Ход солнца по небу в течение дня


Хочу поделиться с вами небольшим, но полезным проектиком, разработанным мной на досуге — солнечным калькулятором SunCalc.

Ход солнца по небу в течение дня

SunCalc показывает на карте для выбранного места и даты траекторию движения солнца и фазы освещённости в течении суток (и еще пару приятных мелочей).

Идея его появилась после того, как мне понадобилось найти в Крыму хорошее место для съёмки кадра солнца, уходящего в море на закате (для клипа, снимали в итоге вот здесь) — оказалось, что все существующие средства для этого сильно устарели. Захотелось создать своё, сделав его самым лучшим, каким только можно себе представить, нашёл хорошую страницу с кучей астрономических формул, взялся за разработку по свободным вечерам и вот результат.

Возможности

  • рисует на карте красивый векторный график с положением солнца на рассвете, закате и в выбранное время (жёлтая, оранжевая и красная линия), проекцией траектории солнца (оранжевая дуга) и ее разбросом в течении года (жёлтая область вокруг нее); чем ближе точка на графике к центру круга, тем выше в этот момент солнце над горизонтом

  • по наведении мышкой на линию заката/рассвета показывает соответствующий разброс положений
  • показывает освещённость (темнота, сумерки, дневной свет) цветом на слайдере времени
  • можно посмотреть время не только рассвета и заката, но и 3-х типов сумерек (гражданские, навигационные, астрономические) и полной темноты
  • показывает ссылку на недельный прогноз погоды (облачность, осадки, туман) в выбранном месте
  • умеет определять местоположение (кликните по соответствующему полю -> Detect my location)
  • местоположение также можно выбирать поиском, автоопределением, кликом по карте или перетаскиванием маркера
  • работают пермалинки на конкретное место/время и back/forward в браузере

Для чего эго можно использовать

Во-первых, в чисто бытовых ситуациях. До скольки мне нужно выехать из леса, пока еще хоть что-то видно, если я до сих пор не купил на велик фару? До скольки я смогу вечером загорать перед тем, как пляж накроет тень от скалы справа? В какое время уже не будет слепить прямо в глаза солнце, когда выйду поиграть в футбол на площадку под домом? Какая у квартиры, которую я собираюсь снять, освещённость в течении года? Уже самому не раз пригодилось в подобного рода вопросах.

Во-вторых, любителям фотографии! Включая меня. Часто бывает важно знать, например, когда и сколько длятся сумерки (для ночных пейзажей), в какую сторону садится или откуда восходит солнце (чтобы выбрать удачный ракурс), какое время выбрать для фотосессии какого-то объекта так, чтобы не пришлось фотографировать против солнца или он не попал полностью в тень соседнего здания, и т.д.


В-третьих, для общего образования и удовлетворения природной любознательности. Почему в Австралии зимой жарче, чем летом? Что на самом деле такое белые ночи и в каких городах и когда они наблюдаются? Что насчёт полярного дня и ночи? Как меняется траектория солнца от севера к югу? Сколько минут идёт рассвет от Москвы до Киева? И т.д.

Немного деталей реализации

  • весь код приложения выполняется на стороне браузера
  • для карты и поиска используется Google Maps API v3
  • для векторной графики на карте — библиотека Raphaёl
  • для определения местоположения — W3C Geolocation API, Google Gears или Google IP Geolocation
  • используется jQuery и несколько компонентов jQuery UI (Slider для времени, Datepicker для даты и Dialog для окошка приветствия)
  • для deep linking и ajax history используется плагин jQuery Address
  • между сессиями состояние сохраняется в печеньках
  • для прогноза погоды на удивление самым подходящим оказался Wolfram Alpha
  • для идей по улучшению заведена страничка на сервисе UserIdea/Reformal (который уже освещался его авторами на Хабре)

Что планируется в будущем

  • сделать мобильную версию для браузеров iPhone и Android
  • добавить опцию отображения времени в локальном часовом поясе
  • добавить слайдер для дней года, аналогичный слайдеру времени
  • подчистить и выложить на гитхабе вычислительную часть кода
  • написать для Хабра хорошую статью о нюансах разработки подобного приложения

Надеюсь, полезное применение этого маленького сервиса найдёте и вы. Буду очень рад впечатлениям и замечаниям в комментариях. Оставлять идеи или голосовать за уже высказанные также можно тут. Спасибо!

update: извините за проблемы с хостингом, проект временно переехал на другой сервер — теперь вроде всё хорошо.

