Среди параллелей планеты существуют три очень важные параллели, существование которых обусловлено законами физики и геометрии — это экватор, тропик и полярный круг. Как и любая другая параллель — это воображаемые линии, которых не существует на поверхности Земли в реальности, но знание откуда взялись эти параллели очень важно для понимания всего курса географии. Итак, что же это такое, начнём с самого простого:

Экватор — это воображаемая линия, которая делит Землю на два равных полушария — Северное и Южное. Земля имеет практически шарообразную форму, при этом стабильно вращается вокруг своей оси. Это позволяет нам найти такую плоскость, которая бы делила Землю на две равные половины. Земная ось будет перпендикулярна к этой плоскости, а линия, которая образуется при пересечении этой плоскости с поверхностью планеты и будет экватором.

Экватор — также самая длинная параллель на Земле, его примерная длина составляет 40 000 километров. Что такое экватор математически понятно — линия, делящая Землю на равные половины, но какое значение имеет экватор для географии? Дело в том, что экватор — это ещё очень важная линия для понимания климатических процессов. Приэкваториальная область Земли, а именно — часть планеты, расположенная между тропиками (см. далее), получает больше всего солнечного света и тепла. Это неудивительно, ведь этой частью Земля всегда повёрнута к Солнцу так, что лучи падают на неё практически отвесно. Это приводит к очень сильному прогреванию приэкваториальных участков планеты в течение всего года, здесь образуется самая жаркая и из-за сильного испарения насыщенная влагой экваториальная воздушная масса. На самом экваторе Солнце дважды в год поднимается в зенит, то есть светит вертикально вниз, поднимаясь в самую высокую точку неба (у нас в России, например, мы никогда не сможем наблюдать такое явление), примечательно то, что на экваторе это происходит в дни равноденствий, когда день равен ночи на всей планете. Равноденствия случаются в 20-х числах марта и 20-х числах сентября, хотя днями равноденствий принято считать 21 марта и 23 сентября.

Тропики

Тропик — это параллель, на которой солнце оказывается в зените один раз в год — в день солнцестояния. Тропиков на Земле два — Северный и Южный. Если вы посмотрите на рисунок, то увидите, что 22 июня (в день летнего солнцестояния, когда Северное полушарие максимально повёрнуто к Солнцу)

 

Солнце оказывается в зените над Северным тропиком, в 22 декабря (когда Южное полушарие максимально повёрнуто к солнцу) — над Южным. Северный и Южный тропик также иногда называют в честь зодиакальных созвездий, в которых оказывается Солнце в эти дни — Северный тропик называют тропиком Рака, а Южный — тропиком Козерога (июнь и декабрь соответственно). Возможно, кто-то уже обратил внимание, что широта тропика совпадает с углом наклона земной оси и равна 23,5°. Эта величина неслучайна и как раз наклоном оси планеты и определяется. Действительно, в любой точке планеты солнце над горизонтом меняет свою высоту в течение года, это происходит из-за наклона земной оси, так как планета сохраняет наклон в течение года, к Солнцу она поворачивается полгода одним полушарием, а полгода другим. В дни равноденствий ось повёрнута так, что Солнце светит на неё как бы сбоку, освещая планету от полюса до полюса, на полюсах, кстати в этот момент происходит на одном заход, а на другом восход Солнца — явление происходящее там один раз в год(!). В равноденствия полушария планеты освещены поровну, а на небе в астрономический полдень Солнце занимает своё среднее в году положение. Из-за наклона земной оси в 23,5° от среднего положения летом солнце на небе сможет подняться максимум ещё на 23,5° выше, а зимой — опустится ниже своего положения в равноденствие на 23,5°. К чему это приводит? Это приводит в частности к тому, что на планете появляется область, где два раза в год Солнце оказывается на высоте 90° — в зените. Эта область расположена как раз между тропиками — тропики её ограничивают. На самих же тропиках солнце на небе оказывается в зените только раз в году. Именно поэтому для всех, кто живёт севернее Северного и южнее Южного тропика наблюдать в своей местности солнце в зените не получится.

