ความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าที่ละติจูดต่างๆ การเคลื่อนตัวของดวงอาทิตย์ ณ ละติจูดต่างๆ
การเคลื่อนตัวประจำปีที่ชัดเจนของดวงอาทิตย์
เนื่องจากการปฏิวัติโลกรอบดวงอาทิตย์ประจำปีในทิศทางจากตะวันตกไปตะวันออกดูเหมือนว่าดวงอาทิตย์จะเคลื่อนตัวไปในหมู่ดวงดาวจากตะวันตกไปตะวันออกตามวงกลมขนาดใหญ่ของทรงกลมท้องฟ้าซึ่งเรียกว่า สุริยุปราคาโดยมีระยะเวลา 1 ปี . ระนาบของสุริยุปราคา (ระนาบของวงโคจรของโลก) มีความโน้มเอียงกับระนาบของเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า (รวมถึงเส้นศูนย์สูตรของโลก) ในมุมหนึ่ง มุมนี้เรียกว่า. ความโน้มเอียงสุริยุปราคา.
ตำแหน่งของสุริยุปราคาบน ทรงกลมท้องฟ้า, นั่นคือ พิกัดเส้นศูนย์สูตรและจุดของสุริยุปราคาและความเอียงของมันไปยังเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าจะพิจารณาจากการสังเกตดวงอาทิตย์ในแต่ละวัน โดยการวัดระยะทาง (หรือความสูง) ของดวงอาทิตย์ ณ จุดสุดยอด ณ ละติจูดทางภูมิศาสตร์เดียวกัน
, | (6.1) |
, | (6.2) |
สังเกตได้ว่าการเสื่อมของดวงอาทิตย์ตลอดทั้งปีแตกต่างกันไปตั้งแต่ ถึง ในกรณีนี้ การขึ้นโดยตรงของดวงอาทิตย์จะแตกต่างกันไปตลอดทั้งปีจากถึงหรือถึง
มาดูการเปลี่ยนแปลงพิกัดของดวงอาทิตย์กันดีกว่า
ตรงจุด วันวสันตวิษุวัต ↑ ซึ่งดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านทุกปีในวันที่ 21 มีนาคม การขึ้นและลงที่ถูกต้องของดวงอาทิตย์จะเป็นศูนย์ จากนั้นทุกๆวันการขึ้นและลงที่ถูกต้องของดวงอาทิตย์ก็จะเพิ่มขึ้น
ตรงจุด ครีษมายันก โดยที่ดวงอาทิตย์ตกในวันที่ 22 มิถุนายน การขึ้นที่ถูกต้องคือ 6 ชม.และการปฏิเสธถึงค่าสูงสุด + หลังจากนั้นความลาดเอียงของดวงอาทิตย์จะลดลง แต่การขึ้นที่ถูกต้องยังคงเพิ่มขึ้น
เมื่อดวงอาทิตย์มาถึงจุดวันที่ 23 กันยายน วิษุวัตฤดูใบไม้ร่วง d การขึ้นที่ถูกต้องจะเท่ากับ และการปฏิเสธจะกลายเป็นศูนย์อีกครั้ง
นอกจากนี้การเสด็จขึ้นสู่สวรรค์ที่ถูกต้องนั้นเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ณ จุดนั้น เหมายัน g ซึ่งดวงอาทิตย์ตกกระทบในวันที่ 22 ธันวาคม จะมีค่าเท่ากัน และความเบี่ยงเบนจะถึงจุดนั้น ค่าต่ำสุด- . หลังจากนั้น ความเสื่อมจะเพิ่มขึ้น และหลังจากผ่านไปสามเดือน ดวงอาทิตย์ก็กลับมายังจุดวสันตวิษุวัตอีกครั้ง
ลองพิจารณาการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าตลอดทั้งปีสำหรับผู้สังเกตการณ์ที่อยู่ในตำแหน่งต่างๆ บนพื้นผิวโลก
ขั้วโลกเหนือของโลกในวันวสันตวิษุวัต (21.03) ดวงอาทิตย์โคจรรอบขอบฟ้า (ระลึกว่า ณ ขั้วโลกเหนือของโลก ไม่มีปรากฏการณ์การขึ้นและตกของดวงประทีป กล่าวคือ ดวงประทีปเคลื่อนที่ขนานกับขอบฟ้าโดยไม่ข้ามไป) นี่เป็นจุดเริ่มต้นของวันขั้วโลกเหนือที่ขั้วโลกเหนือ วันรุ่งขึ้น ดวงอาทิตย์ซึ่งขึ้นเล็กน้อยตามสุริยุปราคาจะบรรยายถึงวงกลมที่ขนานกับขอบฟ้าที่ระดับความสูงที่สูงกว่าเล็กน้อย ทุกๆ วันก็จะสูงขึ้นเรื่อยๆ ความสูงสูงสุดดวงอาทิตย์จะถึงในวันครีษมายัน (06/22) - . หลังจากนี้ระดับความสูงจะลดลงอย่างช้าๆ ในวันศารทวิษุวัต (23 กันยายน) ดวงอาทิตย์จะอยู่บนเส้นศูนย์สูตรฟ้าอีกครั้งซึ่งตรงกับขอบฟ้าที่ขั้วโลกเหนือ เมื่อทำวงอำลาไปตามขอบฟ้าในวันนี้ ดวงอาทิตย์ก็ลงมาใต้ขอบฟ้า (ใต้เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า) เป็นเวลาหกเดือน วันขั้วโลกซึ่งกินเวลานานถึงหกเดือนได้สิ้นสุดลงแล้ว คืนขั้วโลกเริ่มต้นขึ้น
สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่ตั้งอยู่บน อาร์กติกเซอร์เคิลดวงอาทิตย์ขึ้นถึงจุดสูงสุดในเวลาเที่ยงวันของครีษมายัน - ส่วนดวงอาทิตย์ตอนเที่ยงคืนของวันนี้อยู่ที่ 0° นั่นคือดวงอาทิตย์ไม่ได้ตกในวันนี้ ปรากฏการณ์นี้มักเรียกว่า วันขั้วโลก.
ในวันเหมายัน ความสูงตอนเที่ยงของมันจะน้อยมาก - นั่นคือดวงอาทิตย์ไม่ขึ้น มันถูกเรียกว่า คืนขั้วโลก. ละติจูดของอาร์กติกเซอร์เคิลมีขนาดเล็กที่สุดในซีกโลกเหนือของโลก ซึ่งเป็นที่สังเกตปรากฏการณ์ขั้วโลกทั้งกลางวันและกลางคืน
สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่ตั้งอยู่บน เขตร้อนทางตอนเหนือ,พระอาทิตย์ขึ้นและตกทุกวัน ดวงอาทิตย์ขึ้นถึงความสูงเที่ยงวันสูงสุดเหนือขอบฟ้าในวันที่ครีษมายัน - ในวันนี้จะผ่านจุดสุดยอด () เขตร้อนทางเหนือเป็นเส้นขนานเหนือสุดซึ่งมีดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุด ระดับความสูงต่ำสุดในช่วงเที่ยงวัน เกิดขึ้นในช่วงครีษมายัน
สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่ตั้งอยู่บน เส้นศูนย์สูตรบรรดาผู้ทรงคุณวุฒิทั้งหลายก็ตั้งขึ้นและรุ่งเรืองโดยแท้ ยิ่งไปกว่านั้น แสงสว่างใดๆ รวมทั้งดวงอาทิตย์ ใช้เวลาอยู่เหนือขอบฟ้า 12 ชั่วโมงพอดี และอยู่ใต้ขอบฟ้า 12 ชั่วโมงพอดี ซึ่งหมายความว่าความยาวของวันจะเท่ากับความยาวของคืนเสมอ - ครั้งละ 12 ชั่วโมง ปีละสองครั้ง - ในวันศารทวิษุวัต - ระดับความสูงเที่ยงวันของดวงอาทิตย์กลายเป็น 90° นั่นคือมันผ่านจุดสุดยอด
สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่ตั้งอยู่บน ละติจูดของสเตอร์ลิตามัคกล่าวคือ ในเขตอบอุ่น ดวงอาทิตย์ไม่เคยอยู่ที่จุดสูงสุดเลย จะถึงจุดสูงสุดในเวลาเที่ยงของวันที่ 22 มิถุนายน ซึ่งเป็นวันครีษมายัน ในวันครีษมายัน 22 ธันวาคม ความสูงจะน้อยที่สุด - .
ดังนั้นให้เรากำหนดสัญญาณทางดาราศาสตร์ของสายพานความร้อนดังต่อไปนี้:
1. ในเขตหนาวเย็น (ตั้งแต่วงกลมขั้วโลกจนถึงขั้วโลก) ดวงอาทิตย์อาจเป็นได้ทั้งดวงที่ไม่ตกและไม่ขึ้น กลางวันขั้วโลกและกลางคืนขั้วโลกอาจกินเวลาได้ตั้งแต่ 24 ชั่วโมง (ที่วงกลมขั้วโลกเหนือและใต้) ไปจนถึงหกเดือน (ที่ขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ของโลก)
2. บี เขตอบอุ่น x (จากเขตร้อนทางเหนือและใต้ไปจนถึงวงกลมขั้วโลกเหนือและใต้) ดวงอาทิตย์ขึ้นและตกทุกวัน แต่ไม่เคยถึงจุดสุดยอดเลย ในฤดูร้อน กลางวันจะยาวนานกว่ากลางคืน และในฤดูหนาวจะตรงกันข้าม
3. ในเขตร้อน (จากเขตร้อนทางตอนเหนือถึงเขตร้อนทางตอนใต้) ดวงอาทิตย์ขึ้นและตกอยู่เสมอ ดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุดจากครั้งหนึ่ง - ในเขตร้อนทางเหนือและใต้ ไปจนถึงสองครั้ง - ที่ละติจูดอื่นของแถบ
การเปลี่ยนแปลงฤดูกาลบนโลกเป็นประจำเป็นผลมาจากสาเหตุสามประการ: การหมุนรอบโลกของโลกรอบดวงอาทิตย์ในแต่ละปี ความโน้มเอียง แกนโลกสู่ระนาบวงโคจรของโลก (ระนาบสุริยุปราคา) และรักษาไว้ แกนโลกทิศทางของมันในอวกาศเป็นระยะเวลานาน ด้วยการกระทำร่วมกันของสาเหตุทั้งสามนี้ การเคลื่อนที่ที่ชัดเจนของดวงอาทิตย์ในแต่ละปีจึงเกิดขึ้นตามแนวสุริยุปราคา โน้มเอียงไปที่เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า ดังนั้นตำแหน่งของเส้นทางรายวันของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าของสถานที่ต่างๆ พื้นผิวโลกเปลี่ยนแปลงตลอดทั้งปี ส่งผลให้สภาพการส่องสว่างและความร้อนจากดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงไป
ความร้อนที่ไม่เท่ากันโดยดวงอาทิตย์ในพื้นที่พื้นผิวโลกที่มีละติจูดทางภูมิศาสตร์ต่างกัน (หรือพื้นที่เดียวกันในช่วงเวลาที่ต่างกันของปี) สามารถกำหนดได้อย่างง่ายดายด้วยการคำนวณอย่างง่าย ให้เราแสดงด้วยปริมาณความร้อนที่ถ่ายโอนไปยังหน่วยพื้นที่ของพื้นผิวโลกโดยรังสีดวงอาทิตย์ที่ตกในแนวตั้ง (ดวงอาทิตย์ที่จุดสุดยอด) จากนั้น ที่ระยะห่างจุดสุดยอดของดวงอาทิตย์ หน่วยพื้นที่เดียวกันจะได้รับปริมาณความร้อน
(6.3) |
โดยการแทนค่าของดวงอาทิตย์ ณ เที่ยงแท้ของวันต่างๆ ของปี ลงในสูตรนี้ แล้วหารค่าที่เท่ากันที่เกิดขึ้นด้วยกัน คุณจะพบอัตราส่วนของปริมาณความร้อนที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ในเวลาเที่ยงของวันดังกล่าว ปี.
