над каким городом солнце летом поднимается наиболее высоко
Азимут и высота солнца над горизонтом
Вычисление азимута и высоты солнца над горизонтом по заданным координатам и времени наблюдения. Возможно как задание координат вручную, так и выбор значения из справочника городов.
Продолжаем тему, начатую статьей Восход и закат солнца.
На повестке дня вычисление азимута солнца и его высоты над горизонтом в любой момент времени в точке с заданными координатами. Азимут мы откладываем от севера по часовой стрелке.
Алгоритм расчета взят отсюда. Описал его какой-то хороший швед. Он старался как мог, но все равно для стороннего человека ничего не понятно. Например, я могу еще понять, как мы переходим от одной системы координат к другой, но понять, почему долгота перигелия солнца вычисляется как
, где d — количество дней от эпохи J2000 — это уже выше моих сил.
Видимо где-то далеко, в башне из слоновой кости, сидят астрономы, и все эти цифры рассчитывают, а потом все остальные смертные их используют. Может быть какой-нибудь астроном когда-нибудь расскажет о том, как это все происходит; пока же пришлось взять на веру все эти магические цифры и воплотить расчет в жизнь. Очевидно, так делает большинство.
Есть несколько книг, которые обычно рекомендуют людям на форумах, когда не хотят отвечать развернуто, типа, «смотри вон там», и я тоже приведу их здесь:
Jean Meeus. Astronomical algorithms
Peter Duffett-Smith. Practical Astronomy with your calculator.
Как и в случае калькуляторов для расчета времени восхода и захода солнца, ниже представлены два калькулятора — первый берет информацию о координатах и часовом поясе из справочника городов, т. е. остается только выбрать город и ввести время наблюдения; а второй позволяет задать координаты и часовой пояс «вручную». Информацию о городах могут добавлять в справочник зарегистрированные пользователи.
Отрицательная высота над горизонтом соответствует темному времени суток — солнце «под» горизонтом. Пересечение с горизонтом утром происходит примерно на азимуте 90 градусов, из чего можно сделать смелый вывод, что солнце восходит все-таки на востоке.
Paul Schlyter (это швед) утверждает, что ошибка в расчетах не превышает одной угловой минуты для дат в диапазоне 1900 – 2100.
День летнего солнцестояния
День летнего солнцестояния — важное астрономическое и географическое событие, происходящее в Солнечной системе. В моменты солнцестояний Солнце в своем видимом движении по эклиптике (воображаемой линии на небесном своде, по которой перемещается солнце в его видимом годичном движении, т.е. круг, описываемый Землею около Солнца) наиболее удаляется от небесного экватора, достигает наибольшего склонения, северного или южного.
Точки эклиптики, максимально удаленные от небесного экватора, через которые проходит Солнце, называются точками солнцестояния. Это такой момент в годичном вращении Земли вокруг Солнца, когда наблюдается самый короткий день или самая короткая ночь.
Различают летнее и зимнее солнцестояния. В северном полушарии летнее солнцестояние обычно приходится на 21 июня, а зимнее — на 21 декабря (в южном полушарии — наоборот).
Во время летнего солнцестояния Земля, в результате наклона своей оси к плоскости эклиптики на 23 с небольшим градуса, обращена к Солнцу северным полюсом. На южном полюсе в это время стоит полярная ночь.
День летнего солнцестояния — это день начала лета в северном полушарии Земли и начала зимы в южном полушарии, то есть если жители Северной части Земли с этого момента находятся в начале астрономического лета, то для жителей Южного полушария в этот же период времени начнется астрономическая зима.
В средних широтах весной и в начале лета Солнце каждый день поднимается все выше над горизонтом, а в момент летнего солнцестояния останавливается и изменяет свое движение на обратное. Затем оно каждый день опускается все ниже и, в конце концов, после зимнего солнцестояния снова изменяет свое движение на обратное и начинает подниматься.
В течение нескольких соседних дней солнцестояния Солнце почти не меняет склонения, его полуденные высоты в небе почти неизменны; отсюда и происходит самое название солнцестояния.
Летнее солнцестояние, когда Солнце имеет наибольшее северное склонение, настает 20 или 21 июня, в зависимости от года (вследствие високосного сдвига даты, солнцестояния колеблются на 1-2 дня). В астрономии момент летнего солнцестояния принимается за начало лета — Солнце вступает в знак Рака.