Источник: habr.com

Ход солнца по небу в течение дня Движение Солнца по эклиптике

Допустим, что можно остановить вращение Земли и наблюдать только смещение Солнца относительно звезд. Систематически наблюдая в одно и то же вечернее время за положением ярких звезд и созвездий в западной части неба, следует убедиться в том, что с каждым днем созвездия заходят все раньше и раньше, т.е. перемещаются навстречу Солнцу. Таким образом, исчезают для наблюдений те созвездия, в которые входит Солнце, и наоборот, утром становятся видимыми те, с которых сходит Солнце. Эти созвездия все раньше восходят в восточной части неба.


Но Солнце перемещается не только в плоскости небесного экватора (изменяется прямое восхождение — alfa), но и в перпендикулярном направлении (изменяется склонение — delta). В этом можно убедиться, пронаблюдав высоту Солнца в полдень в разное время года.

Звезды, имеющие постоянное склонение, кульминируют всегда на одной и той же высоте, Солнце же в летнее время в полдень поднимается высоко над горизонтом, а зимой проходит низко, что отражается и на продолжительности дня и на количестве получаемой теплоты. Следовательно, Солнце летом отклоняется от плоскости небесного экватора в одну сторону, к северному полюсу, а летом — в другую, к южному полюсу.

Точно в плоскости экватора Солнце находится в дни осеннего и весеннего равноденствий, когда продолжительность дня равна продолжительности ночи. Измерениями простейшими угломерными приспособлениями или по тени от гномона (вертикального шеста) можно определить высоту Солнца в полдень летом — hs, а также зимой — hw. Из связи астрономических системы координат с широтой местности известно, что высота светила в верхней кульминации h равна:

h = 90 — fi + delta,

где: fi — широта данного места, delta — склонение, угловое расстояние светила от небесного экватора.

Поскольку широта местности не меняется, из изменений высоты Солнца следует, что меняется его склонение. Широту местности приближенно для данного населенного пункта можно определить по географической карте (для Ростова 47° 13″ ), тогда по измерениям высоты h можно найти, что летом максимальное удаление от небесного экватора составляет +23.5°, а в зимнее время равно -23.5°. Также можно установить, что на небесном экваторе Солнце находится 21 марта и 23 сентября, в эти дни склонение Солнца равно 0°.


Таким образом, на звездной карте можно прочертить годичный путь Солнца относительно звезд, который представляет собой большой круг, наклоненный к экватору под углом в 23.5°, называемый эклиптикой. Созвездия, по которым проходит эклиптика, называются зодиакальными. В настоящее время выделено 12 таких созвездий ( Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей ) и считается, что в течение месяца Солнце находится в каждом таком созвездии, примерно в 20-х числах переходя из одного созвездия в другое. Отсюда следует, что зодиакальное созвездие, в котором в данное время находится Солнце, не может быть наблюдаемо, так как оно выходит и заходит вместе с ярким диском Солнца, но зато в полночь хорошо наблюдаются противоположные созвездия, в которых Солнце находилось 6 месяцев назад.

Различают хорошо наблюдаемые зимние зодиакальные созвездия такие, как Телец, Близнецы, Рак, Лев и летние — Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог. Следует помнить, что годичное перемещение Солнца относительно звезд является в действительности результатом движения Земли вокруг Солнца.


Источник: www.AstroNews.ru

Солнце так же, как и другие звёзды, описывает свой путь по небесной сфере. Находясь в средних широтах, мы можем каждое утро наблюдать за тем, как оно появляется из-за горизонта в восточной части неба. Затем постепенно поднимается над горизонтом и, наконец, в полдень достигает наивысшего положения на небе. После этого Солнце постепенно опускается, приближаясь к горизонту, и заходит в западной части неба.

Ещё в глубокой древности люди, наблюдавшие за перемещением Солнца по небу, обнаружили, что его полуденная высота меняется с течением года, как меняется и вид звёздного неба.

Если в течение года ежедневно отмечать положение Солнце на небесной сфере в момент его кульминации (то есть указывать его склонение и прямое восхождение), то мы получим большой круг, представляющий проекцию видимого пути центра солнечного диска в течение года. Этот круг древними греками был назван эклиптикой, что переводится, как ‘затмение’.

Конечно же, перемещение Солнца на фоне звёзд — это кажущееся явление. И вызвано оно вращением Земли вокруг Солнца. То есть, по сути, в плоскости эклиптики лежит путь Земли вокруг Солнца — её орбита.

Мы уже с вами говорили о том, что эклиптика пересекает небесный экватор в двух точках: в точке весеннего равноденствия (точка овна) и в точке осеннего равноденствия (точка весов).