งาน:
1. คำนวณความเอียงของสุริยุปราคาและกำหนดพิกัดเส้นศูนย์สูตรและสุริยุปราคาของจุดหลักจากระยะทางซีนิทที่วัดได้ ดวงอาทิตย์ ณ จุดสุดยอดสูงสุดในวันอายัน:
№ | วันที่ 22 มิถุนายน | 22 ธันวาคม |
1) | 29〫48ʹ ทิศใต้ | 76〫42ʹ ทิศใต้ |
№ | วันที่ 22 มิถุนายน | 22 ธันวาคม |
2) | 19〫23ʹ ทิศใต้ | 66〫17ʹยว |
3) | 34〫57ʹ ทิศใต้ | 81〫51ʹ ทิศใต้ |
4) | 32〫21ʹ ทิศใต้ | 79〫15ʹ ทิศใต้ |
5) | 14〫18ʹ ทิศใต้ | 61〫12ʹ ทิศใต้ |
6) | 28〫12ʹ ทิศใต้ | 75〫06ʹ ทิศใต้ |
7) | 17〫51ʹ ทิศใต้ | 64〫45ʹ ทิศใต้ |
8) | 26〫44ʹ ทิศใต้ | 73〫38ʹ ทิศใต้ |
2. พิจารณาความโน้มเอียงของเส้นทางประจำปีที่ปรากฏของดวงอาทิตย์ไปยังเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าบนดาวเคราะห์ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี และดาวยูเรนัส
3. กำหนดความโน้มเอียงของสุริยุปราคาเมื่อประมาณ 3,000 ปีที่แล้ว หากตามการสังเกตในยุคนั้น ณ สถานที่บางแห่ง ซีกโลกเหนือบนโลก ระดับความสูงเที่ยงวันของดวงอาทิตย์ในวันที่ครีษมายันอยู่ที่ +63〫48ʹ และในวันที่ครีษมายัน +16〫00ʹ ทางใต้ของจุดสุดยอด
4. ตามแผนที่แผนที่ดาวของนักวิชาการเอ.เอ. มิคาอิลอฟสร้างชื่อและขอบเขต กลุ่มดาวจักรราศีระบุจุดเหล่านั้นซึ่งมีจุดหลักของสุริยุปราคาอยู่และกำหนดระยะเวลาเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์เทียบกับพื้นหลังของกลุ่มดาวจักรราศีแต่ละดวง
5. ใช้แผนที่ที่เคลื่อนไหวของท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาว กำหนดเวลาราบของจุดและเวลาพระอาทิตย์ขึ้นและตก รวมถึงระยะเวลาโดยประมาณของกลางวันและกลางคืนที่ละติจูดทางภูมิศาสตร์ของสเตอร์ลิตามัคในวันศารทวิษุวัตและอายัน
6. คำนวณความสูงเที่ยงวันและเที่ยงคืนของดวงอาทิตย์สำหรับวันศารทวิษุวัตและอายันใน: 1) มอสโก; 2) ตเวียร์; 3) คาซาน; 4) ออมสค์; 5) โนโวซีบีสค์; 6) สโมเลนสค์; 7) ครัสโนยาสค์; 8) โวลโกกราด
7. คำนวณอัตราส่วนของปริมาณความร้อนที่ได้รับตอนเที่ยงจากดวงอาทิตย์ในวันอายันโดยตำแหน่งที่เหมือนกันที่จุดสองจุดบนพื้นผิวโลกซึ่งอยู่ที่ละติจูด: 1) +60〫30ʹ และในมายคอป; 2) +70〫00ʹ และในกรอซนี; 3) +66〫30ʹ และในมาคัชคาลา; 4) +69〫30ʹ และในวลาดิวอสต็อก; 5) +67〫30ʹ และในมาคัชคาลา; 6) +67〫00ʹ และในยูซโน-คูริลสค์; 7) +68〫00ʹ และในยูจโน-ซาคาลินสค์; 8) +69〫00ʹ และในรอสตอฟ-ออน-ดอน
กฎของเคปเลอร์และโครงสร้างของดาวเคราะห์
ภายใต้อิทธิพล แรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์โดยมีวงโคจรเป็นวงรียาวเล็กน้อย ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ที่จุดโฟกัสจุดหนึ่งของวงโคจรทรงรีของดาวเคราะห์ การเคลื่อนไหวนี้เป็นไปตามกฎของเคปเลอร์
ขนาดของกึ่งแกนเอกของวงโคจรทรงรีของดาวเคราะห์ก็เป็นระยะทางเฉลี่ยจากดาวเคราะห์ถึงดวงอาทิตย์เช่นกัน เนื่องจากมีความเยื้องศูนย์เล็กน้อยและความโน้มเอียงเล็กน้อยของวงโคจร ดาวเคราะห์ดวงใหญ่เมื่อแก้ไขปัญหาต่างๆ อาจเป็นไปได้โดยประมาณว่าวงโคจรเหล่านี้เป็นวงกลมและมีรัศมีและในทางปฏิบัติอยู่ในระนาบเดียวกัน - ในระนาบสุริยุปราคา (ระนาบของวงโคจรของโลก)
ตามกฎข้อที่สามของเคปเลอร์ ถ้า และ คือ คาบดาวฤกษ์ของการโคจรของดาวเคราะห์ดวงหนึ่งและโลกรอบดวงอาทิตย์ ตามลำดับ และ และ เป็นกึ่งแกนเอกของวงโคจรของพวกมัน ตามลำดับ
. | (7.1) |
ในที่นี้ คาบการปฏิวัติของโลกและโลกสามารถแสดงเป็นหน่วยใดก็ได้ แต่มิติจะต้องเท่ากัน ข้อความที่คล้ายกันนี้เป็นจริงสำหรับแกนกึ่งเอกและ
หากเราใช้เวลา 1 ปีในเขตร้อน ( – คาบการหมุนของโลกรอบดวงอาทิตย์) เป็นหน่วยการวัดเวลา และ 1 หน่วยดาราศาสตร์ () เป็นหน่วยวัดระยะทาง กฎข้อที่สามของเคปเลอร์ (7.1) ก็สามารถเป็นได้ เขียนใหม่เป็น
โดยที่คือคาบดาวฤกษ์ที่ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยแสดงเป็นวันสุริยะโดยเฉลี่ย
แน่นอนว่าสำหรับโลก ความเร็วเชิงมุมเฉลี่ยจะถูกกำหนดโดยสูตร
หากเราใช้ความเร็วเชิงมุมของดาวเคราะห์และโลกเป็นหน่วยวัด และคาบการโคจรวัดในปีเขตร้อน สูตร (7.5) ก็สามารถเขียนได้เป็น
ความเร็วเชิงเส้นเฉลี่ยของดาวเคราะห์ในวงโคจรสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร
ค่าเฉลี่ยของความเร็วการโคจรของโลกเป็นที่รู้จักและเป็น เมื่อหาร (7.8) ด้วย (7.9) และใช้กฎข้อที่สามของเคปเลอร์ (7.2) เราพบว่าขึ้นอยู่กับ
เครื่องหมาย "-" ตรงกับ ภายในหรือดาวเคราะห์ชั้นล่าง (ดาวพุธ ดาวศุกร์) และ “+” – ภายนอกหรือบน (ดาวอังคาร, ดาวพฤหัสบดี, ดาวเสาร์, ดาวยูเรนัส, ดาวเนปจูน) ในสูตรนี้แสดงเป็นปี หากจำเป็น ค่าที่พบสามารถแสดงเป็นวันได้เสมอ
ตำแหน่งสัมพัทธ์ของดาวเคราะห์ถูกกำหนดอย่างง่ายดายโดยพิกัดทรงกลมสุริยุปราคาเฮลิโอเซนทริคซึ่งค่าต่างๆ ของวันต่างๆ ของปีจะถูกตีพิมพ์ในหนังสือรุ่นทางดาราศาสตร์ในตารางที่เรียกว่า "ลองจิจูดเฮลิโอเซนทริคของดาวเคราะห์"
ศูนย์กลางของระบบพิกัดนี้ (รูปที่ 7.1) คือศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ และวงกลมหลักคือสุริยุปราคา โดยมีขั้วอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 90 องศา
เรียกว่าวงกลมใหญ่ที่ลากผ่านเสาสุริยุปราคา วงกลมละติจูดสุริยุปราคาตามนั้นวัดจากสุริยุปราคา ละติจูดสุริยุปราคาเฮลิโอเซนทริคซึ่งถือว่าเป็นบวกในซีกโลกสุริยุปราคาทางตอนเหนือและเป็นลบในซีกโลกสุริยุปราคาทางใต้ของทรงกลมท้องฟ้า ลองจิจูดสุริยุปราคาเฮลิโอเซนทริควัดตามแนวสุริยุปราคาจากจุดวสันตวิษุวัต ¡ ทวนเข็มนาฬิกาถึงฐานของวงกลมละติจูดของดวงส่องสว่าง และมีค่าตั้งแต่ 0° ถึง 360°.
