§ 52. Ang maliwanag na taunang paggalaw ng Araw at ang paliwanag nito

Ang pagmamasid sa pang-araw-araw na paggalaw ng Araw sa buong taon, madaling mapansin ng isang tao ang ilang mga tampok sa paggalaw nito na naiiba sa pang-araw-araw na paggalaw ng mga bituin. Ang pinaka-katangian sa kanila ay ang mga sumusunod.

1. Ang lugar ng pagsikat at paglubog ng araw, at dahil dito, nagbabago ang azimuth nito araw-araw. Simula sa Marso 21 (kapag ang Araw ay sumisikat sa silangang punto at lumulubog sa kanlurang punto) hanggang Setyembre 23, ang pagsikat ng araw ay makikita sa hilagang-silangan, at ang paglubog ng araw ay makikita sa hilagang-kanlurang bahagi. Sa simula ng oras na ito, ang mga punto ng pagsikat at paglubog ng araw ay lumilipat sa hilaga, at pagkatapos ay sa kabilang direksyon. Noong Setyembre 23, tulad noong Marso 21, ang Araw ay sumisikat sa silangan at lumulubog sa kanluran. Simula Setyembre 23 hanggang Marso 21, ang isang katulad na kababalaghan ay mauulit sa timog-silangan at timog-kanlurang bahagi. Ang paggalaw ng mga punto ng pagsikat at paglubog ng araw ay may isang taon.

Palaging tumataas at nakatakda ang mga bituin sa parehong mga punto sa abot-tanaw.

2. Ang meridional na taas ng Araw ay nagbabago araw-araw. Halimbawa, sa Odessa (av = 46°.5 N) sa Hunyo 22 ito ang magiging pinakamalaki at katumbas ng 67°, pagkatapos ay magsisimula itong bumaba at sa Disyembre 22 aabot ito sa pinakamababang halaga na 20°. Pagkatapos ng Disyembre 22, ang meridional na taas ng Araw ay magsisimulang tumaas. Ang kababalaghang ito ay isa ring taunang panahon. Ang meridional na taas ng mga bituin ay palaging pare-pareho. 3. Ang haba ng oras sa pagitan ng mga kasukdulan ng anumang bituin at ng Araw ay patuloy na nagbabago, habang ang haba ng oras sa pagitan ng dalawang kulminasyon ng parehong mga bituin ay nananatiling pare-pareho. Kaya, sa hatinggabi, nakikita natin ang mga konstelasyon na nagtatapos na kasalukuyang nasa tapat ng globo mula sa Araw. Pagkatapos ang ilang mga konstelasyon ay nagbibigay-daan sa iba, at sa panahon ng taon sa hatinggabi ang lahat ng mga konstelasyon ay magkakasunod.

4. Ang haba ng araw (o gabi) ay hindi pare-pareho sa buong taon. Ito ay lalong kapansin-pansin kung ihahambing natin ang tagal ng mga araw ng tag-araw at taglamig sa matataas na latitude, halimbawa, sa Leningrad. Nangyayari ito dahil ang oras ng Araw ay nasa itaas ng abot-tanaw sa panahon ng taon. Ang mga bituin sa itaas ng abot-tanaw ay palaging parehong tagal ng oras.

Kaya, ang Araw, bilang karagdagan sa pang-araw-araw na paggalaw na isinagawa kasama ng mga bituin, ay mayroon ding nakikitang paggalaw sa kahabaan ng globo na may taunang panahon. Ang kilusang ito ay tinatawag na nakikita ang taunang paggalaw ng Araw sa celestial sphere.

Makukuha natin ang pinaka-visual na representasyon ng paggalaw na ito ng Araw kung araw-araw nating tutukuyin ang mga ekwador na coordinate nito - kanang pag-akyat a at declination b. Pagkatapos, gamit ang nahanap na mga halaga ng coordinate, nag-plot tayo ng mga punto sa auxiliary celestial sphere at ikinonekta ang mga ito sa isang makinis kurba. Bilang isang resulta, nakakakuha kami ng isang malaking bilog sa globo, na magsasaad ng landas ng maliwanag na taunang paggalaw ng Araw. Ang bilog sa celestial sphere kung saan gumagalaw ang Araw ay tinatawag na ecliptic. Ang eroplano ng ecliptic ay nakakiling sa eroplano ng ekwador sa isang pare-parehong anggulo g \u003d \u003d 23 ° 27 ", na tinatawag na anggulo ng pagkahilig ecliptic hanggang ekwador(Larawan 82).

kanin. 82.