Ход солнца по небу в течение дня

Кроме точек равноденствия, на эклиптике выделяют ещё две промежуточные точки, в которых склонение Солнца бывает наибольшим и наименьшим. Эти точки получили название точек солнцестояния. В точке летнего солнцестояния (она ещё называется точкой рака) Солнце имеет максимальное склонение — +23о 26’. В точке зимнего солнцестояния (точка козерога) склонение Солнца минимально и составляет –23о 26’.

Созвездия, по которым проходит эклиптика получили названия эклиптические.

Ещё в Древней Месопота́мии было замечено, что Солнце, при своём видимом годовом движении проходит через 12 созвездий: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей и Рыбы.

Ход солнца по небу в течение дня

Позже, древние греки назвали этот пояс Поясом Зодиака. Дословно это переводится, как «круг из животных». И действительно, если посмотреть на названия зодиакальных созвездий, то несложно увидеть, что их половина в классическом греческом зодиаке представлена в виде животных (помимо мифологических существ).


Изначально эклиптические знаки зодиака совпадали с зодиакальными, так как ещё не было чёткого разделения созвездий. Начало отсчёта знаков зодиака было установлено от точки весеннего равноденствия. А зодиакальные созвездия делили эклиптику на 12 равных частей.

Сейчас же зодиакальные и эклиптические созвездия не совпадают: зодиакальных созвездий 12, а эклиптических — 13 (в них добавлено созвездие Змееносца, в котором Солнце находится с 30 ноября по 17 декабря. Помимо этого, из-за прецессии земной оси, точки весеннего и осеннего равноденствий постоянно смещается.

Ход солнца по небу в течение дня

Прецессия (или предварение равноденствий) — это явление, возникающее из-за медленного раскачивания оси вращения земного шара. В этом цикле созвездия идут в обратную сторону, по сравнение с обычным годичным циклом. При этом получается, что точка весеннего равноденствия примерно каждые 2150 лет смещается на один знак зодиака по ходу часовой стрелки. Так с 4300 года по 2150 год до нашей эры эта точка располагалась в созвездии Тельца (эра Тельца), с 2150 года до нашей эры по 1 год нашей эры — в созвездии овна. Соответственно, сейчас, точка весеннего равноденствия находится в Рыбах.

Как мы уже упоминали, за начало движение Солнца по эклиптике принимается день весеннего равноденствия (около 21 марта).


точная параллель Солнца под влиянием его годового движения непрерывно смещается на шаг склонения. Поэтому общее движение Солнца на небе происходит как бы по спирали, которая является результатом сложения суточного и годового движения. Итак, двигаясь по спирали, Солнце увеличивает своё склонение примерно на 15 минут в сутки. При этом продолжительность светового дня в Северном полушарии растёт, а в Южном — убывает. Это увеличение будет происходить до тех пор, пока склонение Солнца не достигнет +23о 26’, что произойдёт примерно 22 июня, в день летнего солнцестояния. Название «солнцестояние» связано с тем, что в это время (примерно 4 дня) Солнце практически не изменяет своего склонения (то есть как бы «стоит»).

Ход солнца по небу в течение дня

После солнцестояния следует уменьшение склонения Солнца и длинный день начинает постепенно убывать до тех пор, пока день и ночь не сравняются (то есть примерно до 23 сентября).

После прохождения точки осеннего равноденствия, Солнце меняет своё склонение на южное. В Северном полушарии день продолжает убывать, а в Южном, наоборот, возрастает. И это будет продолжаться до тех пор, пока Солнце не достигнет точки зимнего солнцестояния (примерно до 22 декабря). Здесь Солнце опять примерно 4 дня практически не будет изменять своего склонения. В это время в Северном полушарии наблюдаются самые короткие дни и самые длинные ночи. В Южном наоборот, в разгаре лето и самый длинный день.


Через 4 дня, для наблюдателя в Северном полушарии, склонение Солнца начнёт постепенно увеличиваться и, примерно, через три месяца светило опять придёт в точку весеннего равноденствия.

Теперь давайте переместимся на Северный полюс. Здесь суточное движение Солнца практически параллельно горизонту. Поэтому в течение полугода Солнце не заходит, описывая круги над горизонтом — наблюдается полярный день.

Через полгода склонение Солнца поменяет свой знак на минус, на Северном полюсе начнётся полярная ночь. Она также будет длиться около полугода.

Ход солнца по небу в течение дня

Переместимся на экватор. Здесь наше Солнце, как и все другие светила, восходит и заходит перпендикулярно плоскости истинного горизонта. Поэтому на экваторе день всегда равен ночи.

