Суточное вращение небесной сферы на разных широтах исвязанные с ним явления. Суточное движение Солнца. Смена сезонов и тепловыепояса
Измерения высоты Солнца в полдень (т.е. в момент его верхней кульминации) на одной и той же географической широте показали, что склонение Солнца dŸ в течение года изменяется в пределах от +23036' до –23036', два раза проходя через нуль.
Прямое восхождение Солнца aŸ на протяжении года также постоянно изменяется от 0 до 3600 или от 0 до 24h.
Рассматривая непрерывное изменение обеих координат Солнца, можно установить, что оно перемещается среди звёзд с запада на восток по большому кругу небесной сферы, который называется эклиптикой.
20-21 марта Солнце находится в точке ¡, его склонение δŸ = 0 и прямое восхождение aŸ = 0.
В этот день (весеннего равноденствия) Солнце восходит точно в точке E и заходит в точке W. Максимальная высота центра Солнца над горизонтом в полдень этого дня (верхняя кульминация):
hŸ = 900 – φ + δŸ = 900 – φ
Затем Солнце сдвинется по эклиптике ближе к точке E, т.е. δŸ > 0 и aŸ > 0.
21-22 июня Солнце находится в точке E, его склонение максимально δŸ = 23026', а прямое восхождение aŸ = 6h.
В полдень этого дня (летнего солнцестояния) Солнце поднимается на максимальную высоту над горизонтом:
hŸ = 900 – φ + 23026'
Т.о., в средних широтах Солнце НИКОГДА не бывает в зените
Широта Минска φ = 53055'
Затем Солнце сдвинется по эклиптике ближе к точке d, т.е. δŸ начнёт уменьшаться
Около 23 сентября Солнце придёт в точку d, его склонение δŸ = 0, прямое восхождение aŸ = 12h.
Этот день (начало астрономической осени) называется днём осеннего равноденствия.
22-23 декабря Солнце окажется в точке E', его склонение минимально δŸ = – 23026', а прямое восхождение aŸ = 18h.
Максимальная высота над горизонтом: hŸ = 900 – φ – 23026'
Изменение экваториальных координат Солнца в течение года происходит неравномерно.
Склонение изменяется быстрее всего при движении Солнца вблизи точек равноденствий, и медленнее всего – вблизи точек солнцестояний.
Прямое восхождение, наоборот, медленнее изменяется вблизи точек равноденствий, и быстрее – вблизи точек солнцестояний.
Видимое движение Солнца по эклиптике связано с действительным движением Земли по своей орбите вокруг Солнца, а также с тем фактом, что ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости её орбиты, а составляет угол
ε = 23026'.
Если бы ε = 0, то на любой широте в любой день года день был бы равен ночи (без учёта рефракции и размера Солнца).
Полярные дни, длящиеся от 24h до полугода и соответствующие ночи, наблюдаются за полярными кругами, широты которых определяются условиями:
φ = ±(900 – ε) = ± 66034'
Положение оси мира и, следовательно, плоскости небесного экватора, а также точек ¡ и d не постоянно, а периодически изменяется.
Вследствие прецессии земной оси ось мира описывает конус вокруг оси эклиптики с углом раствора ~23,50 за 26 000 лет.
Вследствие возмущающего действия планет кривые, описываемые полюсами мира, не замыкаются, а стягиваются в спираль.
Т.к. и плоскость небесного экватора, и плоскость эклиптики медленно изменяют свое положение в пространстве, то точки их пересечения (¡ и d) медленно перемещаются к западу.
Скорость перемещения (общая годовая прецессия в эклиптике) за год:
l = 3600/26 000 = 50,26''.
Общая годовая прецессия в экваторе:
m = l cos ε = 46,11''.
В начале нашей эры точка весеннего равноденствия находилась в созвездии Овна, от которого и получила своё обозначение (¡), а точка осеннего равноденствия – в созвездии Весов (d). С тех пор точка ¡ переместилась в созвездие Рыб, а точка d – в созвездие Девы, но их обозначения остались прежними.