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 d_Ÿ в течение года изменяется в пределах от +23⁰36' до –23⁰36', два раза проходя через нуль.

Прямое восхождение Солнца a_Ÿ на протяжении года также постоянно изменяется от 0 до 360⁰ или от 0 до 24^h.

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 δ_Ÿ = 0 и прямое восхождение a_Ÿ = 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):
h _Ÿ = 90⁰ – φ + δ_Ÿ = 90⁰ – φ

Затем Солнце сдвинется по эклиптике ближе к точке E, т.е. δ_Ÿ > 0 и a_Ÿ > 0.

21-22 июня Солнце находится в точке E, его склонение максимально δ_Ÿ = 23⁰26', а прямое восхождение a_Ÿ = 6^h.
В полдень этого дня (летнего солнцестояния) Солнце поднимается на максимальную высоту над горизонтом:
h _Ÿ = 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. δ_Ÿ начнёт уменьшаться

Около 23 сентября Солнце придёт в точку d, его склонение δ_Ÿ = 0, прямое восхождение a_Ÿ = 12^h.
Этот день (начало астрономической осени) называется днём осеннего равноденствия.

22-23 декабря Солнце окажется в точке E', его склонение минимально δ_Ÿ = – 23⁰26', а прямое восхождение a_Ÿ = 18^h.

Максимальная высота над горизонтом: h _Ÿ = 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 24^h 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.