Ang maliwanag na taunang paggalaw ng Araw sa kahabaan ng ecliptic ay nangyayari sa direksyon na kabaligtaran sa pag-ikot ng celestial sphere, iyon ay, mula kanluran hanggang silangan. Ang ecliptic ay bumalandra sa celestial equator sa dalawang punto, na tinatawag na mga equinox. Ang punto kung saan gumagalaw ang Araw mula sa southern hemisphere hanggang sa hilaga, at samakatuwid ay binabago ang pangalan ng declination mula timog patungo sa hilaga (i.e., mula bS hanggang bN), ay tinatawag na punto. Spring Equinox at ipinahiwatig ng icon na Y. Ang icon na ito ay nagpapahiwatig ng konstelasyon ng Aries, kung saan ang puntong ito ay dating matatagpuan. Samakatuwid, kung minsan ito ay tinatawag na punto ng Aries. Ang Point T ay kasalukuyang nasa konstelasyon ng Pisces.

Ang kabaligtaran na punto kung saan ang Araw ay gumagalaw mula sa hilagang hemisphere patungo sa timog at pinapalitan ang pangalan ng declination nito mula b N hanggang b S ay tinatawag punto ng taglagas na equinox. Ito ay itinalaga ng tanda ng konstelasyon na Libra O, kung saan ito ay dating matatagpuan. Ang autumnal equinox ay kasalukuyang nasa constellation Virgo.

Ang puntong L ay tinatawag punto ng tag-init, at punto L" - punto mga solstice ng taglamig.

Sundin natin ang maliwanag na paggalaw ng Araw sa kahabaan ng ecliptic sa taon.

Dumarating ang araw sa vernal equinox noong ika-21 ng Marso. Ang right ascension a at solar declination b ay zero. Sa buong mundo, sumisikat ang Araw sa puntong O st at lumulubog sa puntong W, at ang araw ay katumbas ng gabi. Mula noong Marso 21, gumagalaw ang Araw sa kahabaan ng ecliptic patungo sa punto ng summer solstice. Ang tamang pag-akyat at pagbaba ng Araw ay patuloy na tumataas. Ang astronomical spring ay darating sa hilagang hemisphere, at ang taglagas ay darating sa southern hemisphere.

Noong Hunyo 22, pagkaraan ng humigit-kumulang 3 buwan, ang Araw ay dumating sa punto ng summer solstice L. Kanang pag-akyat ng Araw a \u003d 90 °, isang declination b \u003d 23 ° 27 "N. Nagsisimula ang Astronomical summer sa hilagang hemisphere (ang pinakamahabang araw at maiikling gabi), at sa timog - taglamig (ang pinakamahabang gabi at pinakamaikling araw)... Habang ang Araw ay gumagalaw pa, ang hilagang declination nito ay nagsisimulang bumaba, habang ang kanang pag-akyat ay patuloy na tumataas.

Makalipas ang humigit-kumulang tatlong buwan, noong Setyembre 23, ang Araw ay dumating sa punto ng taglagas na equinox Q. Kanang pag-akyat ng Araw a=180°, declination b=0°. Dahil b \u003d 0 ° (tulad ng Marso 21), kung gayon para sa lahat ng mga punto sa ibabaw ng mundo ang Araw ay sumisikat sa puntong O st at lumulubog sa puntong W. Ang araw ay magiging katumbas ng gabi. Ang pangalan ng declination ng Araw ay nagbabago mula hilagang 8n hanggang timog - bS. Dumarating ang astronomical na taglagas sa hilagang hemisphere, at tagsibol sa southern hemisphere. Sa karagdagang paggalaw ng Araw sa kahabaan ng ecliptic hanggang sa punto ng winter solstice U, ang declination 6 at right ascension aO ay tumaas.

Noong Disyembre 22, ang Araw ay dumating sa punto ng winter solstice L ". Kanang pag-akyat a \u003d 270 ° at declination b \u003d 23 ° 27" S. Sa hilagang hating-globo, ang astronomikal na taglamig ay nagtatakda, at sa katimugang hating-globo, tag-araw.