Во время летнего солнцестояния в северном полушарии Земли Солнце дольше всего остается над горизонтом, 21 и 22 июня — это самые длинные дни в году, а с 21 на 22 июня — самая короткая ночь.
В 2013 году астрономическое лето наступит 21 июня в 09 часов 04 минуты по московскому времени (05 часов 04 минуты по Гринвичу), когда Солнце, двигаясь по эклиптике, достигнет ее наибольшего склонения. Для жителей южного полушария начнется астрономическая зима.
На широте Москвы Солнце поднимается над горизонтом на высоту более 57 градусов.
Во время летнего солнцестояния Солнце выше широты 66,5 градусов (Северный Полярный круг) вообще не заходит за горизонт, и день длится круглые сутки. На Северном полюсе Земли Солнце движется по небосводу на одной и той же высоте круглые сутки. В такой ситуации очень затруднительно определять время. 21 июня Солнце пересекает шестичасовой меридиан и начинает опускаться вниз по эклиптике, вступая на путь к осеннему равноденствию, когда оно пересечет небесный экватор.
При каких условиях солнце стоит наиболее высоко над горизонтом
Ответ или решение 2
Наибольшее расстояние между солнцем и горизонтом земли
Солнце, как и другие компоненты солнечной системы, постоянно находится в движении. Именно этим (наряду с движением самой Земли) обусловлена разница его высоты относительно горизонта. День, когда солнце находится в наиболее высокой точке, можно вычислить при помощи бытовой логики. Вычисление укладывается в три положения, логически вытекающих друг из друга:
День, для которого верны все перечисленные факторы, называется днем солнцестояния. Однако нужное положение принимается Солнцем на несколько мгновений, а не наблюдается на протяжении светового дня; к тому же, день солнцестояния отличается в зависимости от полушария.
Северное полушарие
В северном полушарии солнце достигает своего абсолютного зенита в астрономический (солнечный) полдень 21 июня, в день летнего солнцестояния. После этого световой день идёт на убыль. Солнце поднимается всё ниже, пока не достигает наиболее низкой точки подъёма (22 декабря). Затем цикл повторяется.
Южное полушарие
В южном полушарии солнце достигает своего абсолютного зенита в астрономический полдень 22 декабря, в день летнего солнцестояния (для северного полушария этот день является, напротив, самым коротким, а положение солнца, соответственно, наиболее низким).
Относительное наибольшее расстояние между солнцем и горизонтом земли
Если рассматривать вопрос не в рамках года, а в рамках одних суток, солнце ежедневно достигает своего зенита — а именно, наивысшей отметки положения за отдельно взятый световой день, — в астрономический полдень. Необходимо также понимать, что высота зенита отличается в зависимости от широты и долготы, то есть, высота стояния полуденного солнца увеличивается по направлению к экватору.
Как известно, Солнце светит в разное время года по-разному. Количество тепла, которое падает на солнце и количество света зависит от нескольких факторов, во-первых, от угла падения солнечных лучей, а во-вторых, от вращения вокруг солнца и собственной оси. Так вот, самая высокая позиция Солнца над горизонтом будет летом, когда самый длинный день в году. Получается, что Солнце больше всего освещает Землю, а соответственно его лучи падают под максимально прямым углом. Это происходит 22 июня в 12:00, именно в это время Солнце максимально высоко поднимается над горизонтом.
Над каким городом солнце летом поднимается наиболее высоко
Каким видом транспорта можно быстрее совершить «кругосветное» путешествие
(с возвращением в точку отправления):
самолетом по экватору (средняя скорость 800 км/ч),
на морском судне по 60° ю. ш. (средняя скорость 40 км/ч) или
на собачьих упряжках по 80° ю. ш. (средняя скорость 30 км/ч).
На самолете – 50 ч., 360 * 111,3 = 40068 км 40068 : 800 = 50 часов.
на морском судне – 502 ч., 360 * 55,8 = 20088 км 20088 : 40 = 502 часа
на лыжах – 233 ч., 360 * 19,4 =6984 км 8984 : 30 = 233 часа
Сколько времени будет продолжаться каждое из этих путешествий (не учитывая остановок)?
№1 На какой из параллелей: 50 с.ш.;40 с.ш.; на южном тропике; на экваторе; 10 ю.ш. Солнце в полдень будет находиться ниже над горизонтом в день летнего солнцестояния. Свой ответ обоснуйте.