Ход солнца по небу в течение дня

Теперь давайте обратимся к карте звёздного неба и немного поработаем с ней. Итак, мы уже знаем, что карта звёздного неба представляет собой проекцию небесной сферы на плоскость с нанесёнными на неё объектами в экваториальной системе координат. Напомним, что в центре карты располагается северный полюс мира. Рядом с ним Полярная звезда. Сетка экваториальных координат представлена на карте радиально расходящимися от центра лучами и концентрическими окружностями. На краю карты, возле каждого луча, написаны числа, обозначающие прямое восхождение (от нуля до двадцати трёх часов).

Ход солнца по небу в течение дня

Склонение отсчитывается по этим лучам от окружности, которая изображает небесный экватор и имеет обозначение ноль градусов.

Для того, чтобы по карте звёздного неба определять вид неба в любое время суток выбранной даты года, к ней прилагается накладной круг, внутри которого начерчены оцифрованные пересекающиеся овалы, а по наружному краю круга нанесена шкала с делениями, которые соответствуют часам суток.

Ход солнца по небу в течение дня

В накладном круге делается вырез по тому овалу, который является наиболее близким к широте места наблюдения. Полученный контур выреза будет представлять собой горизонт с основными его точками: севера, юга, запада и востока.

Для определения вида звёздного неба в конкретный момент времени на интересующую нас дату, необходимо совместить накладной круг и карту так, чтобы штрих момента времени совпал со штрихом этой даты. Тогда в отверстие накладного круга вы увидите звёздное небо на нужный вам день и час.

На контуре выреза, между его точками Ю, В и С, расположатся звезды, которые восходят в этот момент, а между точками Ю, 3 и С — звезды, которые заходят. Те звёзды, которые закрыл накладной круг, будут не видны.

Ход солнца по небу в течение дня

Однако с помощью подвижной карты можно определять не только моменты восхода и захода звёзд, но и других светил, в том числе, и Солнца.

Как мы говорили, видимый годовой путь Солнца среди звёзд называется эклиптикой. На карте она представлена овалом, который несколько смещён относительно Северного полюса мира. Точки пересечения эклиптики с небесным экватором называются точками весеннего и осеннего равноденствия (они обозначены символами овна и весов). Две другие точки — точки летнего и зимнего солнцестояний — на нашей карте обозначены кружочком и ромбиком соответственно.

Чтобы можно было определять время восхода и захода Солнца или планет, необходимо предварительно нанести их положение на карту. Для Солнца это не составляет большого труда: достаточно приложить линейку к Северному полюсу мира и штриху заданной даты. Точка пересечения линейки с эклиптикой покажет положение Солнца на эту дату.

Теперь давайте с помощью подвижной карты звёздного неба определим экваториальные координаты Солнца, например, на 18 октября. А также найдём примерное время его восхода и захода на эту дату.

Ход солнца по небу в течение дня

Источник: videouroki.net

Движение Солнца в небе

Знаете ли вы, что Солнце не повторяет один и тот же путь каждый день? Это происходит потому, что ось вращения нашей планеты наклонена под углом 23,5 градуса по сравнению с плоскостью вращения. На самом деле, это не звезда движется по небосводу, а движение планеты вокруг нашего светила, приводит к тому что мы видим как оно перемещается.

В течение лета, в северном полушарии, Земля наклонена в сторону Солнца, и лучи освещают поверхность более интенсивно.

А потом, в течение зимы, в северном полушарии, происходит все наоборот. Лучи падают на землю под гораздо более крутым углом.

Путь нашей звезды меняется по мере изменения сезонов, от лета к зиме. Зимой оно проходит самый низкий путь по небу. Каждый день после зимнего солнцестояния, его путь становится немного выше.

В день весеннего равноденствия, продолжительность дня и ночи одинакова. Именно в день летнего солнцестояния, оно достигает своей высшей точки в небе, и затем движется высоко над горизонтом в небе, в течение длительного периода времени.

Вот почему летом день длиннее. Скорость движения Земли вокруг Солнца астрономом известна с очень высокой точностью и равна 30 км/секунду. Ученые могут составлять календари на многие десятки и тысячи лет вперед.

Что такое Аналемма

Если снимаете изображения Солнца в одной и той же точке каждый день, в течение всего года, вы увидите, что оно образует фигуру похожую на цифру 8. Астрономы называют эту фигуру аналеммой, есть много красивых фотографий аналемм, сделанных из разных уголков Земли.

Источник: SpaceGid.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.