Полярные круги

Полярный круг — это параллель, выше которой наблюдаются явления полярного дня и полярной ночи. Значение широты, на которой расположены полярные круги планеты тоже обусловлено математически. Оно равно 90° минус наклон оси планеты. Для Земли широта полярных кругов 66,5°. Севернее Северного и южнее Южного Полярного круга наблюдается очень интересное явление полярного дня и полярной ночи. Жителям умеренных широт наблюдение этих явлений тоже недоступно, хотя изменение продолжительности светового дня в течение года здесь ощущается значительно сильнее, чем в тропических и тем более экваториальных широтах. На широте Санкт-Петербурга летом наблюдаются "белые ночи", однако, это не стоит путать с полярным днём. Настоящий полярный день наблюдается на широте Мурманска и Норильска, когда солнце во время самых длинных дней в году (дней в районе 22 июня) вообще не заходит за горизонт. К сожалению, зимой за такое круглосуточное освещение приходится "расплачиваться" полярной ночью, когда во время самых длинных ночей в году (дней в районе 22 декабря) — солнце вообще не восходит — круглые сутки стоит ночь. В Южном полушарии всё происходит также, но в противоположные даты. Чем ближе к полюсу мы будем двигаться, тем дольше будут длиться эти явления. Как уже говорилось выше, на полюсах Земли полярный день и полярная ночь длятся ровно по полгода, а солнце восходит и заходит здесь только единожды в год. Для климата планеты такое расположение этих зон приводит к очень сильному остыванию за долгую тёмную зиму, даже светящее круглый день солнце не способно прогреть здесь воздух летом, потому что поднимается оно очень невысоко. Это приводит к формированию здесь самой холодной полярной воздушной массы и, как следствие, самых холодных областей Земли.

Как меняется в наших широтах суточный путь Солнца относительно горизонта от весны к лету и затем к зиме смотри: Видимое движение солнца по эклиптике

Что касается изменений суточного пути Солнца на разных широтах в течение года, то их можно выяснить, изучая рисунок 43. В точке Q Солнце кульминирует в полдень в дни равноденствия, так как в эти дни оно находится на небесном экваторе.

В день летнего солнцестояния оно кульминирует на 23°27' выше, а в день зимнего солнцестояния на 23°27' ниже (дополните чертеж суточными параллелями Солнца в дни солнцестояния). Суточные пути Солнца над горизонтом в средних широтах показаны на рисунке 45, слева.

Определим теперь, при каком значении угла ф, то есть на какой широте, Солнце может иметь верхнюю кульминацию в зените. Из рисунка 43 ясно, что это возможно на широтах от +23°, 5 до -23°,5 в те дни, когда склонение Солнца равно широте места (угловому расстоянию точки Q небесного экватора от зенита). После подробного рассмотрения вопроса мы убедимся в следующем.

На земном экваторе Солнце, как и все другие небесные светила, всегда восходит и заходит относительно горизонта не наклонно, а отвесно (Рисунок 45). Поэтому там круглый год день равен ночи (горизонт делит суточный путь Солнца пополам), а сумерки бывают очень короткими. Солнце быстро опускается за горизонт. В полдень Солнце бывает в зените два раза в году — в дни равноденствий, когда его склонение равно 0°.

Рисунок 45 — Движение Солнца над горизонтом в разные времена года для наблюдателя, находящегося в средних широтах (слева) и на экваторе Земли (справа).

На Земле есть места, где Солнце только один раз в году бывает в полдень в зените. Это происходит 22 июня на географической широте +23°27'. Эта географическая параллель называется тропиком Рака. В полдень 22 декабря Солнце бывает в зените в местах, расположенных на южной параллели -23°27', называемой тропиком Козерога.

Свои названия эти географические параллели получили в древности в связи с тем, что Солнце кульминировало в зените на тропиках в пору прохождения им созвездий Рака и Козерога, где находились в то время точки летнего и зимнего солнцестояний. За несколько тысяч лет, прошедших с той поры, эти точки переместились в соседние созвездия Близнецов и Стрельца. По-гречески тропик — поворот. Это название связано с поворотом движения Солнца по отношению к небесному экватору.