เนื่องจากการเอียงเล็กน้อยของวงโคจรของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่กับระนาบสุริยุปราคา วงโคจรเหล่านี้จึงตั้งอยู่ใกล้สุริยุปราคาเสมอ และในการประมาณครั้งแรก ลองจิจูดเฮลิโอเซนทริคของพวกมันสามารถพิจารณาได้ โดยกำหนดตำแหน่งของดาวเคราะห์สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์โดยอาศัยเพียงการประมาณครั้งแรก ลองจิจูดสุริยุปราคาเฮลิโอเซนทริค
ข้าว. 7.1. ระบบพิกัดท้องฟ้าสุริยุปราคา
พิจารณาวงโคจรของโลกและดาวเคราะห์ชั้นในบางส่วน (รูปที่ 7.2) โดยใช้ ระบบพิกัดสุริยุปราคาเฮลิโอเซนตริก. ในนั้น วงกลมหลักคือสุริยุปราคา และจุดศูนย์คือจุดวสันตวิษุวัต ^ ลองจิจูดเฮลิโอเซนตริกสุริยุปราคาของดาวเคราะห์นับจากทิศทาง “ดวงอาทิตย์ – จุดวสันตวิษุวัต ^” ไปยังทิศทาง “ดวงอาทิตย์ – ดาวเคราะห์” ทวนเข็มนาฬิกา เพื่อความง่าย เราจะถือว่าระนาบการโคจรของโลกและดาวเคราะห์นั้นมีความบังเอิญ และวงโคจรเองก็เป็นวงกลม ตำแหน่งของดาวเคราะห์ในวงโคจรของมันถูกกำหนดโดยลองจิจูดเฮลิโอเซนตริกสุริยวิถีของมัน
หากศูนย์กลางของระบบพิกัดสุริยุปราคาอยู่ในแนวเดียวกับศูนย์กลางของโลก ก็จะเป็นเช่นนี้ ระบบพิกัดสุริยุปราคาทางภูมิศาสตร์. จากนั้นจึงเรียกมุมระหว่างทิศทาง "ศูนย์กลางของโลก - จุดวสันตวิษุวัต ^" และ "ศูนย์กลางของโลก - ดาวเคราะห์" ลองจิจูดจุดศูนย์กลางสุริยุปราคาดาวเคราะห์ ลองจิจูดสุริยุปราคาเฮลิโอเซนทริคของโลกและลองจิจูดสุริยุปราคา geocentric ของดวงอาทิตย์ ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 1 7.2 มีความสัมพันธ์กันโดยความสัมพันธ์:
. | (7.12) |
เราจะโทร การกำหนดค่าดาวเคราะห์บางส่วนได้รับการแก้ไขแล้ว การจัดการร่วมกันดาวเคราะห์โลกและดวงอาทิตย์
ให้เราพิจารณาโครงร่างของดาวเคราะห์ชั้นในและดาวเคราะห์ชั้นนอกแยกกัน
ข้าว. 7.2. ระบบเฮลิโอและศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์
พิกัดสุริยุปราคา
ดาวเคราะห์ชั้นในมีโครงร่างอยู่สี่แบบ: การเชื่อมต่อด้านล่าง(น.ส.) การเชื่อมต่อด้านบน(เทียบกับ) การยืดตัวแบบตะวันตกที่ยิ่งใหญ่ที่สุด(n.se.) และ การยืดตัวทางทิศตะวันออกที่ยิ่งใหญ่ที่สุด(ไม่มี).
ในการเชื่อมที่ด้อยกว่า (NC) ดาวเคราะห์ชั้นในจะอยู่บนเส้นที่เชื่อมระหว่างดวงอาทิตย์กับโลก ระหว่างดวงอาทิตย์กับโลก (รูปที่ 7.3) สำหรับ ผู้สังเกตการณ์ทางโลกในขณะนี้ ดาวเคราะห์ชั้นใน "เชื่อม" กับดวงอาทิตย์ ซึ่งมองเห็นได้จากพื้นหลังของดวงอาทิตย์ ในกรณีนี้ ลองจิจูดจุดศูนย์กลางศูนย์กลางสุริยุปราคาของดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ชั้นในจะเท่ากัน กล่าวคือ:
ใกล้กับจุดร่วมด้อยกว่า ดาวเคราะห์เคลื่อนตัวไปในท้องฟ้าในลักษณะถอยหลังเข้าคลองใกล้ดวงอาทิตย์ โดยอยู่เหนือขอบฟ้าในตอนกลางวัน ใกล้ดวงอาทิตย์ และเป็นไปไม่ได้ที่จะสังเกตมันโดยการมองสิ่งใด ๆ บนพื้นผิวของมัน เป็นเรื่องยากมากที่จะเห็นปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่ไม่เหมือนใคร - การผ่านของดาวเคราะห์ชั้นใน (ดาวพุธหรือดาวศุกร์) ผ่านดิสก์ของดวงอาทิตย์
ข้าว. 7.3. โครงร่างของดาวเคราะห์ชั้นใน
เนื่องจากความเร็วเชิงมุมของดาวเคราะห์ชั้นในมีค่ามากกว่าความเร็วเชิงมุมของโลก หลังจากนั้นครู่หนึ่ง ดาวเคราะห์จะเคลื่อนไปยังตำแหน่งที่ทิศทาง "ดาวเคราะห์-ดวงอาทิตย์" และ "ดาวเคราะห์-โลก" แตกต่างกัน (รูปที่ 7.3) สำหรับผู้สังเกตการณ์บนโลก ดาวเคราะห์จะถูกลบออกจากจานสุริยะที่มุมสูงสุดของมัน หรือพวกเขากล่าวว่าดาวเคราะห์ในขณะนี้อยู่ในระยะยืดตัวที่ยิ่งใหญ่ที่สุด (ระยะห่างจากดวงอาทิตย์) มีการยืดตัวที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสองประการของดาวเคราะห์ชั้นใน - ทางทิศตะวันตก(n.se.) และ ตะวันออก(ไม่มี). ที่การยืดตัวทางทิศตะวันตกมากที่สุด () ดาวเคราะห์จะตกอยู่ใต้เส้นขอบฟ้าและขึ้นเร็วกว่าดวงอาทิตย์ ซึ่งหมายความว่าสามารถสังเกตได้ในตอนเช้า ก่อนพระอาทิตย์ขึ้น บนท้องฟ้าด้านทิศตะวันออก มันถูกเรียกว่า ทัศนวิสัยในตอนเช้าดาวเคราะห์
หลังจากผ่านการยืดตัวทางตะวันตกที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ดิสก์ของดาวเคราะห์ก็เริ่มเข้าใกล้ดิสก์ของดวงอาทิตย์บนทรงกลมท้องฟ้าจนกระทั่งดาวเคราะห์หายไปหลังดิสก์ของดวงอาทิตย์ โครงสร้างนี้ เมื่อโลก ดวงอาทิตย์ และดาวเคราะห์โคจรอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน และดาวเคราะห์อยู่หลังดวงอาทิตย์ เรียกว่า การเชื่อมต่อด้านบน(เทียบกับ) ดาวเคราะห์ การสังเกตการณ์ดาวเคราะห์ชั้นในไม่สามารถทำได้ในขณะนี้
หลังจากจุดเชื่อมต่อที่เหนือกว่า ระยะห่างเชิงมุมระหว่างดาวเคราะห์กับดวงอาทิตย์จะเริ่มเพิ่มขึ้น โดยถึงค่าสูงสุดที่การยืดตัวทางทิศตะวันออก (CE) ที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ในเวลาเดียวกันลองจิจูดสุริยุปราคาเฮลิโอเซนทริคของดาวเคราะห์นั้นมากกว่าลองจิจูดของดวงอาทิตย์ (และในทางกลับกันก็จะน้อยกว่านั่นคือ) ดาวเคราะห์ในรูปแบบนี้ขึ้นและตกช้ากว่าดวงอาทิตย์ ซึ่งทำให้สามารถสังเกตดูมันได้ในตอนเย็นหลังพระอาทิตย์ตกดิน ( การมองเห็นตอนเย็น).
เนื่องจากรูปไข่ของวงโคจรของดาวเคราะห์และโลก มุมระหว่างทิศทางไปยังดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ที่มีการยืดตัวมากที่สุดจึงไม่คงที่ แต่แตกต่างกันไปภายในขอบเขตที่กำหนด สำหรับดาวพุธ - จาก ถึง สำหรับดาวศุกร์ - จาก ถึง .
การยืดออกที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือช่วงเวลาที่สะดวกที่สุดในการสังเกตดาวเคราะห์ชั้นใน แต่เนื่องจากดาวพุธและดาวศุกร์ไม่ได้เคลื่อนที่ไปไกลจากดวงอาทิตย์บนทรงกลมท้องฟ้าแม้จะอยู่ในรูปแบบเหล่านี้ จึงไม่สามารถสังเกตเห็นพวกมันได้ตลอดทั้งคืน ระยะเวลาการมองเห็นในตอนเย็น (และเช้า) สำหรับดาวศุกร์ไม่เกิน 4 ชั่วโมงและสำหรับดาวพุธ - ไม่เกิน 1.5 ชั่วโมง เราสามารถพูดได้ว่าดาวพุธมักจะ "อาบ" ท่ามกลางแสงอาทิตย์ - ต้องสังเกตทันทีก่อนพระอาทิตย์ขึ้นหรือหลังพระอาทิตย์ตกทันทีในท้องฟ้าที่สดใส ความเงางามที่มองเห็นได้ ( ขนาด) ดาวพุธเปลี่ยนแปลงตามเวลาตั้งแต่ ถึง ขนาดที่ปรากฏของดาวศุกร์แตกต่างกันไปตั้งแต่ ดาวศุกร์เป็นวัตถุที่สว่างที่สุดในท้องฟ้ารองจากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์
ดาวเคราะห์ชั้นนอกก็มีโครงร่างสี่แบบเช่นกัน (รูปที่ 7.4): สารประกอบ(กับ.), การเผชิญหน้า(ป.) ตะวันออกและ การสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมด้านตะวันตก(Z.Q. และ Q.Q.)
