Восход и заход Солнца — ежедневные явления, которыми можно наслаждаться вечно. Воспринимая как должное, редко интересуешься, по какому алгоритму происходит движение небесного светила, что влияет на траекторию, почему случаются необычные вещи: полярные дни и ночи, северное сияние или затмение.
Возникновение заката и восхода небесного светила
Земля находится в постоянном движении как вокруг солнца, так и вокруг своей оси. Раз в сутки, за исключением полярных широт, можно наблюдать, как огненный шар исчезает за горизонтом и вновь там появляется через день, но уже с другой стороны. Восход и закат солнца — это время, когда "горящий" диск небесного светила исчезает из поля зрения, а крайняя верхняя точка полностью скрывается либо появляется (в момент рассвета).
Есть понятие «границы дня и ночи». Этот параметр существенно влияет на зенит. Последнее означает линию, направленную из точки на поверхность земли перпендикулярно ей. Зенитный угол — это расстояние между направлением луча к центру земли и вертикалью. В зависимости от размера угла можно сказать, взошло ли солнце полностью. То же самое определяет конец сумерек и начало ночи.
В астрономии есть понятие сумерек:
- Для высоких широт зимой и летом солнце может не заходить и не всходить. Сумерки считаются нулевыми.
- Продолжительность дня в таких широтах будет обозначаться либо 24 часа, либо 00 часов.
- Сумерки длятся от 15-25 минут в разных точках земли.
Следует вывод: сумерки имеют начало и конец. Их продолжительность зависит от положения солнца на закате. Если бы земля не имела атмосферы, а солнце было точкой, зенитный угол равнялся бы 90 градусам. Так как солнце не имеет углового диаметра, свет отражается твердыми частицами. Поэтому верхний край диска зависит от движения центра светила. При нормальной атмосфере угол в 90 градусов преобразуется в прямую за 50 минут. Соответственно, если закат начинался бы с уменьшения прямого угла, сумерки длились бы дольше.
Как только солнце скрылось за горизонтом, начинается второй этап сумерек — гражданский вид. Угол зенита составляет меньше 96 градусов к противоположной стороне полушария. Дальше угол увеличивается до 102 градусов. Это навигационные сумерки. Все еще светло, на воде видна линия горизонта. Потом наступают астрономические сумерки: угол составляет 108 градусов, а видимость объектов становится слабой.
Важно! Такие алгоритмы расчетов не подходят для тех городов, где время не сменяется летним и зимним. Также не будет верным результат, например, для Новой Зеландии. Летнее время действует с мая по сентябрь. Поэтому время восхода и захода солнца везде разное.
Почему солнце становится красным?
Восход и заход солнца создают оптический эффект. Лучи солнца освещают земную поверхность, окрашивая небосвод в разные краски. На рассвете мы видим больше нежные оттенки красного, желтого. На заходе преобладают красные и бордовые цвета.
Дело в том, что к вечеру поверхность земли прогревается, влажность уменьшается, и скорость потоков воздуха увеличивается. Разница цветовой гаммы зависит от местности:
- На равнинной местности закат будет не таким насыщенным.
- Вдоль берегового горизонта — ярче.
- А в северных широтах — красочнее, но не таким ярким.
Диск солнца находится далеко от горизонта. Лучи отражаются от поверхности. В западной части горизонта краски не такие яркие. Они оранжевые, красные или желтые.
Чем ближе к горизонту, тем больше красного цвета мы видим. По обе стороны от него проходит золотистая кромка. Над зарей виднеется сияние. С другой стороны земли на небосводе появляется голубоватый оттенок. Это тень Земли. Над ней сегмент небосвода окрашивается в пепельный цвет — Пояс Венеры. Возникает над горизонтом на уровне 10 до 20°.
Интересно! Красные лучи солнца самые длинные, их заметно даже на закате. Желтые и белые лучи самые короткие, поэтому их не видно, когда солнце заходит за горизонт.
Как влияет фаза луны?