1)22 июня солнце в зените над 23,5 с.ш. и солнце будет ниже над параллелью наиболее удалённой от северного тропика.
2)Это будет южный тропик, т.к. удалённость составит 47.
№2 На какой из параллелей: 30 с.ш.; 10 с.ш.; экваторе; 10 ю.ш., 30 ю.ш. солнце в полдень будет находиться выше над горизонтом в день зимнего солнцестояния. Свой ответ обоснуйте.
2) Полуденная высота солнца на любой параллели зависит от удалённости от параллели, где солнце в этот день в зените, т.е. 23,5 ю.ш.
А) 30 ю.ш.- 23,5 ю.ш.= 6,5 ю.ш
№3 На какой из параллелей: 68 с.ш.; 72 с.ш.; 71 ю.ш; 83 ю.ш – полярная ночь короче? Свой ответ обоснуйте.
Продолжительность полярной ночи увеличивается от 1 суток (на параллели 66,5 с.ш.) до 182 суток на полюсе. Полярная ночь короче на параллели 68 с.ш.,т.к. она дальше от полюса.
№4 В каком городе: Дели или Рио-де-Жанейро солнце находится выше над горизонтом в полдень весеннего равноденствия?
1) Солнце 21 марта в зените стоит над экватором
Значит и солнце выше в Рио-де-Жанейро.
№5 Определите географическую широту пункта, если известно, что в дни равноденствия полуденное солнце стоит там над горизонтом на высоте 63 (тень от предметов падает на юг.) Ход решения запишите.
Формула определения высоты солнца H
где Y – разница широт между параллелью, где солнце в зените в данный день и
№6 Определите высоту Солнца над горизонтом в день летнего солнцестояния в полдень в Санкт-Петербурге. Где ещё в этот день Солнце будет находиться на той же высоте над горизонтом?
1) 90 – (60 – 23,5 ) = 53,5
2) Полуденная высота Солнца над горизонтом одинакова на параллелях, расположенных на одинаковом расстоянии от той параллели, где Солнце стоит в зените. Санкт-Петербург удалён от северного тропика на 60 – 23,5 = 36,5
№7 Определите географические координаты точки земного шара, в которой Солнце будет находиться в зените, когда в Лондоне празднуют новый год. Запишите ход ваших мыслей.
Решение: От 22 декабря до 21 марта проходит 3 месяца или 90 дней. За это время Солнце перемещается на 23,5. За месяц Солнце перемещается на 7,8. За один день 0,26.
Лондон находится на нулевом меридиане. В этот момент, когда в Лондоне празднуют Новый год (0 часов) солнце находится в зените над противоположном меридианом т.е. 180. Значит, географические координаты искомой точки составляют 28ю.ш.180 в. д. или з. д.
№8. Как изменится длина дня 22 декабря в Санкт – Петербурге, если угол наклона оси вращения относительно плоскости орбиты увеличится до 80. запишите ход ваших мыслей.
Решение 1) Следовательно полярный круг будет иметь 80, северный круг отступит от существующего на 80 – 66,5 = 13,5 2) Длина дня 22 декабря в Санкт-Петербурге увеличится.
Решение: 90 – 70 = 20ю.ш.
№10 Если бы Земля перестала бы вращаться вокруг собственной оси, то на планете не было бы смены дня и ночи. Назовите ещё три изменения природы Земли при отсутствии осевого вращения.
Решение: а) изменилась бы форма Земли, поскольку отсутствовало бы полярное сжатие
б) не было бы силы Кориолиса – отклоняющее действие вращения Земли. Пассаты имели бы меридиональное направление. в) не было бы приливов и отливов
№11 Определите, на каких параллелях в день летнего солнцестояния Солнце находится над горизонтом на высоте 70.
1) 90 – ( 70 +(- 23,5) = 43,5 с.ш.
угол, под которым видно Полярную звезду, к площади горизонта
угол между точкой зенита и Полярной звездой.
В дни равноденствий высота полуденного Солнца над горизонтом для разных широт определяется по формуле:
Так, например, в г. Киеве 21 марта и 23 сентября в полдень Солнце находится на высоте:
Летом, когда Солнце находится над тропиком каждого полушария, высота его в полдень увеличивается на 23° 27′, т.е.
Таким образом, для г. Киева 21 июня высота Солнца равна 61°27′. Зимой, когда Солнце перемещается в противоположное полушарие, высота его соответственно уменьшается и достигает минимума в дни солнцестояния, когда ее следует уменьшить на 23°27′, т.е.
