Вращение земли вокруг солнца и вокруг своей оси: почему происходит, период и направление вращения

Видимое солнечное время

Видимое Солнце — это истинное Солнце, как его видит наблюдатель на Земле. Кажущееся солнечное время или истинное солнечное время основано на видимом движении фактического солнце. Он основан на кажущийся солнечный день, интервал между двумя последовательными возвращениями Солнца в локальную меридиан. Солнечное время можно грубо измерить с помощью солнечные часы. Эквивалент на других планетах называется местное истинное солнечное время (LTST).

Продолжительность солнечных суток меняется в течение года, и накопленный эффект вызывает сезонные отклонения до 16 минут от среднего значения. Эффект имеет две основные причины. Во-первых, из-за эксцентриситета Орбита Земли, Земля движется быстрее, когда она находится ближе всего к Солнцу (перигелий ) и медленнее, когда он находится дальше всего от Солнца (афелий ) (видеть Законы движения планет Кеплера ). Во-вторых, из-за земного осевой наклон (известный как наклонность эклиптика ) годовое движение Солнца происходит по большой круг (в эклиптика ), наклоненного к земному небесный экватор. Когда Солнце пересекает экватор в обоих равноденствия, суточное смещение Солнца (относительно звезд фона) находится под углом к ​​экватору, поэтому проекция этого смещения на экватор меньше его средний на год; когда Солнце находится дальше всего от экватора в обоих солнцестояния, изменение положения Солнца от одного дня к другому происходит параллельно экватору, поэтому проекция этого смещения на экватор больше, чем в среднем за год (см. тропический год ). В июне и декабре, когда Солнце находится дальше всего от небесного экватора, данное смещение эклиптики соответствует большому смещению на экваторе. Таким образом, видимые солнечные дни в марте и сентябре короче, чем в июне или декабре.

Продолжительность видимого солнечного дня (1998 г.)

Дата	Продолжительность в среднем солнечном времени
11 февраля	24 часа
26 марта	24 часа — 18,1 секунды
14 мая	24 часа
19 июня	24 часа + 13,1 секунды
25/26 июля	24 часа
16 сентября	24 часа — 21,3 секунды
2/3 ноября	24 часа
22 декабря	24 часа + 29,9 секунды

Эта длина немного изменится через несколько лет и значительно изменится через тысячи лет.

Как можно увидеть солнечное затмение?

Увидеть полное затмение звезды можно будет лишь в том случае, когда человек окажется в полосе, по которой будет перемещаться тень Луны. Нередко бывает так, что как раз в это время небосвод затягивают тучи и расходятся не раньше, чем лунная тень покинет территорию.

спутник

В то же время вокруг скрытого спутником диска Солнца можно увидеть внешний слой солнечной атмосферы в виде короны, которая в обычное время невидна. Длится полное солнечное затмение недолго, около двух-трёх минут, после чего спутник, уходя влево, открывает правую сторону Светила – затмение заканчивается, гаснет корона, начинает быстро светлеть, звёзды исчезают.

Интересно, что самое продолжительное солнечное затмение длилось около семи минут (следующее явление, продолжительностью в семь с половиной минут будет лишь в 2186 году), а самое короткое было зафиксировано в Северном Атлантическом океане и длилось одну секунду.

Также за затмением можно наблюдать, пребывая в полутени неподалёку от полосы прохождения тени Луны (диаметр полутени составляет приблизительно 7 тыс. км). В это время спутник проходит мимо солнечного диска не по центру, а с краю, закрывая собой лишь часть звезды. Соответственно, небо темнеет не так сильно, как во время полного затмения, а звёзды не появляются.

Чем ближе к тени, тем больше закрыто Солнце: тогда как на границе между тенью и полутенью солнечный диск закрывается полностью, с внешней стороны спутник лишь частично касается звезды, поэтому явление вовсе не наблюдается.

Наблюдать за этим явлением можно потому, что спутник, минуя звезду, максимально отдалён от нашей планеты и, хотя его тень поверхности не касается, зрительно он проходит через середину солнечного диска. Так как диаметр Луны намного меньше диаметра звезды, полностью перекрыть его она не в состоянии.