Луна не всегда предстает в виде полного диска. Сначала она выглядит, как полумесяц, затем начинает увеличиваться. Когда она становится вновь полной, уменьшается. Этот процесс затрагивает несколько фаз, образуя цикл длинной в 29,5 суток:
- Первая фаза — площадь освещенного диска меньше половины всего диска луны.
- Вторая фаза — конец новолуния и переход к полнолунию.
- Третья фаза характеризуется появлением полного диска.
- Четвертая фаза — завершающая стадия полнолуния, переходящая в новолуние.
Восходы солнца и луны связаны между собой. Поверхность спутника отражает солнечный свет, показывая амплитуду движения вокруг Земли.
Расчет восхода и захода солнца
Чтобы посчитать, когда встает и садится солнце, физики-астрономы используют формулу с учетом склонения небесного светила. Значение широты можно узнать по карте мира, а высоту полюса — согласно географической широте (одно значение).
Например:
cos(t) = -(0.0148 + sin(f)*sin(d)) / (cos(f) * cos(d)),
(Video) Время восхода и захода солнца в г. Флорешты.
- где t — часовой угол,
- f — широта,
- d — склонение.
0.0148 (это синус 51') — вклад от рефракции и размера диска. Если бы его не было, формула была бы гораздо красивее, в правой части было бы: tg(f)*tg(d) *.
Итак, в предельном случае, когда день равен ночи во время солнцестояния, очевидно: t равен 6 часов (90°), cos(t) = 0. Получаем простое уравнение: sin(f)*sin(-23.5°) = -0.0148, откуда f = 2.1° (примерно). На этой широте 21 декабря день равен ночи, то есть 12 часам.
Сейчас график восхода и захода солнца можно узнать, скачав специальное приложение, обратившись к календарным источникам. В Интернете также доступны разные варианты подсчетов, упрощенные и развернутые, причем с учетом поправок, движения солнца и места нахождения человека. Восход и заход солнца — интересные явления, но и, помимо этого, в мире остается много загадок, научность которых разбивается о реалии восприятия информации.
Почему длина дня разная?
Когда на первых полосах «Тихого Дона» появилась информация о времени захода и восхода солнца, возникали вопросы у читателей. Например, почему долгота дня отличается от той, что заявлена в календарях?
Долгота дня — период между восходом и заходом солнца. Но не всегда можно посчитать даже примерное время этого процесса. Дело в том, что угол склонения светила имеет определенное значение. Он влияет на сезонные изменения в погоде, долготу дня. Восход и заход солнца определяет, сколько часов будет день, сколько — ночь. Зимой ночь длиннее, летом — день.
А вот географическая широта влияет на продолжительность светового дня. Чем дальше от экватора, тем меньше день зимой и больше — летом.
Вот простой пример:
Москва находится приблизительно на 55о с. ш. (северной широты), станица Вешенская — 49о с. ш., а Ростов-на-Дону — 47о с. ш. Долгота дня в зависимости от широты меняется так: в один и тот же день, 22 января, в Москве она составляет 8 ч. 01 мин., в ст.Вешенской — 8 ч. 54 мин., а в Ростове-на-Дону — 9 ч. 10 мин.
Летом все наоборот: в то время когда на юге России в конце июня долгота дня равна 15 часам, в Санкт-Петербурге она доходит до 18 часов, т.е. чем дальше на север, тем длиннее летний день.
Наибольшая долгота дня бывает в день летнего солнцестояния (приблизитеьно 22 июня), а наименьшая — в день зимнего солнцестояния (примерно 22 декабря).
По поводу календарей можно сказать одно: в них в основном печатают долготу дня для широты приблизительно 55-56о. Это широта Москвы. А в газете «Тихий Дон» указывается долгота дня именно для Вешенской. Поэтому цифры и разнятся.
Интересные факты: полярные дни, равноденствия, северное сияние
Кроме графика восхода и захода солнца, непостоянности движения световых лучей, есть много интересных фактов о небесных телах. Недавно астрономы решили показать, как выглядит Земля с луны. И вот, что получилось:
Восход Земли — привычное дело для гостей спутника луны. А знали ли вы, что:
- Марсоход Spirit запечатлел закат на Марсе. Он удивительно красив в сине-серых оттенках.