ข้าว. 7.4. การกำหนดค่าดาวเคราะห์ชั้นนอก
ในรูปแบบร่วม ดาวเคราะห์ชั้นนอกจะอยู่บนเส้นที่เชื่อมระหว่างดวงอาทิตย์และโลก ด้านหลังดวงอาทิตย์ ในขณะนี้ไม่สามารถสังเกตได้
เนื่องจากความเร็วเชิงมุมของดาวเคราะห์ชั้นนอกน้อยกว่าความเร็วของโลก ดังนั้นการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ต่อไปของดาวเคราะห์บนทรงกลมท้องฟ้าจึงถอยหลังเข้าคลอง ขณะเดียวกันก็จะค่อยๆ เลื่อนไปทางตะวันตกของดวงอาทิตย์ เมื่อระยะห่างเชิงมุมของดาวเคราะห์ชั้นนอกจากดวงอาทิตย์ถึง จะจัดอยู่ในรูปแบบ “การสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสตะวันตก” ในกรณีนี้ดาวเคราะห์จะมองเห็นได้ในท้องฟ้าด้านทิศตะวันออกตลอดครึ่งหลังของคืนจนถึงพระอาทิตย์ขึ้น
ในรูปแบบ "ตรงกันข้าม" ซึ่งบางครั้งเรียกว่า "ตรงกันข้าม" ดาวเคราะห์จะอยู่บนท้องฟ้าจากดวงอาทิตย์โดย จากนั้น
ดาวเคราะห์ที่ตั้งอยู่ในพื้นที่สี่เหลี่ยมด้านตะวันออกสามารถสังเกตได้ตั้งแต่เย็นถึงเที่ยงคืน
เงื่อนไขที่เอื้ออำนวยมากที่สุดในการสังเกตดาวเคราะห์ชั้นนอกคือในยุคที่มีการต่อต้าน ขณะนี้ดาวเคราะห์สามารถสังเกตการณ์ได้ตลอดทั้งคืน ในขณะเดียวกันก็อยู่ใกล้โลกมากที่สุดและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมที่ใหญ่ที่สุดและมีความสว่างสูงสุด เป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้สังเกตการณ์ที่ดาวเคราะห์ชั้นบนทุกดวงจะขึ้นไปถึงระดับความสูงสูงสุดเหนือขอบฟ้าในระหว่างที่ขัดแย้งกันในฤดูหนาว เมื่อพวกมันเคลื่อนที่ข้ามท้องฟ้าในกลุ่มดาวเดียวกันกับที่ดวงอาทิตย์อยู่ในฤดูร้อน การขัดแย้งในฤดูร้อนที่ละติจูดเหนือเกิดขึ้นต่ำเหนือขอบฟ้า ซึ่งทำให้การสังเกตการณ์ทำได้ยากมาก
เมื่อคำนวณวันที่ของโครงร่างเฉพาะของดาวเคราะห์ ตำแหน่งของดาวเคราะห์ที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์จะแสดงเป็นภาพวาด โดยระนาบของดาวเคราะห์นั้นถือเป็นระนาบของสุริยุปราคา ทิศทางไปยังจุดวสันตวิษุวัต ^ ถูกเลือกโดยพลการ หากกำหนดวันของปีซึ่งลองจิจูดสุริยุปราคาเฮลิโอเซนทริคของโลกมีค่าที่แน่นอน ควรระบุตำแหน่งของโลกไว้ในภาพวาดก่อน
ค่าโดยประมาณของลองจิจูดสุริยุปราคาเฮลิโอเซนทริคของโลกนั้นหาได้ง่ายมากนับจากวันที่สังเกต สังเกตได้ง่าย (รูปที่ 7.5) ตัวอย่างเช่นในวันที่ 21 มีนาคมเมื่อมองจากโลกไปทางดวงอาทิตย์เรากำลังดูจุดวสันตวิษุวัต ^ นั่นคือทิศทาง "ดวงอาทิตย์ - จุดวสันตวิษุวัต" แตกต่างกัน จากทิศ “ดวงอาทิตย์-โลก” โดย ซึ่งหมายความว่า ลองจิจูดสุริยุปราคาจุดศูนย์กลางเฮลิโอเซนทริคของโลกคือ เมื่อมองดูดวงอาทิตย์ในวันวสันตวิษุวัต (23 กันยายน) เราจะเห็นว่ามันไปในทิศทางของจุดวสันตวิษุวัต (ในภาพวาดนั้นจะอยู่ตรงข้ามกับจุด ^) ขณะเดียวกัน เส้นลองจิจูดสุริยุปราคาของโลกคือ จากรูป 7.5 เป็นที่ชัดเจนว่าในวันที่ครีษมายัน (22 ธันวาคม) ลองจิจูดสุริยุปราคาของโลกคือ และในวันที่ครีษมายัน (22 มิถุนายน) - .
ข้าว. 7.5. ลองจิจูดเฮลิโอเซนตริกสุริยุปราคาของโลก
วี วันที่แตกต่างกันของปี
ถ้าวัดทุกวันว่าดวงอาทิตย์ขึ้นเหนือขอบฟ้าตอนเที่ยงมุมใด - มุมนี้เรียกว่าเที่ยงวัน - จากนั้นคุณจะสังเกตได้ว่ามันไม่เหมือนกันในแต่ละวันและจะยิ่งใหญ่กว่าในฤดูหนาวในฤดูร้อนมาก สิ่งนี้สามารถตัดสินได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือโกนิโอเมตริก เพียงแค่วัดจากความยาวของเงาที่ทอดโดยเสาในตอนเที่ยง ยิ่งเงาสั้นเท่าใด ความสูงของเที่ยงวันก็จะยิ่งมากขึ้น และยิ่งเงายาวเท่าใด ความสูงของเที่ยงวันก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น วันที่ 22 มิถุนายน ดวงอาทิตย์จะสูงที่สุดในซีกโลกเหนือในช่วงเที่ยงวัน นี่เป็นวันที่ยาวนานที่สุดของปีในครึ่งโลกนี้ มันถูกเรียกว่าครีษมายัน สูงเที่ยงวันติดกันหลายวัน ดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงน้อยมาก (เพราะฉะนั้นสำนวน "อายัน") ดังนั้น และความยาวของวันยังคงแทบไม่เปลี่ยนแปลง
หกเดือนต่อมาคือวันที่ 22 ธันวาคม ซึ่งเป็นครีษมายันในซีกโลกเหนือ จากนั้นระดับความสูงเที่ยงวันของดวงอาทิตย์จะต่ำที่สุดและกลางวันจะสั้นที่สุด ขอย้ำอีกครั้งว่า เป็นเวลาหลายวันติดต่อกัน ระดับความสูงของดวงอาทิตย์ในตอนเที่ยงวันเปลี่ยนแปลงช้ามาก และความยาวของวันยังคงแทบไม่เปลี่ยนแปลง ความแตกต่างระหว่างระดับความสูงในช่วงเที่ยงวันของดวงอาทิตย์ในวันที่ 22 มิถุนายน และ 22 ธันวาคม คือ 47° มีสองวันในหนึ่งปีที่ระดับความสูงตอนเที่ยงวันของดวงอาทิตย์ต่ำกว่าวันที่ครีษมายันอยู่ที่ 2301/2 พอดี และสูงกว่าในวันที่ครีษมายันในปริมาณเท่ากัน สิ่งนี้จะเกิดขึ้นในวันที่ 21 มีนาคม (ต้นฤดูใบไม้ผลิ) และ 23 กันยายน (ต้นฤดูใบไม้ร่วง) ในวันนี้ กลางวันและกลางคืนยาวเท่ากัน: วัน เท่ากับกลางคืน. นั่นเป็นเหตุผลวันที่ 21 มีนาคมเรียกว่าวสันตวิษุวัต และวันที่ 23 กันยายนเรียกว่าวสันตวิษุวัต
เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดระดับความสูงเที่ยงวันของดวงอาทิตย์จึงเปลี่ยนแปลงตลอดทั้งปี ขอให้เราทำการทดลองต่อไปนี้ เรามาลองลูกโลกกันเถอะ แกนการหมุนของโลกเอียงไปที่ระนาบของขาตั้งที่มุม 6601/g และเส้นศูนย์สูตรเอียงที่มุม 23C1/2 ขนาดของมุมเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ แกนของโลกเอียงกับระนาบของเส้นทางรอบดวงอาทิตย์ (วงโคจร) เช่นกันที่ 6601/2
มาวางโคมไฟสว่างๆ ไว้บนโต๊ะกันเถอะ หล่อนจะเป็น พรรณนาดวงอาทิตย์. ลองขยับลูกโลกให้ห่างจากหลอดไฟบ้างเพื่อที่เราจะได้ทำได้
คือต้องถือลูกโลกรอบตะเกียง ตรงกลางลูกโลกควรอยู่ในระดับเดียวกับโคม และขาตั้งลูกโลกควรขนานกับพื้น
ด้านทั้งหมดของโลกที่หันหน้าไปทางโคมไฟจะสว่างขึ้น
ลองหาตำแหน่งของโลกโดยที่ขอบเขตของแสงและเงาเคลื่อนผ่านขั้วทั้งสองพร้อมกัน โลกมีตำแหน่งนี้สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ในวันวสันตวิษุวัตหรือวันวิษุวัตฤดูใบไม้ร่วง การหมุนลูกโลกรอบแกนของมันเป็นเรื่องง่ายที่จะสังเกตว่าในตำแหน่งนี้วันควรเท่ากับกลางคืนและยิ่งกว่านั้นพร้อมกันในทั้งสองซีกโลก - ภาคเหนือและภาคใต้
ลองติดหมุดตั้งฉากกับพื้นผิวที่จุดบนเส้นศูนย์สูตรเพื่อให้หัวของมันมองตรงไปยังหลอดไฟ แล้วเราจะไม่เห็นเงาของหมุดนี้ นี่หมายความว่าสำหรับชาวเส้นศูนย์สูตร ดวงอาทิตย์เวลาเที่ยงก็ถึงจุดสุดยอด คือ ยืนอยู่เหนือศีรษะพอดี
ทีนี้ลองย้ายลูกโลกไปรอบโต๊ะทวนเข็มนาฬิกาแล้วเคลื่อนไปหนึ่งในสี่ของทางเรา ในเวลาเดียวกันเราต้องจำไว้ว่าในระหว่างการเคลื่อนที่ของโลกรอบดวงอาทิตย์เป็นประจำทุกปีทิศทางของแกนของมันยังคงไม่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลานั่นคือแกนของโลกจะต้องเคลื่อนที่ขนานกับตัวมันเองโดยไม่เปลี่ยนความเอียง
ด้วยตำแหน่งใหม่ของโลกเราจึงเห็นว่า ขั้วโลกเหนือส่องสว่างด้วยตะเกียง (แทนดวงอาทิตย์) และขั้วโลกใต้ก็อยู่ในความมืด นี่คือตำแหน่งที่โลกอยู่ตรงกับวันที่กลางวันยาวนานที่สุดของปีในซีกโลกเหนือคือครีษมายัน
ในเวลานี้แสงตะวันตกที่ครึ่งทางเหนือเป็นมุมกว้าง ดวงอาทิตย์เที่ยงวันของวันนี้อยู่ที่จุดสูงสุดในเขตร้อนทางตอนเหนือ ซีกโลกเหนือเป็นฤดูร้อน ส่วนซีกโลกใต้เป็นฤดูหนาว ในเวลานี้รังสีตกบนพื้นผิวโลกในแนวเฉียงมากขึ้น
มาขยับลูกโลกอีกหนึ่งในสี่ของวงกลมกันดีกว่า ตอนนี้ลูกโลกของเราอยู่ในตำแหน่งที่ตรงกันข้ามกับลูกโลกฤดูใบไม้ผลิ เราสังเกตเห็นอีกครั้งว่าขอบเขตของกลางวันและกลางคืนตัดผ่านทั้งสองขั้ว และอีกครั้งที่วันบนโลกเท่ากับกลางคืน กล่าวคือ มันกินเวลา 12 ชั่วโมง สิ่งนี้เกิดขึ้นในวันศารทวิษุวัต
ไม่ใช่เรื่องยากที่จะตรวจสอบว่าวันนี้ที่เส้นศูนย์สูตร ดวงอาทิตย์ตอนเที่ยงกลับมาอยู่ที่จุดสูงสุดอีกครั้งและตกลงสู่พื้นผิวโลกในแนวตั้งที่นั่น ด้วยเหตุนี้ สำหรับผู้ที่อาศัยอยู่ในเส้นศูนย์สูตร ดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุดปีละสองครั้ง: ในช่วงฤดูใบไม้ผลิและ วิษุวัตฤดูใบไม้ร่วง. ทีนี้ลองย้ายลูกโลกไปอีกหนึ่งในสี่ของวงกลม โลก(ลูกโลก)จะอยู่อีกด้านหนึ่งของดวงตะเกียง(ดวงอาทิตย์) ภาพจะเปลี่ยนไปอย่างมาก ขณะนี้ขั้วโลกเหนืออยู่ในความมืด และขั้วโลกใต้ได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ ซีกโลกใต้ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์มากกว่าซีกโลกเหนือ ทางซีกโลกตอนเหนือเป็นฤดูหนาว และซีกโลกใต้เป็นฤดูร้อน นี่คือตำแหน่งที่โลกครอบครองในวันที่ครีษมายัน ในเวลานี้ ในเขตร้อนทางตอนใต้ ดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุด นั่นคือรังสีตกในแนวตั้ง วันนี้เป็นวันที่ยาวนานที่สุดในซีกโลกใต้และสั้นที่สุดในซีกโลกเหนือ
เมื่อผ่านไปอีกประมาณหนึ่งในสี่ของวงกลมแล้ว เราก็กลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้นอีกครั้ง
เรามาทำการทดลองที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งกันดีกว่า เราจะไม่เอียงแกนโลก แต่ จัดมันตั้งฉากกับระนาบของพื้น ถ้าเราไปทางเดียวกัน กับลูกโลกรอบโคมเราจะมั่นใจว่าในกรณีนี้จะมี ตลอดทั้งปีวิษุวัตคงอยู่ ในละติจูดของเรา จะมีวันฤดูใบไม้ผลิ-ฤดูใบไม้ร่วงชั่วนิรันดร์ และไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วจากเดือนที่อบอุ่นไปเป็นเดือนที่หนาวเย็น ทุกที่ (ยกเว้นเสาเอง) ดวงอาทิตย์จะขึ้นทางทิศตะวันออกในเวลา 6 โมงเช้าตามเวลาท้องถิ่น และจะขึ้นในเวลาเที่ยงด้วยความสูงเท่ากันเสมอสำหรับสถานที่ใดสถานที่หนึ่ง และตกทางทิศตะวันตกในเวลา 6 โมงเช้าพอดี โมงเย็นตามเวลาท้องถิ่น
ดังนั้น เนื่องจากการเคลื่อนที่ของโลกรอบดวงอาทิตย์และความเอียงอย่างต่อเนื่องของแกนโลกกับระนาบวงโคจรของมัน การเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล.