Pagkatapos ng Disyembre 22, lumilipat ang Araw sa puntong T. Ang pangalan ng deklinasyon nito ay nananatiling timog, ngunit bumababa, at tumataas ang kanang pag-akyat. Makalipas ang humigit-kumulang 3 buwan, noong Marso 21, ang Araw, na gumawa ng buong rebolusyon sa kahabaan ng ecliptic, ay bumalik sa punto ng Aries.

Ang mga pagbabago sa tamang pag-akyat at pagbaba ng Araw sa panahon ng taon ay hindi nananatiling pare-pareho. Para sa tinatayang mga kalkulasyon, ang pang-araw-araw na pagbabago sa tamang pag-akyat ng Araw ay kinuha katumbas ng 1 °. Ang pagbabago sa declination bawat araw ay kinukuha na katumbas ng 0°.4 para sa isang buwan bago ang equinox at isang buwan pagkatapos, at ang pagbabago ng 0°.1 para sa isang buwan bago ang solstices at isang buwan pagkatapos ng solstices; sa natitirang oras, ang pagbabago sa declination ng Araw ay kinukuha na katumbas ng 0 °.3.

Ang kakaibang pagbabago sa tamang pag-akyat ng Araw ay may mahalagang papel sa pagpili ng mga pangunahing yunit para sa pagsukat ng oras.

Ang vernal equinox ay gumagalaw sa kahabaan ng ecliptic patungo sa taunang paggalaw ng Araw. Ang taunang paggalaw nito ay 50", 27 o rounded 50", 3 (para sa 1950). Dahil dito, hindi nararating ng Araw ang orihinal nitong lugar na may kaugnayan sa mga nakapirming bituin ng 50 "3. Para madaanan ng Araw ang ipinahiwatig na landas, 20 m m 24 s ang kakailanganin. Para sa kadahilanang ito, tagsibol

Dumarating ito bago matapos ang Araw at ang maliwanag na taunang paggalaw nito ay isang buong bilog na 360 ° na may kaugnayan sa mga nakapirming bituin. Ang pagbabago sa sandali ng pagsisimula ng tagsibol ay natuklasan ni Hipparchus noong ika-2 siglo BC. BC e. mula sa mga obserbasyon ng mga bituin na ginawa niya sa isla ng Rhodes. Tinawag niya ang phenomenon na ito na precession of the equinoxes, o precession.

Ang kababalaghan ng paggalaw ng vernal equinox ay nangangailangan ng pagpapakilala ng mga konsepto ng tropikal at sidereal na mga taon. Ang isang tropikal na taon ay isang yugto ng panahon kung saan ang Araw ay gumagawa ng isang kumpletong rebolusyon sa celestial sphere na may kaugnayan sa vernal equinox point T. "Ang tagal ng isang tropikal na taon ay 365.2422 araw. Ang isang tropikal na taon ay pare-pareho sa natural na phenomena at tumpak na naglalaman ng ang buong ikot ng mga panahon ng taon: tagsibol, tag-araw, taglagas at taglamig.

Ang sidereal year ay isang yugto ng panahon kung saan ang Araw ay gumagawa ng kumpletong rebolusyon sa celestial sphere na may kaugnayan sa mga bituin. Ang tagal ng isang sidereal na taon ay 365.2561 araw. Ang sidereal year ay mas mahaba kaysa sa tropikal na taon.

Sa maliwanag na taunang paggalaw nito sa celestial sphere, ang Araw ay dumadaan sa iba't ibang bituin na matatagpuan sa kahabaan ng ecliptic. Kahit noong sinaunang panahon, ang mga bituing ito ay nahahati sa 12 konstelasyon, na karamihan ay binigyan ng mga pangalan ng mga hayop. Ang guhit ng kalangitan sa kahabaan ng ecliptic na nabuo ng mga konstelasyon na ito ay tinatawag na Zodiac (bilog ng mga hayop), at ang mga konstelasyon ay tinatawag na zodiac.

Ayon sa mga panahon ng taon, ang Araw ay dumadaan sa mga sumusunod na konstelasyon:

Mula sa magkasanib na paggalaw ng Araw-taon sa kahabaan ng ecliptic at araw-araw dahil sa pag-ikot ng celestial sphere, isang pangkalahatang paggalaw ng Araw kasama ang isang spiral line ay nalikha. Ang mga matinding parallel ng linyang ito ay tinanggal sa magkabilang panig ng ekwador sa mga distansyang β=23°.5.

