöz közeli és szinte párhuzamos íveket ír le a horizonttal, és minden nap egyre magasabbra emelkedik. A nyári napfordulón (június 22. körül) eléri a Nap maximális magasság h max = + 23° 27 " . Ezt követően a Nap közeledni kezd a horizonthoz, magassága fokozatosan csökken, majd az őszi napéjegyenlőség után (szeptember 23. után) eltűnik a horizont alatt (lenyugszik). A hat hónapig tartó nap véget ér, és kezdődik az éjszaka, amely szintén hat hónapig tart. A nap, amely továbbra is a horizonttal szinte párhuzamos íveket ír le, de alatta egyre lejjebb süllyed A téli napforduló napján (december 22. körül) a horizont alá ereszkedik egy magasságba. h min = -23°27 " , majd ismét közeledni kezd a horizonthoz, magassága megnő, és a tavaszi napéjegyenlőség előtt ismét megjelenik a Nap a horizont felett. Egy megfigyelő számára a Föld déli sarkán ( j= - 90°) a Nap napi mozgása hasonló módon történik. Csak itt kel fel a Nap szeptember 23-án és nyugszik le március 21-e után, ezért amikor a Föld északi sarkán éjszaka van, a déli sarkon nappal van, és fordítva.

b) Egy megfigyelőnek a sarkkörön ( j= + 66° 33 " ) nem beállító világítótestek azok, amelyekkel d--i + 23° 27 " , és nem növekvő - -val d < - 23° 27". Következésképpen az Északi-sarkkörön a Nap nem nyugszik le a nyári napfordulóra (éjfélkor a Nap középpontja csak az északi pontnál érinti a horizontot N) és nem emelkedik fel a téli napfordulókor (délben a napkorong közepe csak a déli pontnál érinti a horizontot S, majd ismét a horizont alá esik). Az év hátralévő napjain a Nap ezen a szélességen kel fel és nyugszik. Sőt, maximális magasságát a nyári napforduló napján délben éri el ( h max = + 46° 54"), és a téli napforduló napján a déli magassága minimális ( h min = 0°). A déli sarkkörben ( j= - 66° 33") A nap nem nyugszik le a téli napfordulón és nem kel fel a nyári napfordulón.

Az északi és déli poláris körök azok a földrajzi szélességi körök elméleti határai, ahol sarki nappalok és éjszakák(24 óránál hosszabb nappalok és éjszakák).

A sarkkörön túli helyeken a Nap nem lenyugvó vagy fel nem kelő lámpatest marad, minél tovább, minél közelebb van a hely a földrajzi pólusokhoz. A sarkokhoz közeledve a sarki nappal és éjszaka hossza növekszik.

c) Egy megfigyelő számára az északi trópuson ( j--= + 23° 27") A nap mindig felkelő és lenyugvó világítótest. A nyári napfordulón délben éri el maximális magasságát. h max = + 90°, azaz áthalad a zeniten. Az év hátralévő napjain a Nap délben csúcsosodik ki a zenittől délre. A téli napforduló napján minimális déli magassága h min = + 43° 06".

A déli trópusokon ( j = - 23° 27") A nap is mindig felkel és lenyugszik. De a horizont feletti legmagasabb déli magasságban (+ 90°) a téli napforduló napján, minimumán (+ 43° 06 " ) - a nyári napforduló napján. Az év hátralévő napjain a Nap itt délben csúcsosodik ki a zenittől északra.

A trópusok és a sarki körök között fekvő helyeken a Nap az év minden napján kel és nyugszik. Fél év itt a nap hossza hosszabb időtartamúéjszakák, és hat hónapig az éjszaka hosszabb, mint a nappal. A Nap déli magassága itt mindig kisebb, mint 90° (kivéve a trópusokon) és több mint 0° (kivéve a sarkköröket).

A trópusok között fekvő helyeken a Nap évente kétszer van zenitjén, azokon a napokon, amikor a deklinációja megegyezik a hely földrajzi szélességével.

d) A Föld egyenlítőjénél lévő megfigyelő számára ( j--= 0) minden világítótest, beleértve a Napot is, felkel és lenyugszik. Ugyanakkor 12 órán keresztül a horizont felett vannak, és 12 órán keresztül a horizont alatt. Ezért az Egyenlítőn a nappal hossza mindig megegyezik az éjszaka hosszával. A Nap évente kétszer délben (március 21-én és szeptember 23-án) halad el zenitjén.