- Северное сияние бывает не только на Земле. На Юпитере оно будет окрашено в фиолетовый цвет.
- В Мурманске неизбежны полярные ночи. На Аляске за полярные дни вырастает около тонны крупных тыкв.
- Самая короткая полярная ночь длится 2 дня (на широте Северного полушария). Самая длинная — на Южном полюсе. Длится она почти полгода.
Все научные исследования, о которых известно человечеству, не покрывает даже 1 % знаний о космосе, планетах и их поведении во Вселенной. Какие еще тайны хранит Земля, как долго будет светить Солнце и сколько запасов энергии есть у нашей галактики?
FAQs
Как определить время восхода и захода Солнца? ›
Местное звездное время восхода и захода, согласно формуле (1.15), получается таким: sвосх = a — t. sзах = a + t. Затем можно вычислить моменты восхода и захода светила по местному среднему солнечному времени (см.
Как долго длится восход Солнца? ›Для наблюдателя на экваторе солнечный диск (от верхнего края до нижнего) поднимается примерно за 2 минуты.
Когда солнце начинает заходить позже? ›В течение зимы и весны дни становятся длиннее и закаты происходят позже каждый день до дня самого позднего захода солнца, который происходит после летнего солнцестояния. В северном полушарии самый поздний закат солнца происходит в конце июня или в начале июля, но не в день летнего солнцестояния (21 июня).
Когда будет самый ранний рассвет? ›Свердловчан ждёт самый ранний восход Солнца в году
После дня летнего солнцестояния продолжительность светового дня начнёт уменьшаться каждый день на несколько секунд, а затем минут. "21 июня в 2:43 по местному времени - летнее солнцестояние. В этот день Солнце поднимется выше всего над горизонтом.
Не стремясь к большой точности, можно применить следующее приближенное правило: летом Солнце восходит на северо-востоке и заходит на северо-западе, а зимой восход Солнца наблюдается на юго-востоке и заход на юго-западе.
Где находится восход солнца? ›Эти стороны света стандартизированы на международном уровне, поэтому они одинаковы для всех. Эти всемирно стандартизированные стороны света следующие: Север, Юг, Восток и Запад. Теоретически солнце встает на Востоке и заходит на Западе.
В чем разница между рассветом и восходом? ›Рассве́т — раннее утреннее время, предшествующее началу восхода солнца, а также постепенное изменение картины неба перед и во время восхода. Рассвет проявляется постепенным повышением освещённости окружающей среды за счёт приближающегося восхода (подъёма солнечного диска относительно линии горизонта).
Как называется время суток когда встает солнце? ›Утро - начинается с рассвета неба на его восточной части и восхода солнца из-за горизонта. День - движение солнца по небосклону с востока на запад. Вечер - заход солнца на западе неба и постепенно утихающие цвета заката. Ночь - темное время суток.
Как меняется точка восхода солнца? ›Со сменой времен года изменяется и направление на точку восхода Солнца. В день зимнего солнцестояния точки восхода и захода Солнца ближе всего к направлению на юг, а в день летнего солнцестояния они ближе всего к северу.
Сколько минут добавилось день с 22 декабря? ›По уточненным данным, 22 декабря день прибавится не на минуту, а только на 7 секунд. Однако процесс "роста" будет уже запущен и не остановится до Дня летнего солнцестояния. К Новому году продолжительность светового дня увеличится на 7 минут.
Когда день начинает идти на прибыль? ›
В 2021 году зимнее солнцестояние наступит 21 декабря в 15.59 по Всемирному времени (в 18:59 мск). Солнце, двигаясь по эклиптике, в этот момент достигнет самого удаленного положения от небесного экватора в сторону южного полюса мира. В северном полушарии планеты наступит астрономическая зима, а в южном полушарии – лето.
Какой самый короткий день в году? ›22 декабря – день зимнего солнцестояния. В этот день в северном полушарии самый короткий день и самая длинная ночь года, а Солнце над горизонтом поднимается ниже всего в году.