На полюсах Земли Солнце, пока оно находится над горизонтом, совпадающим здесь с небесным экватором, ежедневно описывает круги, почти параллельные горизонту. Как мы уже знаем, это продолжается на Северном полюсе Земли полгода, с 21 марта по 23 сентября. Так как с 21 марта по 22 июня Солнце непрерывно поднимается над небесным экватором, переходя из южного полушария неба в северное, мы приходим к следующему заключению.

На Северном полюсе Земли Солнце восходит один раз в году — около 21 марта — и, не заходя в течение полугода, описывает ежедневно полный круг над горизонтом, в то же время поднимаясь на все большую высоту до 22 июня; иначе говоря, Солнце описывает на небе витки очень пологой спирали. С 22 июня по 23 сентября Солнце по такой же спирали постепенно опускается к горизонту и после 23 сентября полгода не показывается над горизонтом. Полгода на полюсе — ночь и полгода — день.

По мере удаления от Северного полюса на юг в году появляется все больше дней, когда Солнце восходит и заходит, но летом все же бывает период, когда много дней подряд оно не заходит, и зимой — ряд дней, когда оно не восходит совсем. Такие явления, в частности нижнюю кульминацию Солнца в полночь, можно наблюдать в СССР в Мурманске и в других пунктах, находящихся севернее северного полярного круга.

Нетрудно убедиться, что на Земле есть такие места, где Солнце только раз в году, именно 22 июня, не заходит, а лишь касается горизонта (в точке севера) в момент своей нижней кульминации (в полночь). 22 декабря, и только в этот день, в этих местах Солнце не восходит, а в полдень лишь касается точки юга, оставаясь под горизонтом. Эти места расположены на Земле на географической параллели 66°33', называемой северным полярным кругом.

На Южном полюсе Земли наблюдаются те же явления, что и на Северном полюсе: только там полярный день длится с 23 сентября по 21 марта, а ночь — с 21 марта по 23 сентября. На южном полярном круге (66°33' южной широты) день без восхода Солнца бывает 22 июня, а день без захода Солнца — 22 декабря.

В местностях, расположенных немного южнее северного полярного круга, например в Ленинграде, около 22 июня Солнце ночью опускается под горизонт, но ненадолго и неглубоко.

Поэтому его лучи из-под горизонта сильно освещают воздух («белые ночи»).

Из всего сказанного ясно (и это следует твердо запомнить), что время восхода и захода Солнца зависит не только от дня года,' но и от географической широты, на которой находится наблюдатель. Поэтому время восхода и захода Солнца, указываемое в обычных календарях, может быть верным только для одной какой-либо широты, а не для всей территории СССР.

Дата Восход солнца Солнце в зените Заход солнца Долгота дня Астрономические сумерки Навигационные сумерки Гражданские сумерки
Ср 03:44 12:29 21:14 17:30 +01:03 03:00 03:00 03:00 03:00 02:44 22:15
Чт 03:44 12:29 21:15 17:30 +00:53 03:00 03:00 03:00 03:00 02:43 22:16
Пт 03:44 12:30 21:15 17:31 +00:46 03:00 03:00 03:00 03:00 02:43 22:16
Сб 03:44 12:30 21:16 17:32 +00:40 03:00 03:00 03:00 03:00 02:43 22:17
Вс 03:44 12:30 21:16 17:32 +00:30 03:00 03:00 03:00 03:00 02:42 22:18
Пн 03:44 12:30 21:17 17:33 +00:24 03:00 03:00 03:00 03:00 02:42 22:18
Вт 03:44 12:30 21:17 17:33 +00:16 03:00 03:00 03:00 03:00 02:42 22:19
Ср 03:44 12:31 21:18 17:33 +00:08 03:00 03:00 03:00 03:00 02:42 22:19
Чт 03:44 12:31 21:18 17:33 00:00 03:00 03:00 03:00 03:00 02:43 22:19
Пт 03:44 12:31 21:18 17:33 -00:08 03:00 03:00 03:00 03:00 02:43 22:19
Сб 03:45 12:31 21:18 17:33 -00:15 03:00 03:00 03:00 03:00 02:43 22:19
Вс 03:45 12:32 21:18 17:32 -00:23 03:00 03:00 03:00 03:00 02:44 22:19
Пн 03:46 12:32 21:18 17:32 -00:32 03:00 03:00 03:00 03:00 02:44 22:19

начало утренних сумерек, конец вечерних сумерек.