Március 21-től szeptember 23-ig az egyenlítői Nap délben a zenittől északra, szeptember 23-tól március 21-ig pedig a zenittől délre ér el csúcspontját. A Nap minimális déli magassága itt egyenlő lesz h min = 90° - 23° 27 " = 66° 33 " (június 22. és december 22.).

Az élet bolygónkon a mennyiségtől függ napfényés melegség. Egy pillanatra is ijesztő elképzelni, mi történt volna, ha nem lett volna olyan csillag az égen, mint a Nap. Minden fűszálnak, minden levélnek, minden virágnak melegre és fényre van szüksége, mint az embereknek a levegőben.

A napsugarak beesési szöge megegyezik a Nap horizont feletti magasságával

A földfelszínt érő napfény és hő mennyisége egyenesen arányos a sugarak beesési szögével. A napsugarak 0-90 fokos szögben érhetik a Földet. A sugarak becsapódási szöge a Földre eltérő, mivel bolygónk gömb alakú. Minél nagyobb, annál könnyebb és melegebb.

Így ha a sugár 0 fokos szöget zár be, akkor csak a föld felszínén csúszik végig anélkül, hogy felmelegítené. Ez a beesési szög az Északi és déli sarkok, a sarkkörön túl. A napsugarak derékszögben esnek az Egyenlítőre és a Déli és a közötti felszínre

Ha a napsugarak földet érő szöge egyenes, ez azt jelzi

Így a föld felszínén lévő sugarak és a nap horizont feletti magassága egyenlő. A földrajzi szélességtől függenek. Minél közelebb van a nulla szélességhez, minél közelebb van a sugarak beesési szöge 90 fokhoz, minél magasabban van a nap a horizont felett, annál melegebb és világosabb.

Hogyan változtatja meg a Nap magasságát a horizont felett

A nap magassága a horizont felett nem állandó érték. Éppen ellenkezőleg, mindig változik. Ennek oka a Föld bolygó folyamatos mozgása a Nap csillag körül, valamint a Föld bolygó saját tengelye körüli forgása. Ennek eredményeként a nappal követi az éjszakát, és az évszakok követik egymást.

A trópusok közötti terület kapja a legtöbb hőt és fényt itt a nappal és az éjszaka szinte egyenlő időtartamú, és a nap évente kétszer van a zenitjén.

Az Északi-sarkkör feletti felület kevesebb hőt és fényt kap, itt olyan fogalmak vannak, mint az éjszaka, amely körülbelül hat hónapig tart.

Az őszi és tavaszi napéjegyenlőség napjai

4 főt azonosítottak asztrológiai dátumok, amely meghatározza a nap magasságát a horizont felett. Szeptember 23. és március 21. az őszi és a tavaszi napéjegyenlőség napja. Ez azt jelenti, hogy a nap magassága a horizont felett szeptemberben és márciusban ezeken a napokon 90 fok.

Déli és egyformán megvilágítja a nap, és az éjszaka hossza megegyezik a nappal. Amikor az asztrológiai ősz kezdődik az északi féltekén, akkor tavasz van, éppen ellenkezőleg, a déli féltekén. Ugyanez mondható el a télről és a nyárról is. Ha be Déli félteke télen, majd északon - nyáron.

A nyári és a téli napforduló napjai

Június 22. és december 22. a nyári napok, december 22-én van a legrövidebb nappal és leghosszabb éjszaka az északi féltekén, és a téli nap a horizont felett van a legalacsonyabb magasságban az egész évben.

A 66,5 szélességi fok felett a Nap a horizont alatt van, és nem kel fel. Ezt a jelenséget, amikor a téli nap nem kel fel a horizontra, sarki éjszakának nevezzük. A legtöbb rövid éjszaka 67 fokos szélességi fokon történik, és csak 2 napig tart, a leghosszabb pedig a sarkokon, és 6 hónapig tart!

December az egész év azon hónapja, amikor az éjszakák a leghosszabbak az északi féltekén. Férfiak be Közép-Oroszország Sötétben ébrednek munkába, és sötétben térnek vissza. Sokak számára nehéz hónap ez, hiszen a napfény hiánya kihat az emberek testi-lelki közérzetére. Emiatt akár depresszió is kialakulhat.