Поскольку солнечные явления являют собой довольно необычные и интересные зрелища, не удивительно, что наблюдать за всеми фазами этого явления хотят практически все. Многие понимают, что смотреть на звезду, не защитив глаза, категорически нельзя: как говорят астрономы, невооружённым глазом на это явление можно посмотреть лишь два раза – вначале правым глазом, затем – левым.

А все, потому что лишь при одном взгляде на самую яркую звезду небосвода вполне можно будет остаться без зрения, повредив сетчатку глаза до слепоты, вызвав ожог, который, повредив колбочки и палочки, образовывает небольшое слепое пятно.

Решив понаблюдать за Солнцем в России или в любой другой точке земного шара, необходимо учитывать, что на него нельзя смотреть не только невооружённым глазом, но и через солнечные очки, СD-диски, цветную фотоплёнку, плёнку для рентгена, особенно заснятую, тонированное стекло, бинокль и даже телескоп, если в нём не предусмотрена специальная защита.

• Очками, разработанными за наблюдением этого явления и предусматривающие защиту от ультрафиолетовых лучей;
• Непроявленной чёрно-белой фотоплёнкой;
• Фото фильтром, который применяют для наблюдений за солнечным затмением;
• Сварочными очками, защита в которых не ниже «14».

Если нужных средств достать не получилось, а на удивительное явление природы посмотреть очень хочется, можно создать безопасный проектор: взять два листа картона белого цвета и булавку, после в одном из листов пробить иглой дырочку (при этом её не расширять, иначе можно будет увидеть лишь луч, но никак не затемнённое Солнце).

После этого второй картон нужно расположить напротив первого в противоположную от Солнца сторону, а сам наблюдатель должен повернуться спиной к звезде. Солнечный луч пройдёт сквозь дырочку и создаст проекцию солнечного затмения на другой картон.

Вступление

Орбита Земли вокруг Солнца, показывающая ее эксцентриситет

Высокий столб, вертикально закрепленный в земле, отбрасывает тень в любой солнечный день. В какой-то момент в течение дня тень будет указывать точно на север или юг (или исчезнет, ​​когда и если Солнце движется прямо над головой). Это мгновение местный очевидный полдень, или 12:00 местного кажущегося времени. Примерно через 24 часа тень снова будет указывать с севера на юг, и кажется, что Солнце покрыло дугу в 360 градусов вокруг оси Земли. Когда Солнце покрыло ровно 15 градусов (1/24 круга, оба угла измеряются в плоскости, перпендикулярной оси Земли), местное видимое время составляет ровно 13:00; еще через 15 градусов будет ровно 14:00.

Проблема в том, что в сентябре Солнцу требуется меньше времени (если судить по точным часам), чтобы совершить видимый оборот, чем в декабре; 24 «часа» солнечного времени могут быть на 21 секунду меньше или на 29 секунд больше, чем 24 часа часового времени. Это изменение количественно оценивается уравнение времени, и это связано с эксцентриситет орбиты Земли (т. е. орбита Земли не является идеально круговой, что означает, что расстояние Земля-Солнце меняется в течение года), и тот факт, что ось Земли не перпендикулярна плоскости ее орбиты (так называемый ).

Результатом этого является то, что часы работают с постоянной скоростью — например, совершение одинакового количества качаний маятника за каждый час — не может следовать за действительным Солнцем; вместо этого он следует за воображаемым «средним Солнцем», которое движется вдоль небесного экватора с постоянной скоростью, которая соответствует средней скорости реального Солнца в течение года. Это «среднее солнечное время», которое по-прежнему не является совершенно постоянным от одного столетия к другому, но достаточно близко для большинства целей. В настоящее время средний солнечный день составляет около 86400.002. SI секунд.

Два вида солнечного времени ( и ) относятся к трем видам отсчета времени, которые применялись астрономами до 1950-х годов. (Третий вид традиционного исчисления времени — звездное время, который основан на видимых движениях звезды кроме Солнца.) К 1950-м годам стало ясно, что скорость вращения Земли непостоянна, поэтому астрономы разработали эфемеридное время, шкала времени, основанная на положении тел Солнечной системы на их орбитах.

За сколько дней Солнце делает оборот вокруг оси?