Солнце в зените. Это угловое расстояние Солнца от небесного экватора. Плоскость небесного экватора и земного совпадают по определению совпадают, то склонение Солнце будет на широте +19град 16минут. Проще говоря, в наивысшей точке.

То есть, прямо над головой;)))

Видимое годовое движение Солнца Экваториальные координаты Солнца меняются за год: прямое восхождение a на 3600, склонение δ от — 23,50 до +23,50 (за счет наклона небесного экватора к плоскости эклиптики) . За счёт того, что наклон земной оси к плоскости земной орбиты меньше 900, существует смена времён года. Склонение δ = 00: 21.03 и 22.09 (дни весеннего и осеннего равноденствия) Склонение δ =+23,50 : с 22.06 по 26.06 (дни летнего солнцестояния) Склонение δ =-23,50 : с 22.12 по 26.12 (дни зимнего солнцестояния) В день весеннего равноденствия солнце поднимается в зенит на широте экватора: h = 900 = 900 — δ + 00 => Ф= 00, а на широте полюса не поднимается над горизонтом целиком: h = 00 = 900 — δ + 00 => Ф = 900. В дни летнего солнцестояния Солнце в зените на широте северного тропика: h = 900 = 900 — δ + 23,50 => Ф= 23,50, а не поднимается над горизонтом на южном полярном круге: h = 00 = 900 + δ — 23,50 => Ф = -66,50.(знак — соответствует южной широте) . В дни зимнего солнцестояния Солнце в зените на широте южного тропика: h = 900 = 900 — δ — 23,50 => Ф = -23,50, а не поднимается над горизонтом на северном полярном круге: h = 00 = 900 + δ — 23,50 => Ф = 66,50. Отсюда ТРОПИКИ — широты дальше которых от экватора солнце никогда не бывает в зените, ПОЛЯРНЫЕ КРУГИ — широты дальше которых от экватора могут быть полярные дни и ночи. На ПОЛЮСАХ, как можно понять, вообще не бывает смены времени суток, а бывают только полярные дни или ночи. На ЭКВАТОРЕ Солнце бывает в зените только два дня в году (когда склонение его 0) — в дни весеннего и осеннего равноденствия. Широта Нижнего Новгорода 560. Так что перед нами встаёт иная задача: определить максимальную и минимальную высоту подъёма Солнца на данной высоте. H = 900 – 560 + 23.50 = 57.50 (в дни летнего солнцестояния) H = 900 – 560 — 23.50 = 10.50 (в дни зимнего солнцестояния).

когда находится в середине неба, т. е. угол падения солнечных лучей на землю примерно равен 90 градусов. самое жаркое время, т. к. лучи почти не отражаются ни от атмосферы ни от самой земли

Когда бывает солнце в зените на экваторе

  • Смотри.Земля летает вокруг Солнца.

    Но при этом е ось вращения направлена под углом к плоскости орбиты. И за счт закона сохранения момента импульса — этот угол наклона не меняется с течением лет. (Есть небольшие колебания, но они достаточно медленные и этот эффект можно не рассматривать) . Таким образом в каждый момент времени Солнце находится над некоторой параллелью. Ну это надо себе представить. Если есть глобус — можно его вокруг лампочки поносить, сохраняя ориентацию оси в пространстве.В некоторый день — Солнце находится над некоторой параллелью. Смещается, конечно, но в течении дня это смещение мало. Значит вся эта параллель под Солнцем прокручивается. И получается что для наблюдателя на ней экпиптика (путь Солнца на небе) проходит через зенит. А зенит — это прямо над головой — направление, перпендикулярное касательной плоскости к земному эллипсоиду в данной точке.В течении года Солнце находится то над северным полушарием, то над южным — ходит над параллелями от -23 до +23.Над экватором, естественно, когда не наклонено ни тем полушарием, ни другим. А это происходит весной и осенью в дни равноденствий.

Рубрики: Путешествия

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *