Движение Земли вокруг Солнца.Видимое годичное движение Солнца

Лекция 5. Движение Земли вокруг Солнца. Видимое годичное движение Солнца Наблюдения: В течение года зенитное расстояние Z Солнца (или высота h) в момент верхней кульминации изменяется от +23026' до -23026' два раза в год проходя через ноль. Прямое восхождение Солнца в течение года изменяется от 00 до 3600. (от 0h до 24h). Это определяется по верхней кульминации звезд в полночь, прямое восхождение которых отличается от солнечного на 1800 или 12h. С каждым днем прямое восхождение α звезд, которые кульминируют в полночь, увеличивается. Следовательно, увеличивается α Солнца. Солнце непрерывно перемещается среди звезд с запада к востоку по большому кругу небесной сферы. Рис 9. Эклиптическая система координат Эклиптика – большой круг небесной сферы, по которому совершается годичный круг Солнца. Угол наклона плоскости эклиптики к плоскости небесного меридиана ε = 23026'. Ось эклиптики ПП – диаметр перпендикулярный к плоскости эклиптики. Полюсы эклиптики П и П' – точки пересечения оси эклиптики и небесного меридиана. Точка весеннего равноденствия 𝛶 и точка осеннего равноденствия точки эклиптики с небесным экватором. В точке 𝛶 Солнце пересекает небесный экватор, переходя из южного полушария небесной сферы в северное. В точке Ω – из северного в южное. На 900отстоят от точек равноденствия отстоит точка летнего солнцестояния (в северном полушарии) и точка зимнего солнцестояния (в южном полушарии). Круг широты светила М – большой полукруг небесной сферы ПМП', проходящий через полюсы эклиптики светила. Эклиптическая система небесных координат β – эклиптическая широта светила – дуга mМ круга широты от эклиптики до светила, или центральный угол mОМ. Возможные значения: от 00 до +900 к северному полюсу эклиптики; от 00 до -900 к южному. λ- эклиптическая долгота светила – дуга от 𝛶m эклиптики от точки весеннего равноденствия до круга широта или центральный угол 𝛶Оm. λ = 0 3600 Отсчитывается в сторону видимого годичного движения Солнца по эклиптике, т.е. с запада к востоку. Применение ЭСНК – в теоретической астрономии при определении орбит небесных тел. Склонение изменяется быстрее всего при движении Солнца вблизи точек равноденствия, медленнее всего вблизи точек солнцестояния. Прямое восхождение – наоборот. 21 марта и 23 сентября у Солнца = 0, на всех географических широтах оно восходит в точке востока Е и заходит в точке запада W. Половина суточного круга Солнца находится над горизонтом. День равен ночи. Высота Солнца над горизонтом = 90 – φ. 22 июня = +23026', восход на северо-востоке, заход на северо-западе. Большая часть солнечного круга над горизонтом = 90 – φ +23026' – max. 22 сентября = -23026' = 90 – φ - 23026' – min. Восход на юго-востоке, заход на юго-западе. На северных географических широтах большая часть солнечного круга находится под горизонтом. Тропический год – промежуток времени между двумя определенными прохождениями Солнцем точки весеннего равноденствия. Он называется также солнечным годом. На географических полюсах, где небесный экватор совпадает с истинным горизонтом Солнце в дни равноденствия не заходит за горизонт. Границы тепловых (климатических) поясов на Земле проведены по астрономическим признакам. Холодные пояса ограниченные кругами, положение которых определяется условиями незаходящего и невосходящего Солнца при условии, что его склонение δ = ε . φ = ± (90 - ε) = ± (90 – 23026,´5) = ± 66033,´5 Созвездия зодиака Эклиптика проходит по двенадцати созвездиям (по числу месяцев в году), из которых одиннадцать имеют названия живых существ (реальных или мифических), и поэтому все двенадцать созвездий, именуются зодиакальными (от греческого «зодиакос» - зверь). Их названия: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей. Между созвездиями Скорпиона и Стрельца Солнце перемещается по участку созвездия Змееносца, но так как в году только 12 месяцев и подавляющее большинство звезд этого созвездия расположено далеко от эклиптики, то оно не причислено к зодиакальным. В настоящее время точка весеннего равноденствия находится в созвездии Рыб, точка летнего солнцестояния – в созвездии Близнецов, точка осеннего равноденствия – в созвездии Девы и точка зимнего солнцестояния – в созвездии Стрельца. Началом сезонов считаются моменты прохождения Солнцем этих точек. Весь пояс зодиакальных созвездий называется Зодиаком. Протяженность зодиакальных созвездий вдоль эклиптики различна: наибольшая протяженность, около 400, у созвездий Тельца, Девы и Стрельца, а по созвездию Скорпиона проходит дуга эклиптики равная всего лишь 50. Поэтому для удобства счета положения Солнца эклиптика разделена на 12 равных частей (дуг), по 300 каждая, называемых знаками Зодиака. Счет знаков Зодиака начинается от точки весеннего равноденствия, и они тоже обозначаются знаками и названиями зодиакальных созвездий. Весной Солнце последовательно проходит по созвездиям Рыб, Овна, Тельца, летом – по созвездиям Близнецов, Рака и Льва, осенью – по созвездиям Девы, Весов и Скорпиона (а также Змееносца), а зимой – по созвездиям Стрельца, Козерога и Водолея. Рис 10. Зодиакальные созвездия Смена времен года и климатические пояса Земли Смена сезонов (времен года) на Земле является следствием трех причин: • обращение Земли вокруг Солнца; • наклон оси вращения Земли к плоскости Земной орбиты; • сохранение направления земной оси в пространстве. Угол падения солнечных лучей в данную точку Земли равен зенитному расстоянию Z Солнца в данный момент. Поэтому интенсивность света в данной точке I = I0 cosZ. Величина Z различна в разных точках Земли, изменяется в течение тропического года и в течение суток. Терминатор – линия светораздела, отделяющая освещенную часть Земли от неосвещенной. Рис 11. Перемещение земного терминатора на протяжении года Терминатор пересекает географические полюсы Земли 21 марта и 23 сентября. На географических полюсах, где небесный экватор совпадает с истинным горизонтом Солнца. В дни равноденствий не заходит за горизонт. Границы тепловых (климатических) поясов на Земле проведены по астрономическим признакам Рис 12. Астрономический треугольник Холодные пояса ограниченные кругами, положения которых определяется условиями незаходящего и невосходящего Солнца при условии, что его склонение δ = ε. φ = (90 – ε) = 90 – 23026',5) = 660 33',5