Ответ на первую часть вопроса утвердительный – Солнце действительно вращается вокруг собственной оси, причем один полный оборот оно совершает за 25 земный дней, при этом скорость вращения Солнца около 7200 км/час, что приблизительно в 4 раза больше скорости вращения Земли. Ответ на вторую часть заслуживает более детального рассмотрения.

Пятна на Солнце – именно благодаря им нам известна скорость вращения Солнца вокруг своей оси и текущий наклон оси вращения светила

Вращение Солнца вокруг своей оси не похоже на вращение твердого тела, экваториальные области Солнца совершают полный оборот быстрее, чем средние широты, о чем мы заключаем из того факта, что перемещения солнечных пятен вблизи экватора заметно опережает пятна, расположенные ближе к полюсам. Схожая картина наблюдается и у планет-газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн.

Определить направление оси вращения Солнца достаточно просто. Если бы эта ось была перпендикулярна к плоскости земной орбиты, то казалось бы, что солнечные пятна движутся по диску Солнца все время вдоль прямых линий.

На самом же деле по прямой они движутся только около 6-го июня и 6-го декабря. В остальное время они движутся по кривым, причем максимум кривизны наступает в промежуточные даты 7 марта и 8 сентября. Кривизна этих путей невелика, но при точном измерении видно, что ось Солнца составляет примерно 7° с перпендикуляром к плоскости орбиты Земли.

Таким образом, с июня по декабрь нам виден северный полюс Солнца, а в течение второй половины года — южный.

Таким образом, основные сведения о вращении нашей домашней звезды можно получить одним лишь визуальным осмотром, наблюдая группы солнечных пятен на её поверхности.

Марсианское время

Аппарат, работающий в космосе, питается от солнечных батарей, которые накапливают заряд при дневном свете. Чтобы правильно проверить оборудование, нужно знать количество радиации, попадающей на поверхность в разное время суток. Эксперты знают, сколько длится марсианский день, и могут подсчитать количество произведенной энергии. Но из-за разницы в продолжительности дня им нужны особые рамки.

Программная синхронизация, в рамках которой работают вездеходы и их удаленные операторы, необходима, прежде всего, для комфорта человека. Когда в лаборатории НАСА наступает утро, а в Европе наступает вечер, непонятно, как определить, в каком часовом поясе находится Марс. Поэтому оборудование, устанавливаемое на марсоходах, ориентировано на расчет местного времени и того, сколько часов в сутках они находятся на Марсе.

Первоначальный обратный отсчет идет от нулевого меридиана, который проходит вдоль кратера Эйри-0. Это небольшой кратер, расположенный внутри более крупного, с координатами 5 ° 06′59,99 ″ ю.ш и 0 ° 00’00 ″ восточной долготы. Между прочим, Марс не разделен на часовые пояса. Посадочные модули в большинстве случаев работают по местному времени с учетом того, что сутки на Марсе длиннее земных часов в часах.

Люди продолжают исследовать Вселенную и пытаются найти способы комфортно жить в ней

Чтобы координировать деятельность множества людей из разных стран, работающих с инопланетными технологиями, важно знать продолжительность светового дня и марсианского солнца. Транспортные средства для скоростного спуска больше не будут привязаны к местному времени в точке приземления, когда станут возможны часовые пояса

Скорость обращения Земли вокруг Солнца

Всем известный принцип «Движение — это жизнь» особенно актуален на примере «жизни» Земли. Наша планета, как и все небесные тела, постоянно двигается. Без этого жить на ней было бы просто невозможно.

Земля одновременно обращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Как же так происходит? Чтобы представить этот сложный на первый взгляд процесс, нужно вспомнить движение волчка. Он оборачивается вокруг себя и одновременно передвигается по поверхности. Аналогично этому движется и Земля.

Без движения и с однобоким поворотом к солнечному светилу на одном участке была бы всегда высокая температура и все сгорело бы, превратилось в пар, а на другом — были бы сплошные ледники.

Солнце и Земля одновременно воздействуют друг на друга. Потому движение совершается по определенному маршруту — орбите. На это влияет сила притяжение Светила и скорость движения голубой планеты. Если бы это притяжение было чуть больше, а скорость Земли меньше, то последняя бы сошла с орбиты. Удивительная гармония и точность удивляет ученые умы.