Moszkvában 2016-ban a napkelte december 1-jén 08.33-kor lesz. Ebben az esetben a nap hossza 7 óra 29 perc lesz. Nagyon korán lesz, 16.03. Az éjszaka 16 óra 31 perc lesz. Így kiderül, hogy az éjszaka hossza 2-szer nagyobb, mint a nappal!

Idén a téli napforduló december 21-e. A legrövidebb nap pontosan 7 órát fog tartani. Ezután ugyanaz a helyzet 2 napig tart. December 24-től pedig lassan, de biztosan nyereséges lesz a nap.

Naponta átlagosan egy perc nappali fényt adnak hozzá. A hónap végén a decemberi napkelte pontosan 9 órakor lesz, ami 27 perccel későbbi, mint december 1.

Június 22-e a nyári napforduló. Minden pontosan az ellenkezője történik. Az egész évben ez a dátum a leghosszabb nap és a legrövidebb éjszaka. Ez az északi féltekére vonatkozik.

Juzsnijban ez fordítva van. Érdekes dolgok kapcsolódnak ehhez a naphoz természetes jelenség. Az Északi-sarkkör felett sarki nap kezdődik, a nap 6 hónapig nem nyugszik le a horizont alá. Júniusban titokzatos fehér éjszakák kezdődnek Szentpéterváron. Körülbelül június közepétől tartanak két-három hétig.

Mind ez a 4 asztrológiai dátum 1-2 nappal változhat, mivel a napév nem mindig esik egybe a naptári évvel. Szökőévekben is előfordulnak eltolódások.

A nap magassága a horizont felett és az éghajlati viszonyok

A nap az egyik legfontosabb klímaformáló tényező. Attól függően, hogy hogyan változott a nap horizont feletti magassága a Föld felszínének egy meghatározott területén, a éghajlati viszonyokés évszakok.

Például a Távol-Északon a napsugarak nagyon kis szögben esnek, és csak a föld felszínén siklik, anélkül, hogy felmelegítenék. Ennek a tényezőnek köszönhetően itt rendkívül zord az éghajlat, permafrost, hideg telek fagyos széllel és hóval.

Hogyan több magasság nap a horizont felett, annál melegebb az éghajlat. Például az Egyenlítőnél szokatlanul meleg és trópusi. Szezonális ingadozások gyakorlatilag nem is érezhetők az Egyenlítő térségében, ezeken a területeken örök nyár van.

A Nap horizont feletti magasságának mérése

Ahogy mondani szokás, minden zseniális egyszerű. Tehát itt van. A Nap horizont feletti magasságának mérésére szolgáló eszköz egyszerűen egyszerű. Ez egy vízszintes felület, közepén 1 méter hosszú rúddal. Napsütéses napon délben a rúd a legrövidebb árnyékot veti. Ennek a legrövidebb árnyéknak a segítségével történik a számítások és mérések. Meg kell mérni a szöget az árnyék vége és az oszlop végét az árnyék végével összekötő szakasz között. Ez a szögérték a nap szöge a horizont felett. Ezt az eszközt gnomonnak hívják.

A Gnomon egy ősi asztrológiai eszköz. Vannak más eszközök is a nap horizont feletti magasságának mérésére, mint például a szextáns, a kvadráns és az asztrolábium.

13.1 A Nap horizont feletti magasságának értékeit a 13.1. táblázat tartalmazza.

13.1. táblázat

Földrajzi szélesség °C-ban. w.

b) függelék (tájékoztató jellegű) Az éghajlati paraméterek számítási módszerei

Az éghajlati paraméterek kidolgozásának alapja a Scientific and Applied Reference Book on the Climate of the USSR, vol. 1-34, 1-6 rész (Gidrometeoizdat, 1987-1998) és a meteorológiai állomások megfigyelési adatai.

Az éghajlati paraméterek átlagértékei (átlagos havi hőmérséklet és levegő páratartalom, átlagos havi csapadékmennyiség) egy megfigyelési sorozat (év) tagjainak átlagos havi értékeinek összege, osztva azok teljes számával.

