Где встает солнце и почему?

Солнце умеет быть врагом

Не стоит думать, что солнечные лучи настолько полезны, чтобы бесконтрольно под ними находиться. Кроме массы пользы, они могут нанести столько же вреда, если быть с ними неосторожным.

• При длительном пребывании появляется загар – это защитный механизм организма, который пытается справиться с вредным воздействием ультрафиолетовых лучей. Если при первом покраснении не принять мер и не защитить кожу, то можно легко получить серьезный ожог. У некоторых людей, это даже приводит к образованию рака кожи.
• Без солнцезащитных очков на солнце смотреть нельзя, так как сильная яркость его может ослепить или повредить зрение.
• Тем, кто страдает от сухости кожи, противопоказано долго находится на солнце без увлажняющего крема, так как лучи еще больше способны ее высушивать.
• Если не защищать голову панамкой или кепкой, то можно получить солнечный удар или тепловой. Его проявлениями являются: повышение температуры, учащение пульса, тошнота. Иногда люди теряют сознание и даже умирают, если не оказать срочно помочь и не отнести человека в прохладное темное помещение, прикладывая ледяные компрессы.

Поэтому обязательно, находясь под прямыми солнечными лучами, следует соблюдать меры предосторожности и защищать голову светлым головным убором, пить больше жидкости, надевать очки. Также стараться избегать нахождения на улице, когда солнце пребывает в зените

Солнце – это небесное светило, которое дарит тепло и свет всему живому на планете, вставая на востоке. Но кроме пользы, оно может принести и вред, и об этом не стоит забывать.

7.1. Суточное движение Солнца на северном полюсе.

Широта северного полюса Земли равна 90o

, а следовательно, отвесная линия совпадает там с осью мира, а экватор — с горизонтом. Значит, в каждый день года Солнце описывает на небосводе круги, приблизительно параллельные горизонту, на высоте, равной склонению Солнца в этот день (рис. 14). Таким образом, если бы не было рефракции, 21 марта Солнце обходило бы горизонт, причем центр Солнца лежал бы на математическом горизонте. Из-за рефракции такая картина наблюдается на несколько дней раньше. С каждым днем Солнце все увеличивает свою высоту над горизонтом, и достигает максимальной высоты 22 июня. После этой даты высота Солнца вновь начинает уменьшаться, и вблизи 23 сентября (теперь из-за рефракции чуть позже) Солнце вновь оказывается на горизонте. В последующие дни Солнце оказывается под горизонтом и не появляется почти до дня весеннего равноденствия. Таким образом, чуть больше полугода Солнце находиться над горизонтом (полярный день ), а оставшееся время — под горизонтом (полярная ночь ). На южном полюсе картина такая же, только полярный день и полярная ночь меняются местами, т.е. когда на северном полюсе полярный день, на южном — полярная ночь, и наоборот.

Полярные дни и ночи бывают не только на полюсах, но и на других, достаточно высоких широтах, только продолжительность их меньше. Теоретическими границами географических широт, на которых бывают полярные дни и ночи, являются северный полярный круг

июжный полярный круг . Т.е. если бы Солнце было точкой и не было бы атмосферной рефракции, то на этих широтах раз в году Солнце в течение суток не заходило бы за горизонт, и в течении суток не показывалось бы над горизонтом. Из-за влияния рефракции ( ) и конечных размеров Солнца () полярные дни бывают на широтах до , а полярные ночи лишь до широт . Т.е. за начало (и окончание)полярного дня мы будем брать дату, на которую наблюдаемая высота верхнего края Солнца в моментнижней кульминации равна нулю, а за начало (и окончание)полярной ночи дату, на которую наблюдаемая высота верхнего края Солнца в моментверхней кульминации равна нулю.

Теоретические основы

Здесь перечислим аксиомы, доказанные факты и некоторые выводы, следующие из них.

Истина №1. Земля вращается вокруг Солнца.

Истина №2. Вращение Земли, если смотреть сверху на северный полюс, осуществляется против часовой стрелки. Из этого следует вывод, что Солнце в начале освещает более восточные регионы. Для наблюдателя же, находящегося на Земле, это выглядит так, как будто Солнце встает на востоке и садится на западе.

Из этой же истины следует, что Солнце в середине своего движения, то есть в промежутке между востоком и западом, что соответствует середине дня, для наблюдателя будет находиться в самой высшей точке своей траектории движения — зените. В это же время оно будет находиться на линии север–юг.

Если представить, что наблюдатель находится в северном полушарии, то получится, что Солнце для него движется по небесной сфере слева направо. Если же наблюдатель переместится в южное полушарие (например, в Австралию), тогда движение Солнца для него будет справа налево. Но это правило четко работает только в средних и высоких широтах, а в тропических зонах и на экваторе оно может изменяться, в связи с явлением, о котором расскажем далее.

Истина №3. Ось вращения Земли наклонена по отношению к Солнцу на угол 23,44 градуса. Это в сочетании с тем, что Земля вращается вокруг Солнца, приводит к тому, что в разное время года для наблюдателя, находящегося в одной точке Земли, траектория движения Солнца по небесной сфере будет смещаться то выше, то ниже.

При более высоком положении Солнца над горизонтом его лучи будут падать на поверхность Земли под более тупым углом, а значит на единицу площади попадет больше света, чем в случае с более низким положением Солнца, — на этой территории потеплеет и со временем настанет лето. Обратный процесс приведет к похолоданию и наступлению зимы.

Из-за наклона земной оси получается, что когда в северном полушарии наступает зима, в южное полушарие приходит лето, и наоборот.

Понимая эти процессы, несложно догадаться, что Солнце будет восходить строго на востоке и заходить строго на западе только в дни весеннего и осеннего равноденствий, когда длина дня равна длине ночи. С марта по сентябрь Солнце будет подниматься на северо-востоке и садиться на северо-западе, а в период с сентября по март будет всходить на юго-востоке и садиться за горизонт на юго-западе.

Чтобы сказать, где Солнце будет в полдень, нужно знать, в какой точке Земли будет находиться наблюдатель.

Для примера рассмотрим период с июня по декабрь в северном полушарии. В этот период в средних и высоких широтах Солнце будет на юге. На экваторе Солнце будет вначале на севере, а затем окажется на юге. В районе тропиков картина будет схожа с картиной на экваторе за тем только исключением, что в северной стороне Солнце будет меньшее количество дней, и тем более будет выражено это различие, чем дальше от экватора и ближе к умеренной зоне будет находиться наблюдатель.

В период с июня по декабрь в северном полушарии будет наблюдаться обратная картина. Отметим, что стабильность будет только в средних и высоких широтах: здесь Солнце в течение всего года в полдень будет находиться на юге.

Глядя на эту схему, можно просчитать нахождение полуденного Солнца и в южном полушарии. Здесь по сравнением с северным полушарием все будет наоборот.

Истина №4. Земля вращается с угловой скоростью примерно 15 градусов в час. Поэтому и наблюдаемое с Земли движение Солнца по небосводу происходит примерно с той же скоростью.

Истина №5. Если стать лицом к северу, то за спиной окажется юг, справа — восток, а слева — запад.

Ну вот, с теоретической частью разобрались, а значит пора переходить непосредственно к рассмотрению методов ориентирования по Солнцу.

Восход и закат Солнца

Временные отрезки, когда верхний край солнечного диска находится на линии горизонта, называются восходами и закатами.

Причиной восхода и захода Солнца является вращение планеты вокруг звезды и собственной оси.

Если бы Земля не имела шарообразную форму, не двигалась по орбите, то дневное светило постоянно стояло бы в зените. В таких условиях существование жизни на планете было бы исключено.

Что такое восход

Восход – временной отрезок, когда верхний край Солнца появляется над горизонтом. В астрономии под термином подразумевается полное прохождение солнечного диска через линию горизонта.

Под влиянием атмосферы земной наблюдатель видит восход немного раньше, чем при условии, если бы на планете отсутствовал атмосферный слой. Причем явление начинается раньше, когда наблюдатель перемещается на большую высоту.

С земной поверхности величина солнечного углового диаметра составляет 30 минут дуги (или 0,5°). Этот факт подразумевает, что длительность дня должна немного превышать половину солнечных суток. Но на длительность дня оказывает существенное влияние атмосферная рефракция.

Рефракция (или преломление) – искривление солнечных лучей, проходящих сквозь земную атмосферу. Восходящее солнце визуализируется примерно на 35 минут дуги выше, чем могло бы быть на планете без атмосферы. Поэтому для земного наблюдателя восход наступает раньше реального времени.

В результате рефракционного изменения:

• в экваториальных широтах день удлиняется примерно на 10 минут;
• в умеренных широтах – до 30 минут;
• в полярных областях – до 2 суток.

Внешние характеристики дивного явления природы

Поскольку о восходе и закате Солнца можно говорить как о двух тождественных явлениях, отличающихся друг от друга насыщенностью цветов, описание заката Солнца над горизонтом можно применить также ко времени перед восходом Солнца и его появлении, только в обратном порядке.

Чем ниже солнечный диск спускается к западной линии горизонта, тем он менее ярок и становится сначала жёлтым, затем – оранжевым и, наконец, красного цвета. Изменяет свою окраску и небосвод: сперва он золотистого цвета, затем, оранжевого, а у кромки – красного тона.

Когда солнечный диск вплотную приближается к линии горизонта, он приобретает тёмно-красный цвет, а по обе стороны от него можно увидеть яркую полосу зари, цвета которой сверху вниз переходят от голубовато-зелёного до ярко-оранжевого тонов. В это же время над зарёй образовывается бесцветное сияние.

Одновременно с этим явлением, с противоположной стороны на небосводе появляется полоса пепельно-голубоватого оттенка (тень Земли), над которой можно увидеть сегмент оранжево-розового цвета, Пояс Венеры – он возникает над уровнем горизонта на высоте от 10 до 20° и при ясном небе виден в любой точке нашей планеты.

Чем больше Солнце уходит за линию горизонта, тем пурпурнее становится небо, а когда оно опускается за горизонт на четыре-пять градусов, оттенок приобретает максимально насыщенные тона. После этого небо постепенно становится огненно-красного цвета (лучи Будды), а от того места, где зашёл солнечный диск, вверх, постепенно угасая, тянутся полосы светлых лучей, после исчезновения которых возле горизонта можно увидеть тускнеющую полосу тёмно-красного цвета.

После того как тень Земли постепенно заполняет небо, Пояс Венеры рассеивается, на небе появляется силуэт Луны, затем звёзды – и наступает ночь (сумерки заканчиваются, когда солнечный диск уходит за горизонт на шесть градусов). Чем больше времени проходит от ухода Солнца за линию горизонта, тем становится холоднее, а к утру, перед восходом Солнца наблюдается самая низкая температура. Но всё меняется, когда через несколько часов начинается восход красного Солнца: на востоке появляется солнечный диск, ночь уходит, а земная поверхность начинает прогреваться.

Восход и закат Солнца

Хотя многие считают, что в северном полушарии самый ранний закат Солнца происходит 21 декабря, а самый поздний – 21 июня, в действительности мнение это ошибочно: дни зимнего и летнего солнцестояний являются лишь датами, которые говорят о наличии наиболее короткого или длинного дня в году.

Интересно, что чем севернее широта, тем ближе к солнцестоянию наступает самый поздний закат года. Например, в 2014 году на широте, расположенной в шестьдесят два градуса, он произошёл 23 июня. А вот на тридцать пятой широте самый поздний закат года произошёл шесть дней спустя (наиболее ранний восход Солнца был зафиксирован на две недели раньше, за несколько дней до 21 июня).

Не имея под рукой специального календаря, довольно сложно определить точное время восхода и заката Солнца. Это объясняется тем, что равномерно вращаясь вокруг своей оси и Солнца, Земля движется неравномерно по эллиптической орбите. Стоит заметить, что если бы наша планета двигалась вокруг Светила, такого бы эффекта не наблюдалось.

Такие отклонения по времени человечество заметило давно, а потому на протяжении всей своей истории люди пытались прояснить для себя этот вопрос: возведённые ими древние сооружения, чрезвычайно сильно напоминающие обсерватории, сохранились до наших дней (например, Стоунхендж в Англии или пирамиды майя в Америке).

Последние несколько столетий, чтобы рассчитать время восхода и захода Солнца, астрономы, наблюдая за небом, создавали календари Луны и Солнца. В наши дни, благодаря виртуальной сети, расчет восхода и захода Солнца может сделать любой пользователь интернета, воспользовавшись специальными онлайн-сервисами – для этого достаточно указать город или географические координаты (если на карте нет нужной местности), а также необходимую дату.

Интересно, что с помощью таких календарей нередко можно узнать не только время заката или рассвета, но и период между началом сумерек и перед восходом Солнца, продолжительность дня/ночи время, время, когда Солнце будет пребывать в зените и многое другое.

Каждый человек знает, что солнце является звездой, вокруг которой вращается Земля и другие планеты. Наверное, все слышали о том, что это небесное тело появляется на Востоке, а исчезает на Западе. Но не все знают, где садится солнце и почему именно там. Далее в статье попытаемся рассмотреть вопрос места появления и исчезновения небесного светила.

Как просто запомнить стороны света?

Чтобы запомнить направления можно предложить ребенку заучить акроним: «Смелый юнга знает вахту». С помощью него легко выучить все четыре стороны света: Север, Юг, Запад и Восток.

Дети хорошо запоминают информацию в процессе игры, поэтому предлагаем вам поиграть в обучающую игру «Компас». Для этого на земле или асфальте рисуется большой круг, примерно 2 или даже 3 метра в диаметре, по сторонам которого пишутся стороны света. Дети встают в центр круга спиной. Ведущий начинает в произвольном порядке называть стороны света, а игроки в это время должны развернуться в сторону той части света, которую назвал ведущий. Кто повернулся неправильно, тому записывается штраф 1 очко. Выиграл тот, кто за игру наберет меньше всех штрафных очков.

А еще отличной идеей будет нарисовать компас вместе с малышом и подкрепить творчество ритмичным стихотворением о сторонах света.

Стороны света. Для детей

Как-то поспорили стороны света, Чья территория наша планета?! Север твердил: «Меня больше, смотрите!» Юг возражал: «Шире я, вы не лгите!» Запад с Востоком спорят всё время, Кто же из них на планете длиннее. И призадумались стороны света, Как же делить они будут планету? Люди им помощь свою предложили, Их вечный спор мудро так разрешили: Наша планета на шарик похожа, Что называют геоидом тоже, Шарик же с яблоком можно сравнить, Так же как яблоко – будем делить! Спор сторон света чтобы унять, Надо им всем по кусочку отдать. На половинки планету разделим, И между ними границы отметим. Справа налево и слева направо: Двумя полушариями яблоко стало. Север пусть сверху берёт половину, Югу в правление весь низ воедино. Ну, а границу меж севером югом, Словом ЭКВАТОР мы звать теперь будем. Думают люди: «Как дальше нам быть? Запад с Востоком ведь надо делить!» Зорко на яблоко люди взглянули, Мысленно линию вниз протянули. Яблоко снова планетою стало: Два вертикальных у нас полушара. А между ними мы видим с тобой Меридиан, звать его нулевой. По вертикали он делит планету, На запад, восток – это стороны света. Дети, на глобус скорей посмотрите: Все полушария вы отыщите!

(Марина Андреева-Доглядная)

Восход и его историческая ценность

Восход солнца с земли наблюдали миллионы лет до нас и будут наблюдать еще миллионы лет после. Это то, что не принадлежит никому и то чем может завладеть каждый желающий.

При чем это касается не только людей, это то что чувствует и ощущает каждое живое существо на нашей планете. Кто-то встает и пробуждается в эти минуты, кто-то наоборот засыпает, кто-то начинает свою нелегкую работу, а кто-то наоборот берет передышку. Но все мы, так или иначе, зависим от этого прекрасного явления.

В древние времена считалось, когда восходит солнце — это появление бога на своем троне. Правда называли этого бога все по-своему.

У греков – Гелиос, у славян – Хорс, у азиатов – Уту. У Египтян за это отвечало аж 3 бога: Хепри, Атум и Ра. Эти божества символизируют три периода движения солнца по небосводу. Утром – бог Хепри, днем, когда солнце в максимальном зените – великий Ра, а до сумерек – Атум. Легенды у всех народов были свои.