นอกจากนี้ยังอธิบายข้อเท็จจริงที่ว่าที่ขั้วโลกเหนือและใต้นั้น กลางวันและกลางคืนยาวนานเป็นเวลาหกเดือน และที่เส้นศูนย์สูตร กลางวันจะเท่ากับกลางคืนตลอดทั้งปี ในละติจูดกลาง เช่น ในมอสโก ความยาวของกลางวันและกลางคืนตลอดทั้งปีจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 7 ถึง 17.5 ชั่วโมง
บนในเขตร้อนทางเหนือและใต้ ซึ่งอยู่ที่ละติจูด 2301/2 เหนือและใต้ของเส้นศูนย์สูตร ดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุดเพียงปีละครั้งเท่านั้น ในทุกสถานที่ที่ตั้งอยู่ระหว่างเขตร้อน พระอาทิตย์เที่ยงจะเกิดขึ้นที่จุดสูงสุดปีละสองครั้ง ช่องว่าง โลกซึ่งตั้งอยู่ระหว่างเขตร้อนเรียกว่าเขตร้อนเนื่องจากมีลักษณะทางความร้อน เส้นศูนย์สูตรวิ่งผ่านตรงกลาง
ที่ระยะห่างจากขั้วโลก 23°'/2 คือที่ละติจูด 6601/2 ในฤดูหนาวปีละครั้งเป็นเวลาทั้งวัน ดวงอาทิตย์จะไม่ปรากฏเหนือขอบฟ้า และในฤดูร้อน ในทางกลับกัน ปีละครั้งสำหรับ ทั้งวัน.
ในสถานที่เหล่านี้ในซีกโลกเหนือและใต้ของโลกและบนแผนที่เส้นจินตนาการจะถูกวาดขึ้นซึ่งเรียกว่าวงกลมขั้วโลก
ยิ่งสถานที่ตั้งอยู่ใกล้กับวงกลมขั้วโลกมากเท่าไร จำนวนที่มากขึ้นวันนั้นมีวันต่อเนื่องกัน (หรือกลางคืนต่อเนื่องกัน) และดวงอาทิตย์ไม่ตกหรือขึ้น และที่ขั้วโลกเอง ดวงอาทิตย์ก็ส่องแสงอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหกเดือน ในเวลาเดียวกัน รังสีของดวงอาทิตย์ตกกระทบพื้นผิวโลกในลักษณะเอียงมาก พระอาทิตย์ไม่เคยขึ้นสูงเหนือเส้นขอบฟ้า นั่นเป็นเหตุผลบริเวณขั้วโลกในพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยวงกลมขั้วโลกจะมีอากาศหนาวเป็นพิเศษ มีสองเข็มขัดดังกล่าว - เหนือและใต้; พวกเขาเรียกว่าเข็มขัดเย็น ที่นี่ ฤดูหนาวที่ยาวนานและฤดูร้อนที่หนาวเย็นระยะสั้น
ระหว่างวงกลมขั้วโลกและเขตร้อน มีเขตอบอุ่นสองเขต (เหนือและใต้)
ยิ่งใกล้กับเขตร้อนฤดูหนาว พูดสั้นๆและอุ่นขึ้น และยิ่งอยู่ใกล้วงกลมขั้วโลกมากเท่าไรก็ยิ่งนานและรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น
φ = 90° - ขั้วโลกเหนือ
เฉพาะที่เสาทั้งกลางวันและกลางคืนยาวนานถึงหกเดือน ในวันวสันตวิษุวัต ดวงอาทิตย์อธิบายวงกลมเต็มขอบฟ้า จากนั้นทุกๆ วันจะสูงขึ้นเป็นเกลียว แต่ต้องไม่สูงกว่า 23°27 (ในวันครีษมายัน) หลังจากนั้น พระอาทิตย์จะค่อยๆ ลับขอบฟ้าอีกครั้ง แสงของมันสะท้อนหลายครั้งจากน้ำแข็งและฮัมม็อก ในวันศารทวิษุวัต ดวงอาทิตย์โคจรรอบขอบฟ้าทั้งหมดอีกครั้ง และรอบถัดไปจะค่อยๆ ลึกลงไปใต้ขอบฟ้ามากขึ้นเรื่อยๆ รุ่งอรุณคงอยู่เป็นเวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน เคลื่อนไป 360° คืนสีขาวจะค่อยๆ มืดลง และเฉพาะเมื่อใกล้ครีษมายันเท่านั้นที่จะมืดลง เป็นเวลากลางคืนขั้วโลก แต่ดวงอาทิตย์ไม่ตกต่ำกว่าขอบฟ้าต่ำกว่า 23°27 กลางคืนขั้วโลกจะค่อยๆ สว่างขึ้น และรุ่งอรุณยามเช้าก็สว่างขึ้น
φ = 80° - หนึ่งในละติจูดอาร์กติก
การเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ที่ละติจูด φ = 80° เป็นเรื่องปกติสำหรับพื้นที่ที่ตั้งอยู่ทางเหนือของอาร์กติกเซอร์เคิล แต่อยู่ทางใต้ของขั้วโลก หลังจากวสันตวิษุวัต กลางวันจะเร็วขึ้นมาก และกลางคืนก็สั้นลง ช่วงเวลาแรกของคืนสีขาวจะเริ่มขึ้น - ตั้งแต่วันที่ 15 มีนาคมถึง 15 เมษายน (1 เดือน) จากนั้น ดวงอาทิตย์แทนที่จะไปพ้นขอบฟ้า กลับแตะจุดเหนือแล้วขึ้นใหม่ กลับโคจรรอบท้องฟ้า เคลื่อนตัวไป 360° เส้นขนานรายวันตั้งเป็นมุมเล็กน้อยถึงขอบฟ้า ดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านจุดสูงสุดเหนือจุดใต้แล้วเคลื่อนลงมาทางเหนือ แต่ไม่พ้นขอบฟ้าและไม่แตะต้องดวงอาทิตย์ด้วยซ้ำ แต่เคลื่อนผ่านเหนือจุดเหนือ และทำการปฏิวัติรายวันอีกครั้งหนึ่งบนท้องฟ้า ดังนั้นดวงอาทิตย์จึงขึ้นเป็นเกลียวสูงขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งครีษมายัน ซึ่งเป็นเครื่องหมายตรงกลางของวันขั้วโลก จากนั้นการโคจรของดวงอาทิตย์ในแต่ละวันจะลดต่ำลงเรื่อยๆ เมื่อดวงอาทิตย์แตะขอบฟ้าที่จุดเหนือ วันขั้วโลกจะสิ้นสุดซึ่งกินเวลา 4.5 เดือน (ตั้งแต่วันที่ 16 เมษายนถึง 27 สิงหาคม) และช่วงที่สองของคืนสีขาวจะเริ่มตั้งแต่วันที่ 27 สิงหาคมถึง 28 กันยายน จากนั้นความยาวของคืนก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว วันก็สั้นลงเรื่อยๆ เพราะ... จุดพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกจะเปลี่ยนไปทางทิศใต้อย่างรวดเร็ว และส่วนโค้งของเส้นขนานรายวันเหนือขอบฟ้าจะสั้นลง วันหนึ่งก่อนครีษมายัน ดวงอาทิตย์จะไม่ขึ้นเหนือขอบฟ้าในตอนเที่ยง และคืนขั้วโลกก็เริ่มต้นขึ้น ดวงอาทิตย์เคลื่อนตัวเป็นเกลียว ลึกลงไปใต้ขอบฟ้ามากขึ้นเรื่อยๆ กลางคืนขั้วโลกเป็นครีษมายัน หลังจากนั้น ดวงอาทิตย์จะหมุนวนไปทางเส้นศูนย์สูตรอีกครั้ง เมื่อสัมพันธ์กับขอบฟ้า วงก้นหอยจะเอียง ดังนั้นเมื่อดวงอาทิตย์ขึ้นทางตอนใต้ของขอบฟ้า มันจะกลายเป็นแสงสว่าง จากนั้นก็มืดอีกครั้ง และการต่อสู้ระหว่างแสงสว่างและความมืดก็เกิดขึ้น ในแต่ละรอบการหมุน เวลาพลบค่ำในตอนกลางวันจะสว่างขึ้น และในที่สุด ดวงอาทิตย์ก็ปรากฏขึ้นเหนือขอบฟ้าทางใต้ (!) ชั่วครู่หนึ่ง รังสีที่รอคอยมานานนี้เป็นจุดสิ้นสุดของคืนขั้วโลกซึ่งกินเวลา 4.2 เดือนตั้งแต่วันที่ 10 ตุลาคมถึง 23 กุมภาพันธ์ ทุกๆ วัน ดวงอาทิตย์จะทอดยาวขึ้นเรื่อยๆ เหนือขอบฟ้า อธิบายส่วนโค้งที่ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ยิ่งละติจูดมากเท่าใด วันขั้วโลกและคืนขั้วโลกก็จะยิ่งนานขึ้น และระยะเวลาของการสับเปลี่ยนวันและคืนระหว่างวันก็จะยิ่งสั้นลง ในละติจูดเหล่านี้ มีพลบค่ำที่ยาวนาน เพราะ... ดวงอาทิตย์เคลื่อนไปใต้เส้นขอบฟ้าในมุมเล็กน้อย ในแถบอาร์กติก ดวงอาทิตย์สามารถขึ้นที่จุดใดก็ได้บนขอบฟ้าตะวันออกจากเหนือจรดใต้ และยังตกที่จุดใดก็ได้บนขอบฟ้าตะวันตกด้วย ดังนั้น นักเดินเรือที่เชื่อว่าดวงอาทิตย์จะขึ้นทางทิศตะวันออกเสมอและตกถึงจุดนั้นจึงเสี่ยงที่จะออกนอกเส้นทาง 90°
φ = 66°33" - วงกลมอาร์กติก