Так какая же скорость обращения Земли вокруг Солнца? Этот показатель не постоянный из-за эллипсообразной орбиты нашей планеты. Средний показатель — 30 км в секунду или 107 тысяч км в час. Это умопомрачительная цифра, которую даже трудно представить. Тем не менее люди не ощущают этого сумасшедшего движения из-за того, что находятся в одной системе координат.

Как обозначают различные уровни освещения?

Когда вы покупаете деревья, кустарники, однолетние и многолетние цветы, овощи, комнатные растения или пакетики с семенами, их идеальные требования к солнечному свету почти всегда будут обозначены на этикетке. Независимо от того, однолетник это, многолетник или дерево, уровни освещенности определяются одинаково для всех видов растений. Начнем с основных определений:

• «Полное солнце» — 6 и более часов прямого солнечного света в день.
• «Частичное солнце» — от 4 до 6 часов прямого солнечного света в день, включая некоторое время послеполуденного солнца.
• «Полутень» — от 4 до 6 часов прямого солнечного света в день, в основном до полудня.
• «Полная тень» — менее 4 часов прямого солнечного света в день.

Обычно уровень освещенности можно найти на бирке к растению в виде условных обозначений. И хотя такие значки официально не стандартизированы, а зависят от дизайна, выбранного конкретным производителем, обычно не сложно догадаться об их значении.

Чаще всего открытый круг или контур солнца (иногда залитый желтым цветом) означает «полное солнце». Полностью черный круг означает «тень». Значок, который наполовину затемнен, может означать частичное солнце или частичную тень, в зависимости от контекста.

На некоторых упаковках можно увидеть сразу несколько условных обозначений (например, контур солнца и рядом с ним кружок, закрашенный наполовину), что может обозначать — растение может легко приспосабливаться к различным условиям, например, от полного солнца до частичного солнца.

Далее разберем уровни освещенности более подробно.

«Полная тень»

Термин «полная тень» не означает отсутствие солнца. Полной тенью считается место, получающее не менее четырех часов прямого солнечного света в день и рассеянный солнечный свет в остальную часть дня. Желательно, чтобы прямые солнечные лучи приходили в более прохладные утренние часы или ближе к вечеру.

Обратите внимание, что полная тень — это не нулевое количество часов прямого солнечного света, ведь в подобном случае это будет уже густая тень, самый темный из всех уровней освещенности, при котором могут выжить лишь немногие растения. Полная тень — это не нулевое количество часов прямого солнечного света

Полная тень — это не нулевое количество часов прямого солнечного света

Значение Солнца для жизни на Земле

Огромное значение Солнца для жизни на Земле трудно оценить полноценно. Человечество каждый день пользуется этими благами, живет среди природных, биологических условий, которые возможны исключительно благодаря солнечной энергии.

Важность Светила можно условно подразделить на несколько подпунктов:

1. Благодаря воздействию солнечной энергии на газообразную атмосферу Земли человечество может наблюдать и ощущать разные природные явления: ветер, туман, дождь. В том числе и не очень благоприятные: ураганы, смерчи и т.д.
2. Без Солнца не будут «жить» растения, а без растений невозможно переработка углекислого газа в кислород.
3. Без растений и оптимальных климатических условий погибнут животные. Человеку также не выжить без Солнца. Он попросту замерзнет, как и все живое на нашей планете.

Какая будет Земля без Солнца? Холодной, темной, неживой. Именно поэтому ученые пытаются найти альтернативный источник энергии, чтобы в случае затухания Светила можно было заменить его на какой — то другой вариант. Пока эти попытки тщетны.

Линия перемены дат

Это условная линия на земной поверхности. По разные ее стороны местное время, за некоторыми исключениями, отличается на сутки. Из-за сдвига часовых поясов разница может составлять от 1 до 4 часов. Линия всегда проходит по морю, кроме Антарктиды.