Так, для Киева 22 декабря Солнце находится на высоте
Задача 32
Санкт-Петербург и Киев находятся почти на одном меридиане. 22 июня в полдень Солнце в Санкт-Петербурге возвышается над горизонтом на 53°30, а в Киеве в этот момент- на 61,5°. Каково расстояние между городами в градусах и километрах?
Задача 33
С корабля 20 февраля была измерена высота Солнца над горизонтом. Она составила 50°. Солнце было на юге. На какой географической широте находится корабль, если в этот день Солнце, стояло в зените па широте 1105′ ю.ш.?
Ответ:
Корабль находился на 28°55′ с.ш.
Задача 34
В Северном полушарии, там, где находятся туристы, Солнце в полдень стоит над горизонтом под углом 53030′. В этот же день полуденное Солнце находится в зените на 12°20′ с.ш. На каком градусе широты находятся туристы?
Ответ:
Туристы находятся на 48°50′ с. ш.
ГДЗ география 5 класс Алексеев, Николина Просвещение 2019-2020 Задание: 8 Солнечный свет на Земле
Вопросы в конце параграфа
1. а) Географическое следствие вращения Земли вокруг своей оси – смена дня и ночи.
б) Географическое следствие вращения Земли вокруг Солнца – смена сезонов года.
2. Солнце в течение года по-разному освещает Землю, так как орбита Земли имеет форму эллипса, поэтому Земля то приближается, то удаляется от Солнца. А также из-за наклона земной оси.
3. На экваторе день всегда равен ночи, так как положение экватора относительно Солнца не изменяется в течение года. На полюсах такого не бывает, так как там может быть либо полярный день, либо полярная ночь.
4. День всегда равен ночи и Солнце дважды бывает в зените на экваторе,
5. а) зенитом
6. Угол падения солнечных лучей и высота Солнца над горизонтом уменьшаются, если двигаться к Северному или Южному полюсам.
7. 3) В момент летнего солнцестояния лучи Солнца в полдень падают отвесно на Северный тропик.
8. а) новые термины и понятия: зенит, пояса освещённости, летнее солнцестояние, зимнее солнцестояние, полярный день, полярная ночь, осеннее и весеннее равноденствие.
б) незнакомые слова: таких не оказалось.
а) Если бы поверхность Земли была бы плоская, то солнечные лучи распределялись бы равномерно, одинаково нагревая её.
б) Если бы наклон земной оси был бы равен 90 градусов, то тепло бы распределялось в течение всего года между обоими полушариями равномерно.
9. Данная поговорка означает, что величина светового день после зимнего солнцестояния движется к летним величинам. Вместе с этим мороз усиливается, впереди предстоят самые холодные дни. То есть в день зимнего солнцестояния происходит «поворот» солнца к лету, а зима готовит январские морозы. Поговорка относится к декабрю.
ОБОБЩЕНИЕ ПО ТЕМЕ
1. «Влияние смены времён года на жизнь человека»
Смена времён года сильно определяет жизнь человека, так как человек, как часть природы всё-таки зависит от внешних условий. Смена времен года влияет на конец или начало ряда видов работы, например, сельское хозяйство, туристическая сфера, строительные работы. Из-за времён года человек вынужден менять одежду, отапливать или охлаждать помещения. Времена года и их смена также влияют на заболеваемость, если в осенне-зимне-весенний период господствуют простудные заболевания и грипп, то поздней весной и летом увеличивается количество травм, аллергических осложнений, заболеваний, которые передаются от животных (от комаров, клещей или диких зверей). Смена времён года определяет досуг и отдых населения (виды спорта, дачи и огороды, путешествия, прогулки, рыбалка и так далее), рацион питания (зимой больше жирной и мясной пищи, а летом больше легкой пищи в виде салатов, фруктов, мороженого).
2. Стихи о Солнце и Земле как о небесных телах: «Земля и Солнце» (И. Северянин), «Космос» (М. Волошин), «В небесах» (Н. Гумилёв), «Взирая в древности народы изумлённы…» (М. Ломоносов).
Книги: «Движения небесных тел» (Ю. Рябов), «Магнитные полюса Земли» (А. Дьяченко), «Астрономия от А до Я» (Е. Левитан), «Солнце. Энциклопедия для детей» (Э. Абельакер).
Интереснее всего было читать книгу «Астрономия от А до Я».