ละติจูด φ = 66°33" คือละติจูดสูงสุดที่แยกบริเวณที่ดวงอาทิตย์ขึ้นและตกทุกวันออกจากบริเวณที่สังเกตวันขั้วโลกและคืนขั้วโลกที่รวมกัน ที่ละติจูดนี้ในฤดูร้อน จุดพระอาทิตย์ขึ้นและ พระอาทิตย์ตกเคลื่อนตัวเป็น "ขั้นบันไดกว้าง" จากจุดตะวันออกและตะวันตก 90 องศาไปทางเหนือ ดังนั้น ในวันครีษมายันจะมาบรรจบกันที่จุดทางเหนือ ดังนั้น ดวงอาทิตย์จึงเคลื่อนลงมายังขอบฟ้าด้านเหนือ ขึ้นมาใหม่ทันทีจึงทำให้สองวันรวมกันเป็นวันขั้วโลกต่อเนื่องกัน (21 และ 22 มิถุนายน ก่อนและหลังวันขั้วโลกจะมีช่วงกลางคืนสีขาว ครั้งแรกคือระหว่างวันที่ 20 เมษายน ถึง 20 มิถุนายน (คืนสีขาว 67 วัน) คืนที่สอง คือวันที่ 23 มิถุนายน ถึง 23 สิงหาคม (คืนสีขาว 62 คืน) ในวันครีษมายัน จุดพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกบรรจบกันที่จุดทิศใต้ ไม่มีกลางวันระหว่างสองคืน กลางคืนขั้วโลกกินเวลาสองวัน (22 ธันวาคม 23) ระหว่างกลางวันและกลางคืนขั้วโลก ดวงอาทิตย์ขึ้นและตกทุกวัน แต่ความยาวของวันและคืนเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว
φ = 60° - ละติจูดของเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก
คืนสีขาวอันโด่งดังนั้นเกิดขึ้นก่อนและหลังครีษมายัน เมื่อ “รุ่งเช้าหนึ่งเร่งเข้ามาแทนที่อีกรุ่งหนึ่ง” กล่าวคือ ในเวลากลางคืนดวงอาทิตย์จะเคลื่อนตัวลงมาอย่างตื้นเขินจนพ้นขอบฟ้า แสงอาทิตย์จึงส่องสว่างบรรยากาศ แต่ชาวเมืองเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กกลับเงียบงันเกี่ยวกับ "วันฝนตก" ของพวกเขา เมื่อดวงอาทิตย์ในวันครีษมายันขึ้นตอนเที่ยงที่ระดับความสูงเพียง 6°33" เหนือเส้นขอบฟ้า กลางคืนสีขาว (พลบค่ำในการเดินเรือ) ของเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กนั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผสมผสานกับสถาปัตยกรรมและเนวาได้ดี เริ่มประมาณวันที่ 11 พฤษภาคม และ 83 วันสุดท้าย จนถึงวันที่ 1 สิงหาคม เวลาที่สว่างที่สุดคือช่วงกลางของช่วงเวลา - ประมาณวันที่ 21 มิถุนายน ในระหว่างปี จุดพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกจะเปลี่ยนไปตามแนว ขอบฟ้า 106 ° แต่กลางคืนสีขาวไม่ได้สังเกตเฉพาะในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กเท่านั้นและตามแนวขนานทั้งหมด φ = 60° และทางเหนือขึ้นไปถึง φ = 90° ทางทิศใต้ของ φ = 60° คืนสีขาวจะสั้นลง และมืดกว่า กลางคืนสีขาวคล้าย ๆ กันนี้พบได้ในซีกโลกใต้ แต่อยู่ในช่วงเวลาตรงกันข้ามของปี
φ = 54°19" - ละติจูดของอุลยานอฟสค์
นี่คือละติจูดของ Ulyanovsk การเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ในอุลยานอฟสค์เป็นเรื่องปกติสำหรับละติจูดกลางทั้งหมด รัศมีของทรงกลมที่แสดงในรูปนั้นใหญ่มากจนเมื่อเปรียบเทียบกับมัน โลกจะดูเหมือนจุดหนึ่ง (สัญลักษณ์โดยผู้สังเกตการณ์) ละติจูดทางภูมิศาสตร์ φ กำหนดโดยความสูงของเสาเหนือขอบฟ้า เช่น เสามุม (P) - ผู้สังเกตการณ์ - จุดเหนือ (N) ในขอบฟ้า ในวันวสันตวิษุวัต (21.03) ดวงอาทิตย์ขึ้นทางทิศตะวันออกพอดี ลอยข้ามท้องฟ้าเคลื่อนไปทางทิศใต้พอดี เหนือจุดใต้คือตำแหน่งสูงสุดของดวงอาทิตย์ในวันที่กำหนด - จุดสุดยอดบนคือ เที่ยงวันแล้วเคลื่อนลงมา “ลงเนิน” และตกทางทิศตะวันตกพอดี การเคลื่อนที่ต่อไปของดวงอาทิตย์ยังคงดำเนินต่อไปใต้ขอบฟ้า แต่ผู้สังเกตการณ์ไม่เห็นสิ่งนี้ ในเวลาเที่ยงคืน ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนลงสู่จุดต่ำสุดใต้จุดเหนือ แล้วขึ้นอีกครั้งสู่ขอบฟ้าด้านตะวันออก ในวันศารทวิษุวัต ครึ่งหนึ่งของเส้นขนานในแต่ละวันของดวงอาทิตย์อยู่เหนือขอบฟ้า (กลางวัน) และครึ่งหนึ่งอยู่ต่ำกว่าขอบฟ้า (กลางคืน) ในวันรุ่งขึ้น ดวงอาทิตย์ไม่ได้ขึ้นตรงจุดทิศตะวันออก แต่เมื่อถึงจุดหนึ่งเคลื่อนไปทางทิศเหนือเล็กน้อย เส้นขนานรายวันเคลื่อนผ่านเหนือจุดก่อนหน้า ความสูงของดวงอาทิตย์ในตอนเที่ยงมากกว่าครั้งก่อน วันนั้นจุดตั้งค่าก็จะเลื่อนไปทางทิศเหนือด้วย ดังนั้น เส้นขนานของดวงอาทิตย์ในแต่ละวันจะไม่ถูกแบ่งครึ่งด้วยขอบฟ้าอีกต่อไป โดยส่วนใหญ่อยู่เหนือเส้นขอบฟ้า ส่วนส่วนที่เล็กกว่าจะอยู่ใต้ขอบฟ้า ครึ่งปีฤดูร้อนกำลังจะมาถึง จุดพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกเคลื่อนไปทางเหนือมากขึ้นเรื่อยๆ ส่วนที่เพิ่มมากขึ้นของเส้นขนานนั้นอยู่เหนือขอบฟ้า ความสูงเที่ยงวันของดวงอาทิตย์เพิ่มขึ้น และในวันครีษมายัน (21.07 - 22.07 น.) ในอุลยานอฟสค์ถึง 59°08 ในเวลาเดียวกัน จุดพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกจะเลื่อนสัมพันธ์กับจุดตะวันออกและตะวันตกไปทางเหนือ 43.5° หลังจากครีษมายัน เส้นขนานรายวันของดวงอาทิตย์เคลื่อนลงมาที่เส้นศูนย์สูตร ในวันดังกล่าว วันวสันตวิษุวัต (23.09) ดวงอาทิตย์ขึ้นอีกครั้งและตกที่จุดทิศตะวันออกและทิศตะวันตกเคลื่อนผ่านเส้นศูนย์สูตร ต่อมา ดวงอาทิตย์ค่อยๆ ลงมาใต้เส้นศูนย์สูตรวันแล้ววันเล่า โดยมีจุดพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกเคลื่อนตัวไปทางทิศใต้จนถึงฤดูหนาว ครีษมายัน (23 ธันวาคม) ขึ้น 43.5° เช่นกัน ส่วนใหญ่ขนานกัน เวลาฤดูหนาวอยู่ใต้เส้นขอบฟ้า ระดับความสูงของดวงอาทิตย์ในเวลาเที่ยงวันลดลงเหลือ 12°14" การเคลื่อนตัวต่อไปของดวงอาทิตย์ตามแนวสุริยวิถีเกิดขึ้นตามแนวขนาน เมื่อเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตรอีกครั้ง จุดพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกจะกลับไปทางทิศตะวันออกและทิศตะวันตก วันเพิ่มขึ้น ฤดูใบไม้ผลิกลับมาอีกครั้ง! น่าสนใจที่ Ulyanovsk จุดพระอาทิตย์ขึ้นจะเลื่อนไปตามขอบฟ้าตะวันออกที่ 87° จุดพระอาทิตย์ตกจึง "เดิน" ไปตามขอบฟ้าตะวันตก ดวงอาทิตย์ขึ้นทางทิศตะวันออกพอดีและตกทางทิศตะวันตกเพียงปีละสองครั้งเท่านั้น - ในวัน Equinoxes สิ่งหลังนี้เป็นจริงบนพื้นผิวโลกทั้งหมดยกเว้นขั้วโลก
φ = 0° - เส้นศูนย์สูตรของโลก
การเคลื่อนตัวของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าเข้ามา เวลาที่ต่างกันปีสำหรับผู้สังเกตการณ์ซึ่งอยู่ในละติจูดกลาง (ซ้าย) และที่เส้นศูนย์สูตรของโลก (ขวา)
ที่เส้นศูนย์สูตร ดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านจุดสูงสุดปีละสองครั้ง ในวันวสันตวิษุวัตและฤดูใบไม้ร่วง กล่าวคือ ที่เส้นศูนย์สูตรจะมี "ฤดูร้อน" สองแห่ง คือช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง กลางวันที่เส้นศูนย์สูตรจะเท่ากับกลางคืนเสมอ (ครั้งละ 12 ชั่วโมง) จุดพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกเคลื่อนตัวเล็กน้อยจากจุดตะวันออกและตะวันตก ไม่เกิน 23°27" ไปทางทิศใต้ และไปทางทิศเหนือในปริมาณเท่ากัน แทบไม่มีเวลาพลบค่ำ กลางวันร้อนอันสดใสก็หลีกทางให้คืนที่มืดมิดอย่างกะทันหัน .