Az éghajlati paraméterek extrém értékei (abszolút minimum és abszolút maximum levegőhőmérséklet, napi maximális csapadékmennyiség) jellemzik azokat a határokat, amelyeken belül az éghajlati paraméterek értékei szerepelnek. Ezeket a jellemzőket a nap folyamán végzett szélsőséges megfigyelésekből választottuk ki.

A leghidegebb nap és a leghidegebb ötnapos időszak levegőhőmérsékletét a leghidegebb nap (öt napos periódus) levegőhőmérsékleteinek rangsorolt ​​sorozatából a 0,98-as és 0,92-es valószínűségnek megfelelő értékként, valamint a megfelelő valószínűséggel számított értékként számítottuk ki. 1966 és 2010 között. A kronológiai adatsorokat a meteorológiai nagyságrendi értékek csökkenő sorrendjében rangsoroltuk. Minden értékhez egy számot rendeltek, és a biztonságát a képlet segítségével határozták meg

ahol m a sorozatszám;

n a rangsorolt ​​sorozat tagjainak száma.

Adott valószínűségű leghidegebb nap (öt nap) levegőhőmérséklet-értékeit interpolációval határoztuk meg a leghidegebb nap (öt nap) integrált hőmérséklet-eloszlási görbéjének segítségével, valószínűségi retinára építettük. A retina kettős exponenciális eloszlását alkalmaztuk.

A különböző valószínűségű levegőhőmérsékleteket nyolc időszak egész évre vonatkozó megfigyelési adatai alapján számítottuk ki az 1966-2010 közötti időszakra vonatkozóan. Az összes levegőhőmérséklet-értéket 2°C-onként gradációban osztottuk el, és az értékek gyakoriságát az egyes fokozatokban az ismételhetőségben fejeztük ki. teljes szám esetek. A rendelkezésre állást a gyakoriság összegzésével számítottuk ki. A biztonság nem a középre, hanem a fokozatok határaira vonatkozik, ha azokat eloszlás szerint számoljuk.

A levegő hőmérséklete 0,94 valószínűséggel a leghidegebb időszak levegő hőmérsékletének felel meg. A levegő hőmérsékletének a számított értéket meghaladó bizonytalansága 528 óra/év.

A meleg időszakra a 0,95 és 0,99 számított valószínűségi hőmérsékletet vették át. Ebben az esetben a számított értékeket meghaladó levegőhőmérséklet hiánya 440, illetve 88 óra/év.

Az átlagos maximális levegőhőmérséklet a napi maximum levegőhőmérséklet havi átlagaként kerül kiszámításra.

A léghőmérséklet napi átlagos amplitúdóját a felhőzettől függetlenül az átlagos maximum és átlagos léghőmérséklet különbségeként számítottuk ki.

Időtartam és átlaghőmérséklet a 0°C, 8°C és 10°C vagy annál kisebb átlagos napi levegőhőmérsékletű légi időszakok olyan időszakot jellemeznek, ahol ezek a hőmérsékletek állandó értékei, az egyes napok, amikor az átlagos napi léghőmérséklet egyenlő vagy kisebb, mint 0°C, 8°C és 10°C, nem vesszük figyelembe.

A levegő relatív páratartalmát a havi átlagértékek sorozatával számítottuk ki. Átlagos havi relatív páratartalom napközben, a nappali (főleg 15:00) megfigyelésekből számolva.

A csapadék mennyiségét a hideg (november-március) és meleg (április-október) időszakra (a szél alulbecslése nélkül) a havi átlagértékek összegeként számítják ki; esőből, szitálásból, erős harmatból és ködből, olvadt hóból, jégesőből és hópelletből vízszintes felületen kialakuló vízréteg magasságát jellemzi lefolyás, szivárgás és párolgás hiányában.

A napi maximum csapadékmennyiséget a napi megfigyelésekből választjuk ki, és ez jellemzi az egy meteorológiai napon lehullott legnagyobb csapadékmennyiséget.

A szélirányok gyakoriságát az összes megfigyelési eset számának százalékában számoljuk, a szélcsendek nélkül.

A januári átlagos szélsebesség maximumát csapágyonként és a júliusi csapágyazott átlagos szélsebesség minimumát a januári csapágyazott átlagos szélsebességek közül a legmagasabbnak számítjuk, amelynek gyakorisága legalább 16%. a legkisebb júliusi átlagos szélsebesség csapágyak szerint, amelynek ismételhetősége 16% vagy több.

