2.9. Изменение экваториальных координат Солнца

Изменение экваториальных координат Солнца при его движении по эклиптике происходит следующим образом. Когда Солнце находится в точке весеннего равноденствия (см. 2.8), его прямое восхождение и склонение равны нулю. Затем с каждым днем прямое восхождение и склонение Солнца увеличиваются, и когда Солнце придет в точку летнего солнцестояния, его прямое восхождение станет равным 90° или 6h, а склонение достигает максимального значения + 23°27'. После этого склонение Солнца начинает уменьшаться, а прямое восхождение по-прежнему растет. Когда Солнце придет в точку осеннего равноденствия, его прямое восхождение = 180° или 12h, а склонение =0°. Далее, прямое восхождение Солнца, продолжая увеличиваться, в точке зимнего солнцестояния становится равным 270° или 18h, а склонение достигает своего минимального значения — 23° 27'. После этого склонение Солнца начинает расти, и когда Солнце придет в точку весеннего равноденствия, его склонение снова становится равным нулю, а прямое восхождение, достигнув значения 360° или 24h, обращается в нуль.

Эти изменения экваториальных координат Солнца в течение года происходят неравномерно

Движение Земли вокруг Солнца происходит в том же направлении, что и вращение Земли вокруг оси, и неравномерно. При этом ось вращения Земли всегда наклонена к плоскости орбиты Земли под углом 66° 33'. Поэтому нам и кажется, что Солнце так же неравномерно перемещается по небесному своду среди звезд, так же с запада на восток, но по окружности (эклиптике), плоскость которой наклонена к плоскости небесного (и земного) экватора под углом 23°27' =90°— 66°33'.

Когда Солнце находится в точке весеннего равноденствия (= 0), то оно на всех географических широтах земной поверхности восходит в точке востока Е и заходит в точке западаW (2.7). Полуденная высота Солнца в день весеннего равноденствия на данной северной широте согласно формуле (2.5)

h¤ = 90° — .

Когда Солнце находится в точке летнего солнцестояния (= +23°27'), то оно восходит на данной северной широтена северо-востоке, а заходит на северо-западе. В день летнего солнцестояния полуденная высота Солнца на данной северной широтедостигает максимального значения

h_max = 90° — + 23° 27’

2.10. Суточное движение Солнца на разных широтах

а) Для наблюдателя на северном полюсе Земли (= + 90°) незаходящими светилами являются те, у которых0, а невосходящими те, у которых< 0 (см. рис. 10).

б) Для наблюдателя на северном полярном круге (= + 66°33') незаходящими являются светила с+ 23° 27', а невосходящими — с< — 23° 27'. Следовательно, на северном полярном круге Солнце не заходит в день летнего солнцестояния (в полночь центр Солнца только касается горизонта в точке севераN) и не восходит в день зимнего солнцестояния (в полдень центр солнечного диска только коснется горизонта в точке юга S, а затем снова опустится под горизонт). В остальные дни года Солнце на этой широте восходит и заходит. При этом максимальной высоты в полдень оно достигает в день летнего солнцестояния (hmax = + 46° 54’), а в день зимнего солнцестояния его полуденная высота минимальна (hmin = 0°). На южном полярном круге (= — 66° 33') Солнце не заходит в день зимнего солнцестояния и не восходит в день летнего солнцестояния.

в) Для наблюдателя на северном тропике (= + 23° 27') Солнце всегда является восходящим и заходящим светилом. В день летнего солнцестояния оно в полдень достигает максимальной высотыhmax = + 90°, т.е. проходит через зенит. В остальные дни года Солнце в полдень кульминирует к югу от зенита. В день зимнего солнцестояния его минимальная полуденная высота hmin = + 43° 06'.

г) Для наблюдателя на экваторе Земли (= 0) все светила, в том числе и Солнце, являются восходящими и заходящими. При этом 12 часов они находятся над горизонтом,a 12 часов — под горизонтом. Следовательно, на экваторе продолжительность дня всегда равна продолжительности ночи. Два раза в году Солнце в полдень проходит в зените (21 марта и 23 сентября).