φ = 23°27" - เขตร้อนทางตอนเหนือ
ดวงอาทิตย์ขึ้นสูงชันเหนือขอบฟ้า ตอนกลางวันร้อนมากแล้วตกต่ำลงต่ำเกินขอบฟ้า สนธยานั้นสั้น กลางคืนมืดมาก ที่สุด คุณลักษณะเฉพาะคือดวงอาทิตย์ขึ้นถึงจุดสูงสุดปีละครั้งในช่วงครีษมายันตอนเที่ยง
φ = -54°19" - ละติจูดที่สอดคล้องกับอุลยานอฟสค์ในซีกโลกใต้
เช่นเดียวกับซีกโลกใต้ ดวงอาทิตย์ขึ้นบนขอบฟ้าตะวันออกและตกบนขอบฟ้าด้านตะวันตก หลังจากพระอาทิตย์ขึ้น ดวงอาทิตย์ก็ขึ้นเหนือ ภาคเหนือขอบฟ้าตอนเที่ยง เวลาเที่ยงคืนไปใต้ขอบฟ้าด้านใต้ มิฉะนั้น การเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์จะคล้ายกับการเคลื่อนที่ของมันที่ละติจูดอุลยานอฟสค์ การเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ในซีกโลกใต้นั้นคล้ายคลึงกับการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ที่ละติจูดที่สอดคล้องกันในซีกโลกเหนือ ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือ จากทิศตะวันออก ดวงอาทิตย์เคลื่อนไปทางขอบฟ้าด้านเหนือมากกว่าไปทางทิศใต้ และไปสิ้นสุดที่จุดเหนือในเวลาเที่ยงวัน แล้วตกที่ขอบฟ้าด้านตะวันตกด้วย ฤดูกาลในซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้อยู่ตรงกันข้าม
φ = 10° - หนึ่งในละติจูดของเขตร้อน
การเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ที่ละติจูดที่กำหนดเป็นเรื่องปกติสำหรับทุกสถานที่ที่ตั้งอยู่ระหว่างเขตร้อนทางเหนือและใต้ของโลก ที่นี่ดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านจุดสุดยอดปีละสองครั้ง: ในวันที่ 16 เมษายนและ 27 สิงหาคม โดยมีช่วงเวลา 4.5 เดือน กลางวันร้อนมาก กลางคืนมืดมิดและเต็มไปด้วยดวงดาว วันและคืนมีระยะเวลาต่างกันเล็กน้อย แทบไม่มีเวลาพลบค่ำ ดวงอาทิตย์ตกใต้ขอบฟ้า และมืดลงทันที
ชีวิตบนโลกของเราขึ้นอยู่กับปริมาณ แสงแดดและความอบอุ่น มันน่ากลัวที่จะจินตนาการแม้สักครู่ว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากไม่มีดาวบนท้องฟ้าเช่นดวงอาทิตย์ หญ้าทุกใบ ทุกใบไม้ ทุกดอกไม้ ต้องการความอบอุ่นและแสงสว่าง ดังเช่นคนในอากาศ
มุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์เท่ากับความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า
ปริมาณแสงแดดและความร้อนที่มาถึงพื้นผิวโลกเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมุมตกกระทบของรังสี รังสีดวงอาทิตย์สามารถกระทบโลกได้ในมุม 0 ถึง 90 องศา มุมของการกระทบของรังสีบนโลกนั้นแตกต่างกันเนื่องจากดาวเคราะห์ของเรามีลักษณะเป็นทรงกลม ยิ่งมีขนาดใหญ่ก็ยิ่งเบาและอุ่นขึ้น
ดังนั้น หากลำแสงทำมุม 0 องศา มันก็จะเลื่อนไปตามพื้นผิวโลกโดยไม่ให้ความร้อนเท่านั้น มุมตกกระทบนี้เกิดขึ้นที่ขั้วโลกเหนือและใต้ เลยเส้นอาร์กติกเซอร์เคิล เมื่อทำมุมฉาก รังสีดวงอาทิตย์จะตกที่เส้นศูนย์สูตรและบนพื้นผิวระหว่างทิศใต้กับ
หากเป็นมุมกระแทก แสงอาทิตย์ตรงไปที่พื้นก็หมายความว่าอย่างนั้น
ดังนั้นรังสีบนพื้นผิวโลกและความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าจึงเท่ากัน พวกเขาขึ้นอยู่กับ ละติจูดทางภูมิศาสตร์. ยิ่งละติจูดใกล้ศูนย์ มุมตกกระทบของรังสีก็จะยิ่งใกล้ถึง 90 องศา ดวงอาทิตย์ยิ่งอยู่เหนือขอบฟ้าสูงเท่าใด ก็ยิ่งอบอุ่นและสว่างมากขึ้นเท่านั้น
วิธีที่ดวงอาทิตย์เปลี่ยนความสูงเหนือขอบฟ้า
ความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าไม่ได้ ค่าคงที่. ตรงกันข้ามมันเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ เหตุผลก็คือการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของโลกรอบดาวฤกษ์ดวงอาทิตย์ เช่นเดียวกับการหมุนของโลกรอบแกนของมันเอง ผลก็คือ กลางวันตามกลางคืน และฤดูกาลก็ไล่ตามกัน
ดินแดนระหว่างเขตร้อนได้รับความร้อนและแสงสว่างมากที่สุด กลางวันและกลางคืนมีระยะเวลาเกือบเท่ากัน และดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุดปีละ 2 ครั้ง
พื้นผิวเหนือเส้นอาร์กติกเซอร์เคิลได้รับความร้อนและแสงสว่างน้อยลง แนวคิดต่างๆ เช่น กลางคืน ซึ่งกินเวลาประมาณหกเดือน
วันแห่งฤดูใบไม้ร่วงและวิษุวัตฤดูใบไม้ผลิ
มีวันโหราศาสตร์หลักๆ อยู่ 4 วัน ซึ่งกำหนดโดยความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า วันที่ 23 กันยายน และ 21 มีนาคม เป็นวันศารทวิษุวัตและฤดูใบไม้ผลิ ซึ่งหมายความว่า ความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าในเดือนกันยายนและมีนาคมในวันนี้คือ 90 องศา
ทิศใต้และมีแสงสว่างจากดวงอาทิตย์เท่ากัน และความยาวของกลางคืนเท่ากับความยาวของวัน เมื่อฤดูใบไม้ร่วงทางโหราศาสตร์เริ่มต้นขึ้นในซีกโลกเหนือ ฤดูใบไม้ร่วงจะเป็นฤดูใบไม้ผลิ ตรงกันข้ามกับซีกโลกใต้ เช่นเดียวกันกับฤดูหนาวและฤดูร้อน ถ้าเป็นฤดูหนาวในซีกโลกใต้ ก็คือฤดูร้อนในซีกโลกเหนือ
วันแห่งฤดูร้อนและฤดูหนาว
วันที่ 22 มิถุนายน และ 22 ธันวาคม เป็นวันฤดูร้อน ส่วนวันที่ 22 ธันวาคม เป็นวันที่สั้นที่สุดและกลางคืนยาวที่สุดในซีกโลกเหนือ และ พระอาทิตย์ฤดูหนาวอยู่ที่ระดับความสูงต่ำสุดเหนือเส้นขอบฟ้าตลอดทั้งปี
เหนือละติจูด 66.5 องศา ดวงอาทิตย์อยู่ต่ำกว่าขอบฟ้าและไม่ขึ้น ปรากฏการณ์นี้เมื่อดวงอาทิตย์ฤดูหนาวไม่ขึ้นถึงขอบฟ้า เรียกว่า คืนขั้วโลก คืนที่สั้นที่สุดเกิดขึ้นที่ละติจูด 67 องศา และกินเวลาเพียง 2 วัน และคืนที่ยาวที่สุดเกิดขึ้นที่ขั้วโลกนานถึง 6 เดือน!
ธันวาคมเป็นเดือนที่ซีกโลกเหนือมีมากที่สุดตลอดทั้งปี คืนที่ยาวนาน. ผู้ชายเข้า. รัสเซียตอนกลางพวกเขาตื่นขึ้นมาเพื่อทำงานในความมืดและกลับมาในความมืด เดือนนี้เป็นเดือนที่ยากลำบากสำหรับหลายๆ คน เนื่องจากการขาดแสงแดดส่งผลต่อสุขภาพกายและสุขภาพจิตของผู้คน ด้วยเหตุนี้ภาวะซึมเศร้าจึงอาจเกิดขึ้นได้
ในมอสโกในปี 2559 พระอาทิตย์ขึ้นวันที่ 1 ธันวาคม เวลา 08.33 น. ในกรณีนี้ความยาวของวันจะเท่ากับ 7 ชั่วโมง 29 นาที จะเช้ามากเวลา 16.03 น. ค่ำคืนนี้จะเป็นเวลา 16 ชั่วโมง 31 นาที ดังนั้นปรากฎว่าความยาวของกลางคืนมากกว่าความยาวของวันถึง 2 เท่า!