A felhőtlen égbolt alatt különböző tájolású felületekre kifejtett közvetlen és diffúz napsugárzást a NIISF építési klimatológiai laboratóriumában kifejlesztett módszerrel számították ki. Ebben az esetben a felhőtlen égbolt alatti közvetlen és diffúz sugárzás tényleges megfigyeléseit használtuk, figyelembe véve a nap horizont feletti magasságának napi ingadozását és a légköri átlátszóság tényleges eloszlását.

Az Orosz Föderáció "*"-gal jelölt állomásainak éghajlati paramétereit az 1966-2010 közötti megfigyelési időszakra számították ki.

* A területi építési szabályzat (TSN) kidolgozásakor az éghajlati paramétereket az 1980 utáni időszakra vonatkozó meteorológiai megfigyelések figyelembevételével kell pontosítani.

Az éghajlati zónákat a januári és júliusi átlagos havi levegőhőmérséklet, három téli hónap átlagos szélsebessége és júliusi átlagos havi relatív páratartalom komplex kombinációja alapján alakították ki (lásd B.1. táblázat).

táblázat B.1

Éghajlati régiók	Éghajlati alrégiók	Átlagos havi levegő hőmérséklet januárban, °C	Átlagos szélsebesség három felett téli hónapokban, Kisasszony	Átlagos havi levegő hőmérséklet júliusban, °C	Átlagos havi relatív páratartalom júliusban, %
		-32-től és az alatt		+4-től +19-ig
		-28-tól és az alatt
		-14-től -28-ig		+12-től +21-ig
		-14-től -28-ig
		-14-től -32-ig		+10-től +20-ig
		-4-től -14-ig		+8-tól +12-ig
				+12-től +21-ig
		-4-től -14-ig		+12-től +21-ig
		-5-től -14-ig		+12-től +21-ig
		-14-től -20-ig		+21-től +25-ig
				+21-től +25-ig
		-5-től -14-ig		+21-től +25-ig
		-10-től +2-ig		+28 felett
				+22-től +28-ig	50 vagy több 15:00-kor
				+25-től +28-ig
				+25-től +28-ig
Megjegyzés – Az ID éghajlati alrégiót az év hideg időszakának (0°C alatti átlagos napi levegőhőmérsékletű) időtartama jellemzi, amely legalább 190 nap egy évben.

A páratartalmú zónák térképét a NIISF állította össze a K komplex mutató értékei alapján, amelyet a vízszintes felületen a csapadékmentes időszak havi átlagának aránya alapján számítanak ki, relatív páratartalom 15 °C-on. :00 a legmelegebb hónap, az éves átlagos teljes napsugárzás vízszintes felületen, a havi átlaghőmérséklet (január és július) éves amplitúdója.

A K komplex mutatónak megfelelően a terület a páratartalom mértéke szerint zónákra van felosztva: száraz (K kisebb, mint 5), normál (K = 5-9) és nedves (K több, mint 9).

Az északi építési-klimatikus zóna (NIISF) zónázása a következő mutatókon alapul: abszolút minimum léghőmérséklet, a leghidegebb nap és a leghidegebb ötnapos időszak hőmérséklete 0,98 és 0,92 valószínűséggel, a napi átlagok összege. hőmérsékletek számára fűtési szezon. Az északi építési-klimatikus zóna éghajlatának súlyossága szerint súlyos, legkevésbé súlyos és legsúlyosabb területeket különböztetnek meg (lásd B.2. táblázat).

Az Állami Geofizikai Obszervatórium elkészítette a léghőmérséklet-változások éves átlagos számának 0 °C-on keresztüli eloszlásának térképét az átlagos napi léghőmérséklet-változások 0 °C-ig való számának alapján, minden évre összesítve és az időszak átlagában. 1961-1990.

táblázat B.2

	Levegő hőmérséklet, °C					A napi átlaghőmérséklet összege egy 8°C-os átlagos napi levegőhőmérsékletű időszakra
	abszolút minimum	a leghidegebb napokon biztonsággal		a biztonság leghidegebb öt napja
A legkevésbé súlyos állapotok
Mostoha körülmények
A legsúlyosabb állapotok
Megjegyzés - Első sor - maximális értékeket, második sor - minimális értékek.