Международная линия перемены дат

На восток от линии сутки уже начались новые сутки, а на запад от нее – уже закончились. Интересно, что на островах Лайн установлено время, на 14 часов опережающее гринвичское. Их жители первыми на планете встречают новый день. Время островов Лайн на сутки опережает гавайское, которое отстает от гринвичского на 10 часов.

Что такое восход

Как только не называют период появления верхнего края солнечного диска: рождение, начало нового дня, утренний рассвет. Астрономы считают восходом полное прохождение светила через линию горизонта. Наличие атмосферы влияет на время начала явления, причина – атмосферная рефракция (преломление лучей в слоях атмосферы). За счет этого земной наблюдатель видит восход раньше реального момента, а отдельно взятые территории получают солнечный день дольше:

• в экваториальных широтах на 10 мин;
• в умеренных до получаса.

К сведению! В полярных областях переход полярной ночи в полярный день длится около 2 суток.

«Полное солнце»

Место считается полностью солнечным, если растение будет получать от 6 до 8 часов прямого солнечного света, в основном с 10 до 16 часов.

Такие условия можно наблюдать, если вы живете в недавно построенном доме, где на участке только молодые саженцы или деревьев нет вообще. В вашем саду практически может не быть тени в течение дня (исключая тень от дома и забора). Или же ваше крыльцо выходит на юг, и ничто не заслоняет солнце с утра до вечера.

Растения, которые предпочитают полное солнце, безусловно, самая большая группа. Подавляющему большинству цветущих однолетних и многолетних растений необходимо полное солнце при условии своевременного полива. Огороды также, как правило, лучше всего размещать в самом солнечном месте, ведь большинство овощей, таких как помидоры, перец и капуста, требуют, как минимум, восемь часов солнечного света в день.

При этом «полное солнце» — это не совсем однозначный уровень освещенности, ведь хотя растениям требуется полное солнце, чтобы зацвести, некоторые культуры, даже будучи очень светолюбивыми, не могут выдержать сильную жару и сухие условия, которые часто сопровождаются весьма большим количеством солнечного света. Поэтому к светолюбивым растениям всегда следует проявлять индивидуальный подход. Например, очитки и другие суккуленты будут прекрасно себя чувствовать на солнцепеке с утра до вечера, а многие другие растения, такие как розы, хотя и относятся к светолюбивым, могут испытывать от этого постоянный стресс.

Один из способов помочь светолюбивым, но чувствительным растениям — разместить их там, где они получают большую часть солнечного света утром и во второй половине дня, когда температура может быть ниже. Если растения, требующие полного солнца, получают, как минимум, шесть-восемь часов прямого солнечного света, то они смогут хорошо развиваться.

Конечно, также существует много растений, которые будут расти на солнце, где прямой солнечный свет поступает более шести-восьми часов в день. Они хорошо подходят для выращивания в засушливых условиях. Независимо от типа светолюбивых растений, слой мульчи 5-10 сантиметров поможет сохранить влажность почвы и сохранить корни от перегрева, что хорошо скажется на общем состоянии растения.

Растения, которые предпочитают полное солнце, безусловно, самая большая группа. hgtv

Движение Земли вокруг Солнца

Движение Земли вокруг Солнца происходит не по кругу, а по эллипсу, при этом Земля то приближается к Солнцу, то удаляется от него. В тот момент, когда в северном полушарии наступает лето, Земля находится на максимальном расстоянии от Солнца, а зимой приближается к нему.

Из-за этого солнечные сутки, то есть время между двумя солнечными полуднями, в течение года меняется. Вблизи Солнца солнечные сутки удлиняются, а вдали — сокращаются.

На этот эффект накладывается другой эффект, связанный с наклоном оси вращения Земного шара.

В результате получается интересная картина. Если человек, находясь в одной точке на земной поверхности (для примера возьмем средние широты северного полушария), ежедневно в течение года в 12:00 будет отмечать положение Солнца на небесной сфере, то у него вместо ожидаемой вертикальной линии (в летний период Солнце будет выше, зимой — ниже) получится вытянутая восьмерка. Это значит, что Солнце в полдень, определенный по часам, может находиться то слева, то справа от направления на юг. Величину этих отклонений в любой день года можно узнать по так называемому уравнению времени, которое для удобства сводят в таблицу или изображают в виде графика.