ในปีนี้ครีษมายันคือวันที่ 21 ธันวาคม วันที่สั้นที่สุดจะใช้เวลา 7 ชั่วโมงพอดี จากนั้นสถานการณ์เดียวกันจะคงอยู่เป็นเวลา 2 วัน และตั้งแต่วันที่ 24 ธันวาคม วันจะเริ่มทำกำไรแบบช้าๆแต่ชัวร์
โดยเฉลี่ยแล้ว กลางวันจะเพิ่มขึ้นหนึ่งนาทีต่อวัน เมื่อสิ้นเดือน พระอาทิตย์ขึ้นในเดือนธันวาคมจะตรงเวลา 9 โมงพอดี ซึ่งช้ากว่าวันที่ 1 ธันวาคม 27 นาที
วันที่ 22 มิถุนายน เป็นครีษมายัน ทุกอย่างเกิดขึ้นตรงกันข้าม ตลอดทั้งปี วันที่นี้เป็นวันที่ยาวนานที่สุดและเป็นคืนที่สั้นที่สุด สิ่งนี้ใช้กับซีกโลกเหนือ
ใน Yuzhny มันเป็นอีกทางหนึ่ง มีสิ่งที่น่าสนใจที่เกี่ยวข้องกับวันนี้ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ. วันขั้วโลกเริ่มต้นเหนือ Arctic Circle โดยดวงอาทิตย์ไม่ตกใต้เส้นขอบฟ้าที่ขั้วโลกเหนือเป็นเวลา 6 เดือน ค่ำคืนสีขาวอันลึกลับเริ่มต้นขึ้นที่เซนต์ปีเตอร์สเบิร์กในเดือนมิถุนายน มีอายุตั้งแต่ประมาณกลางเดือนมิถุนายนเป็นเวลาสองถึงสามสัปดาห์
วันโหราศาสตร์ทั้ง 4 นี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ 1-2 วัน เนื่องจากปีสุริยคติไม่ได้ตรงกับปีปฏิทินเสมอไป การเปลี่ยนแปลงยังเกิดขึ้นในช่วงปีอธิกสุรทิน
ความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าและสภาพภูมิอากาศ
ดวงอาทิตย์ถือเป็นปัจจัยหนึ่งที่ก่อให้เกิดสภาพอากาศที่สำคัญที่สุด ขึ้นอยู่กับว่าความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าเหนือพื้นที่เฉพาะของพื้นผิวโลกเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร สภาพภูมิอากาศและฤดูกาล
ตัวอย่างเช่น ในฟาร์นอร์ธ รังสีของดวงอาทิตย์ตกในมุมที่เล็กมาก และเคลื่อนตัวไปตามพื้นผิวโลกเท่านั้น โดยไม่ให้ความร้อนเลย ด้วยเหตุนี้สภาพอากาศที่นี่จึงรุนแรงมาก ชั้นดินเยือกแข็งถาวรฤดูหนาวที่หนาวเย็นด้วยลมหนาวและหิมะ
ยังไง ความสูงมากขึ้นพระอาทิตย์อยู่เหนือขอบฟ้า อากาศยิ่งอบอุ่น ตัวอย่างเช่น ที่เส้นศูนย์สูตร อากาศจะร้อนและเป็นเขตร้อนผิดปกติ ความผันผวนของฤดูกาลแทบไม่รู้สึกถึงบริเวณเส้นศูนย์สูตรเลยในบริเวณเหล่านี้มีฤดูร้อนชั่วนิรันดร์
การวัดความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า
อย่างที่พวกเขาพูดกันว่าทุกสิ่งที่ชาญฉลาดนั้นเรียบง่าย ดังนั้นมันอยู่ที่นี่ อุปกรณ์สำหรับวัดความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้านั้นทำได้ง่ายมาก เป็นพื้นราบมีเสาตรงกลางยาว 1 เมตร ในเวลาเที่ยงวันที่มีแสงแดดสดใส เสาจะทอดเงาให้สั้นที่สุด ด้วยความช่วยเหลือของเงาที่สั้นที่สุดนี้ การคำนวณและการวัดจะดำเนินการ คุณต้องวัดมุมระหว่างปลายเงากับส่วนที่เชื่อมต่อปลายเสากับปลายเงา ค่ามุมนี้จะเป็นมุมของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า อุปกรณ์นี้เรียกว่าโนมอน
Gnomon เป็นเครื่องมือโหราศาสตร์โบราณ มีเครื่องมืออื่นๆ สำหรับวัดความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า เช่น เสกแทนต์ ควอแดรนท์ และแอสโทรลาเบ
สไลด์ 2
1. การกำหนดความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า ณ จุดที่อยู่บนเส้นขนานเดียวกัน
เส้นเมอริเดียนเที่ยง (12 ชั่วโมง - เวลาเมริเดียนกรีนิช) * 15º - หากเส้นลมปราณอยู่ในซีกโลกตะวันออก (เวลาเมริเดียนกรีนิชคือ 12 ชั่วโมง) * 15º - หากเส้นเมริเดียนอยู่ในซีกโลกตะวันตก ยิ่งเส้นลมปราณที่เสนอในงานมอบหมายอยู่ใกล้เส้นลมปราณตอนเที่ยงมากเท่าไร ดวงอาทิตย์ก็จะยิ่งอยู่ในตำแหน่งที่สูงเท่านั้น ยิ่งไกลออกไปก็ยิ่งต่ำลง
สไลด์ 3
พิจารณาว่าจุดใดที่ระบุด้วยตัวอักษรบนแผนที่ของออสเตรเลีย ในวันที่ 21 มีนาคม ดวงอาทิตย์จะขึ้นสูงที่สุดเหนือขอบฟ้า เวลา 05.00 น. เวลาสุริยะ เวลาเมอริเดียนกรีนิช เขียนเหตุผลสำหรับคำตอบของคุณ
สไลด์ 4
พิจารณาว่าตัวอักษรใดที่ระบุบนแผนที่ อเมริกาเหนือจุด ดวงอาทิตย์จะอยู่ต่ำสุดเหนือขอบฟ้า เวลา 18.00 น. ตามเวลาเมริเดียนกรีนิช เขียนเหตุผลของคุณลงไป.
สไลด์ 5
2. การกำหนดความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า ณ จุดต่างๆ ที่ไม่ขนานกัน และเมื่อมีข้อบ่งชี้ว่าเป็นวันฤดูหนาว (22 ธ.ค.) หรือฤดูร้อน (22 มิ.ย.) ครีษมายัน
คุณต้องจำไว้ว่าโลกเคลื่อนที่ทวนเข็มนาฬิกาและยิ่งจุดนั้นไปทางทิศตะวันออกเท่าไร ดวงอาทิตย์ก็จะขึ้นเหนือขอบฟ้าเร็วขึ้นเท่านั้น วิเคราะห์ตำแหน่งของจุดที่ระบุในงานสัมพันธ์กับวงกลมขั้วโลกและเขตร้อน ตัวอย่างเช่น หากคำถามระบุวันที่คือวันที่ 20 ธันวาคม นั่นหมายความว่าเป็นวันที่ใกล้กับครีษมายัน ซึ่งเป็นเวลาที่กลางคืนขั้วโลกถูกพบในดินแดนทางตอนเหนือของเส้นอาร์กติกเซอร์เคิล ซึ่งหมายความว่า ยิ่งจุดนั้นอยู่ทางเหนือมากเท่าไร ดวงอาทิตย์ก็จะขึ้นเหนือขอบฟ้าในเวลาต่อมา และทางใต้ออกไปเร็วขึ้น
สไลด์ 6
พิจารณาว่าจุดใดที่ระบุด้วยตัวอักษรบนแผนที่ทวีปอเมริกาเหนือ ในวันที่ 20 ธันวาคม ดวงอาทิตย์จะขึ้นเหนือขอบฟ้าเร็วกว่าเส้นลมปราณกรีนิช เขียนเหตุผลของคุณลงไป.
สไลด์ 7
3. งานเพื่อกำหนดความยาวของวัน (กลางคืน) ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงมุมเอียงของแกนโลกกับระนาบการโคจร
คุณต้องจำไว้ - การวัดระดับของมุมเอียงของแกนโลกกับระนาบของวงโคจรของโลกจะกำหนดแนวขนานที่ Arctic Circle จะตั้งอยู่ จากนั้นจะมีการวิเคราะห์สถานการณ์ที่เสนอในงาน ตัวอย่างเช่น หากดินแดนแห่งหนึ่งอยู่ในสภาพที่มีแสงกลางวันยาวนาน (ในเดือนมิถุนายนในซีกโลกเหนือ) ยิ่งอาณาเขตอยู่ใกล้อาร์กติกเซอร์เคิลมากเท่าไร วันก็ยิ่งนานขึ้นเท่านั้น ยิ่งไกลออกไปก็ยิ่งสั้นลง
สไลด์ 8
พิจารณาว่าเส้นขนานใด: 20° N, 10° N, บนเส้นศูนย์สูตร, 10° S หรือ 20° S – ความยาววันสูงสุดจะสังเกตได้ในวันที่ 20 พฤษภาคม
สไลด์ 9
ความคล้ายคลึงใดที่ระบุด้วยตัวอักษรในรูปที่มีเวลากลางวันสั้นที่สุดในวันที่ 22 ธันวาคม
สไลด์ 10
4. การกำหนดละติจูดทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่
กำหนด พิกัดทางภูมิศาสตร์หากทราบว่าในวันศารทวิษุวัต ดวงอาทิตย์เที่ยงวันตั้งตระหง่านเหนือขอบฟ้าที่ระดับความสูง 40 องศา (เงาของวัตถุตกไปทางทิศเหนือ) และเวลาท้องถิ่นเร็วกว่าเส้นลมปราณกรีนิช 3 ชั่วโมง บันทึกการคำนวณและการให้เหตุผลของคุณ
สไลด์ 11
วันวิษุวัต
(21 มีนาคม และ 23 กันยายน) เมื่อรังสีดวงอาทิตย์ตกในแนวตั้งบนเส้นศูนย์สูตร 90 องศา - มุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ = ละติจูดของพื้นที่ (ทิศเหนือหรือทิศใต้ถูกกำหนดโดยเงาที่ทอดทิ้งจากวัตถุ)
สไลด์ 12
วันอายัน
(22 มิถุนายน และ 22 ธันวาคม) รังสีดวงอาทิตย์ตกในแนวตั้ง (ทำมุม 90 องศา) บนเขตร้อน (23.5 องศาเหนือ และ 23.5 องศาใต้) ดังนั้น เพื่อกำหนดละติจูดของพื้นที่ในซีกโลกที่ส่องสว่าง (เช่น 22 มิถุนายนในซีกโลกเหนือ) จึงใช้สูตร: 90°- (มุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ - 23.5°) = ละติจูดของพื้นที่
สไลด์ 13
ในการกำหนดละติจูดของพื้นที่ในซีกโลกที่ไม่มีแสงสว่าง (เช่น วันที่ 22 ธันวาคมในซีกโลกเหนือ) จะใช้สูตร: 90° - (มุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ + 23.5°) = ละติจูดของพื้นที่
สไลด์ 14
กำหนดพิกัดทางภูมิศาสตร์ของจุดหนึ่งๆ หากทราบว่าในวันที่กลางวันเท่ากับกลางคืน ดวงอาทิตย์เที่ยงวันจะยืนอยู่ที่นั่นเหนือเส้นขอบฟ้าที่ระดับความสูง 40 องศา (เงาของวัตถุตกไปทางทิศเหนือ) และเวลาท้องถิ่นคือ 3 ชั่วโมง ก่อนเส้นเมริเดียนกรีนิช เขียนคำตอบการคำนวณและการให้เหตุผลของคุณ 50° N, 60° E 90° - 40° = 50° (N เนื่องจากเงาของวัตถุตกไปทางเหนือในซีกโลกเหนือ) (12-9)x15 = 60° (E เนื่องจากเวลาท้องถิ่นนำหน้า Greenwich ซึ่งหมายถึงจุดที่ตั้งอยู่ทางทิศตะวันออก)