Уицилопочтли – «колибри», божество ацтеков, олицетворяет Солнце, одерживает верх над своими врагами – ночными силами. Он гарантировал племени ацтеков, что приведет их в рай-место, где они смогут стать духовным и богом-избранным народом. Символом его был хлеб с медом, который съедали на каждом празднике, передавая по кругу.

Аматэрасу – «светящая в небе», богиня Солнца, считается прародительницей всех японских императоров. Она следила за сельским хозяйством и особенно за рисом всей Японии.

Си-Хэ – божество китайской мифологии, является матерью 10 солнц, которых она поднимает на небосвод по очереди (поэтому каждый год солнце для Китайцев совершенно иное). Этим богам молились и поклонялись, без них боялись остаться, поэтому каждый рассвет люди встречали с замиранием сердца и радовались ему.

Как определить истинный полдень

Зная истинный полдень, можно определить стороны света, ведь именно в этот момент Солнце будет находиться строго в южном или северном направлении, в зависимости от земного полушария, а зная хотя бы одну сторону света — все остальные.

Определить истинный полдень можно разными способами. Далее приведу в пример некоторые простые варианты, не требующие сложных навыков и знаний.

Способ №1 — с помощью астрономических данных. Такие данные часто попадаются среди прогнозов погоды в разных печатных и Интернет-изданиях. Нужно поискать время восхода и захода Солнца в той местности, в которой предполагается определять истинный полдень, сложить это время и разделить его пополам. Полученное значение и будет временем истинного полдня.

Способ №2 — с помощью солнечных часов (гномона). Правильно сконструированные, размеченные и установленные солнечные часы достаточно точно показывают время солнечного полдня. На гномоне момент солнечного полдня совпадает с двенадцатью часами дня.

Способ №3 — с помощью навигатора. Навигатор, показывающий направление на географический север, может послужить для определения наступления истинного полдня. Для этого определяют момент, когда центр солнечного диска окажется строго над южным или северным направлением (в зависимости от земного полушария), определенным с помощью навигатора. Это и будет момент истинного полдня.

Магнитный компас для этого способа малопригоден, поскольку показывает направление на магнитные полюса, а не на географические, что может приводить к ощутимым погрешностям. О том, что такое истинный и магнитный полюс, и в чем их отличие, мы подробно рассказывали в отдельной статье.

Способ №4 — с помощью тени от шеста. На ровной горизонтальной площадке в землю строго вертикально втыкается ровный шест. В дообеденное время начинается измерение длины тени, которую отбрасывает на площадку шест. Тень в начале начнет уменьшаться, а затем увеличиваться. Момент перехода от укорачивания тени до ее удлинения и будет соответствовать солнечному полдню.

В этом варианте достаточно засечь время, в которое тень была наименьшей длины.

Данный способ является одним из способов ориентирования и часто рекомендуется в литературе для определения сторон света на местности в солнечную погоду. Его точность напрямик зависит от того, насколько ровная была выбрана площадка и сам шест, а также от того, насколько ровно был установлен этот шест. Также точность метода повышается при увеличении длины шеста (как правило, используют шест длиной 1—2 метра).

Способ №5 — с помощью биссектрисы. Измерения начинают проводить как можно раньше с утра, что делает их более точными. Для этого:

1. На ровной площадке устанавливается шест аналогично предыдущему способу и отмечается конец его тени.
2. Измеряется расстояние от места установки шеста до этой точки.
3. Проводится окружность с радиусом, равным этому расстоянию и центром в точке установки шеста. Теперь остается ждать, когда тень от шеста снова пересечет эту окружность, но уже в другом месте (восточнее).
4. Как только это произойдет, отмечается вторая точка.
5. Первая и вторая точки соединяются отрезком — получается своего рода равнобедренный треугольник, у которого третьей вершиной является место установки шеста.
6. От точки установки шеста проводится биссектриса, которая делит ранее прочерченный между двумя точками отрезок пополам.
7. На следующий день, когда тень от шеста совпадет с биссектрисой, можно сказать, что наступил истинный полдень.