Если не учитывать этот эффект, то при ориентировании в высоких широтах можно получить ошибку около четырех градусов, а в тропических — все десять и более.

Орбита Марса

Момент максимального приближения Марса к Земле называется противостоянием, явление, при котором планета располагается в противоположном Солнцу направлении.

• Противостояния происходят раз в 26 месяцев на разных точках земной и марсианской орбит.
• Каждые 15 лет Марс приближается к точке перигеля – отметки максимального сближения Красной планеты с Солнцем.
• Явление называется «Великое противостояние».
• Планета достигает максимальной яркости и максимального углового размера.
• Сколько времени идет свет от Солнца до Марса: 12 минут со скоростью света.

1. Минимальное расстояние (перигель) до Солнца равняется 1,52 световым годам или 55,67 млн.км.
2. Наибольшее расстояние или в афелии равняется 401 млн км.
3. В среднем, Солнце и Марс разделяют 228 млн.км., или 1,52 световых лет.

Где находится Солнце в полдень

Привычно считать, что в 12 часов дня оно показывает южное направление, что помогает в Утверждение лежит в основе ориентирования, однако годятся лишь для приблизительного определения местонахождения.

Солнце в полдень

Ведь существуют факторы, влияющие на местонахождение светила, подтверждающие, что место Солнца в полдень не всегда на юге:

1. Долгота местности. Астрономический (истинный) полдень не всегда совпадает с официальным, принятым в конкретной точке. Привычно считают 12 часов экватором дня, и упускают из вида, что Солнце еще не прошло через зенит (самую высокую отметку в траектории движения). Наблюдая с земной поверхности, видят восход всегда на востоке, не имеет значения, северное полушарие или южное. Два человека, которые находятся на разной географической долготе, увидят светило в зените в разное время: сначала тот, кто находится восточнее, затем тот, кто наблюдает на западе.
2. Переход стран на летнее (зимнее) время. Ошибка путешественника, который не учел этого нюанса, приводит к тому, что, находясь в средних широтах, отклонение может быть в районе 30⁰, а в тропических странах больше. Это очень серьезный фактор: сбившись на 1⁰, путник уходит в сторону от нужного маршрута. Это отклонение составляет 20 м на каждый пройденный километр пути.
3. Как движется Земля вокруг Солнца. Астрономический путь зеленой планеты – не круг, а эллипс. При этом она приближается и отдаляется. Чем ближе, тем длиннее сутки и наоборот. Поэтому солнечные сутки (период от одного солнечного полудня к другому) имеют различную продолжительность. При этом нужно помнить, что Земля наклонена относительно оси вращения. Интересно: в средних широтах северного полушария, отмечая каждый день точкой местонахождения солнца в 12:00, не получают прямой линии. Отметки по часам выстраиваются вытянутую цифру «8», отображая нахождение светила то с южной, то с северной стороны. Если не учитывать этих отклонений, в средних широтах можно получить погрешность в направлении 4⁰, в тропиках 10 и больше.
4. На местонахождение солнечного диска влияет географическая широта.

	Солнце в зените	Дни солнцестояний, солнце в полдень
Средние широты Ю/полушария	Юг	Лето – на севере
Верхняя граница тропиков С/полушария	Юг	Лето – строго над головой
Нижняя граница тропиков Ю/полушария	Север	Зима – строго над головой
Экватор	Юг (с осеннего по весеннее равноденствие) Север (с весеннего по осеннее равноденствие)	Лето, зима – строго над головой

Выходит, там, где тропические зоны переходят в умеренные, зенит (когда солнце не дает тени) бывает раз в год. Ближе к экватору это явление наблюдают 2 раза.

Пару десятилетий назад ученые методом постоянной работы с данными вычисляли время захода и восхода. Современные технологии рассчитывают эти показания намного проще. При помощи специальных приложений путем внесения данных с географическими координатами местности и даты узнают точное время, когда из-за линии горизонта покажется небесное светило, когда оно будет в зените, когда зайдет за горизонт. Также существуют таблицы, показывающие смещение светила на разных широтах за год. Азимуты отсчитываются от крайней точки севера:

Таблица опровергает ошибочное суждение о восходе и закате.