Когда рассвет в самый длинный день? ›22 июня нас ждет самый длинный день года. С точки зрения астрономии это событие характеризует начало настоящего лета. Это явление происходит, когда наклон вращения Земли в направлении на Солнце принимает наименьшее значение, равное 23, 4 градуса. То есть наша планета всем своим северным полушарием обращена к светилу.
Какой самый длинный день в году? ›21 июня - самый длинный день в году. Сегодня россиян ожидает до 18 часов света. Многие народы придают Дню летнего солнцестояния особое мистическое значение.
Где раньше всех встает Солнце? ›«Япония — страна восходящего Солнца», — так любят японцы говорить о себе.
Почему солнце восходит и заходит? ›Чем место дальше от экватора, тем дальше в летнее и зимнее время отодвигаются от востока и запада точки восхода и захода Солнца. Следствие этого — разница между продолжительностью дня и ночи летом и зимой тем больше, чем место ближе к полюсам.
Где мы наблюдаем закат Солнца? ›Почему восход на востоке, а закат на западе
Если рассматривать все в большем масштабе, то становится понятно, что Солнце статично, а это Земля вращается вокруг своей оси. Именно потому, что наша планета вращается против часовой стрелки, современные восток и запад находятся там, где они находятся.
Нужно запомнить, что в Северном полушарии солнце: летом восходит между севером и востоком, а заходит между севером и западом; зимой встаёт между югом и востоком, а заходит между западом и югом; осенью и весной встаёт между северо-востоком и юго-востоком, а заходит между северо-западом и юго-западом.
Как движется Солнце в течение дня? ›В течение суток Солнце движется параллельно горизонту. В дни равноденствий наступают полярные восходы или заходы Солнца. В дни солнцестояний высота Солнца достигает наибольших значений. Высота Солнца всегда равна его склонению.
Сколько длится световой день сегодня? ›Световой день: 15 ч. 40 мин.
Почему Солнце встает не на востоке? ›
Конечно же, нет! Точно в точке востока Солнце встает два раза в год, в дни весеннего и осеннего равноденствий, в эти же дни оно садится точно на западе, а долгота дня равна ровно половине суток - двенадцати часам. После весеннего равноденствия день начинает удлиняться, а точки восхода и захода смещаются к северу.
Как называется время до рассвета? ›Су́мерки — интервал времени, в течение которого Солнце находится под горизонтом, а естественная освещённость на Земле обеспечивается рассеиванием солнечного света в атмосфере и остаточным люминесцентным свечением самой атмосферы, вызываемым ионизирующими излучениями Солнца.
Как называется время между восходом и закатом солнца? ›Долгота дня — промежуток времени между восходом Солнца и его заходом, в течение которого хотя бы часть солнечного диска находится над горизонтом.
Чем отличается утренняя заря от вечерней? ›Заря́ — свечение неба перед восходом (утренняя заря) и после заката солнца (вечерняя заря), вызываемое отражением солнечных лучей от верхних слоёв атмосферы.
Где восход и закат Солнца? ›В русском языке Восток - он же восход, там где восходит солнце над горизонтом, а запад - где солнце садится, западает за горизонт, утопает в воде, прячется , исчезает за линией видимой нашими глазами.
Как меняется точка восхода Солнца? ›Со сменой времен года изменяется и направление на точку восхода Солнца. В день зимнего солнцестояния точки восхода и захода Солнца ближе всего к направлению на юг, а в день летнего солнцестояния они ближе всего к северу.
Где раньше всего восходит Солнце? ›Существует несколько версий того, кто же первым видит восход Солнца: «Япония — страна восходящего Солнца», — так любят японцы говорить о себе. Восходящее солнце на их флаге означает расцвет страны, подъём сознания на новый уровень.
Как движется Солнце в течение дня? ›В течение суток Солнце движется параллельно горизонту. В дни равноденствий наступают полярные восходы или заходы Солнца. В дни солнцестояний высота Солнца достигает наибольших значений. Высота Солнца всегда равна его склонению.