Этот способ, как и предыдущий, также является одним из методов ориентирования по солнцу.

Из всех этих вариантов только первый может работать при любых метеорологических условиях, в любое время суток и давать быстрый результат. Остальные же работают только в светлое время суток, зависимы от погоды и, как правило, более «медленные».

Теперь, опираясь на все вышесказанное и некоторые другие данные, сделаем общие выводы.

Долгота местности

Истинный (астрономический), или как его еще называют, солнечный полдень зачастую не совпадает с полднем по официальному времени. Чтобы это стало понятно, для начала разберемся с определениями.

Время 12:00, определенное по точно выставленным часам, называется полднем по официальному времени. А вот истинным полднем называется момент времени, когда солнце проходит через наивысшую точку траектории своего движения, наблюдаемого с поверхности земного шара, то есть через зенит.

Стоит также отметить, что именно в момент истинного полдня Солнце для наблюдателя, находящегося в средних широтах северного полушария, находится строго на юге. Почему именно в средних широтах, расскажем чуть позже.

Если смотреть на нашу планету сверху вниз, находясь на северном полюсе, то движение ее вокруг собственной оси будет совершаться против часовой стрелки. Зная, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот, нетрудно догадаться, что Солнце в первую очередь будет освещать Землю с районов, расположенных восточнее. Отсюда следует два простых вывода:

Вывод №1. Для наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, Солнце восходит на востоке, а садится на западе, независимо от полушария (северного или южного).

Вывод №2. Для двух наблюдателей, расположенных на разных географических долготах, Солнце окажется в зените в разное время: вначале солнечный полдень настанет у того, кто находится восточнее, а затем — у «западного».

Нужно понимать, что для удобства пользования время в пределах одного часового пояса усредняют, иначе в двух городах одной страны время на часах отличалось бы, что непрактично. Следовательно, несмотря на отличие в долготе, время в двух разных городах может быть одинаковое.

Из вышесказанного следует, что для двух наблюдателей, расположенных на разных географических долготах, но в одном часовом поясе, истинный полдень может наступать в разное время. Опережение или отставание истинного полдня от полдня, определяемого по часам, благодаря этому нюансу может колебаться в пределах четверти часа, а иногда и больше, ведь часовые пояса не всегда точно совпадают с долготой и выстраиваются согласно политической карты мира.

Часовые пояса на карте мира

А поскольку солнечный полдень не всегда совпадает с 12 часами дня (далее — 12:00), то и говорить о том, что Солнце всегда к этому времени находится строго на юге, тоже не приходится.

Видно, насколько разнится положение Солнца на небе в одно и то же время в разных городах в пределах одного часового пояса.

А теперь вернемся к вопросу о средней широте и посмотрим, каким образом она влияет на положение Солнца на небосводе.

Как отличить закат от рассвета

Когда восходит и заходит Солнце, наблюдается красивое оптическое явление – окрашивание неба и земной поверхности лучами в различные цвета. Причем визуально определить, где закатное небо, а где рассветное, можно по преобладающей гамме. Рассветные тона более нежные и холодные, с преобладанием розовых, лиловых, голубых оттенков. А на закате небо имеет насыщенные оттенки красного и желтого цвета, реже наблюдаются зеленоватые участки неба и освещенной земной поверхности.

Более глубокие и яркие цвета заката объясняются тем, что в течение дня земная поверхность нагревается, теряет влагу, воздушные потоки движутся быстрее, захватывая пылевые частицы. Проходя сквозь пылевую взвесь в атмосфере, закатный солнечный свет рассеивается, тускнеет, обретает красные оттенки. Обусловлено это тем, что красный цвет солнечного спектра, имеющий самую длинную волну, более устойчив к рассеиванию в запыленной и уплотненной атмосфере, чем коротковолновые холодные цвета. А за ночь воздушные слои очищаются, пыль оседает, и рассветное небо отличается большей чистотой и разнообразием оттенков.

Закаты и восходы – невероятное по красоте зрелище даже в городских условиях. Каждый день сотни фотографов в разных уголках планеты запечатлевают великолепие восходящего и заходящего Солнца, создают кадры, от которых сложно оторвать взгляд.