Noong Hunyo 22, nang ilarawan ng Araw ang matinding pang-araw-araw na parallel sa hilagang celestial hemisphere, ito ay nasa konstelasyon na Gemini. Sa malayong nakaraan, ang Araw ay nasa konstelasyon ng Cancer. Noong Disyembre 22, ang Araw ay nasa konstelasyon ng Sagittarius, at noong nakaraan ay nasa konstelasyon ito ng Capricorn. Samakatuwid, ang matinding hilagang celestial parallel ay tinawag na Tropic of Cancer, at ang southern - ang Tropic of Capricorn. Ang kaukulang terrestrial na parallel na may latitude cp = bemax = 23 ° 27 "sa hilagang hemisphere ay tinawag na Tropic of Cancer, o hilagang tropiko, at sa timog - ang Tropic of Capricorn, o southern tropic.

Sa magkasanib na paggalaw ng Araw, na nangyayari sa kahabaan ng ecliptic na may sabay-sabay na pag-ikot ng celestial sphere, mayroong isang bilang ng mga tampok: ang haba ng araw-araw na parallel sa itaas ng abot-tanaw at sa ibaba ng abot-tanaw ay nagbabago (at, dahil dito, ang haba ng araw at gabi), ang meridional na taas ng Araw, ang mga punto ng pagsikat at paglubog ng araw, atbp. Samakatuwid, para sa isang tagamasid na matatagpuan sa iba't ibang mga latitude, sila ay magkakaiba.

Isaalang-alang ang mga phenomena na ito sa ilang latitude:

1. Ang tagamasid ay nasa ekwador, cp = 0°. Ang axis ng mundo ay namamalagi sa eroplano ng tunay na abot-tanaw. Ang celestial equator ay kasabay ng unang patayo. Ang pang-araw-araw na pagkakatulad ng Araw ay kahanay sa unang patayo, kaya ang Araw sa araw-araw na paggalaw nito ay hindi kailanman tumatawid sa unang patayo. Ang araw ay sumisikat at lumulubog araw-araw. Ang araw ay palaging katumbas ng gabi. Ang araw ay nasa tuktok nito dalawang beses sa isang taon - Marso 21 at Setyembre 23.

kanin. 83.

2. Ang nagmamasid ay nasa latitude φ
3. Ang nagmamasid ay nasa latitude 23°27"
4. Ang tagamasid ay nasa latitude φ\u003e 66 ° 33 "N o S (Fig. 83). Ang sinturon ay polar. Parallels φ \u003d 66 ° 33" N o S ay tinatawag na mga polar circle. Ang mga polar na araw at gabi ay maaaring obserbahan sa polar belt, ibig sabihin, kapag ang Araw ay nasa itaas ng abot-tanaw nang higit sa isang araw o mas mababa sa abot-tanaw nang higit sa isang araw. Kung mas mahaba ang mga polar na araw at gabi, mas malaki ang latitude. Ang araw ay sumisikat at lumulubog lamang sa mga araw na ang deklinasyon nito ay mas mababa sa 90°-φ.

5. Ang tagamasid ay nasa poste φ=90°N o S. Ang axis ng mundo ay tumutugma sa plumb line at, samakatuwid, ang ekwador sa eroplano ng tunay na abot-tanaw. Ang posisyon ng meridian ng nagmamasid ay magiging hindi tiyak, kaya ang mga bahagi ng mundo ay nawawala. Sa araw, gumagalaw ang Araw parallel sa abot-tanaw.

Sa mga araw ng equinox, nangyayari ang mga polar sunrises o sunset. Sa mga araw ng solstices, ang taas ng Araw ay umabot sa pinakamataas na halaga nito. Ang altitude ng Araw ay palaging katumbas ng pagbabawas nito. Ang polar day at polar night ay tumatagal ng 6 na buwan.

Kaya, dahil sa iba't ibang astronomical phenomena na dulot ng magkasanib na pang-araw-araw at taunang paggalaw ng Araw sa iba't ibang latitude (pagdaraan sa zenith, phenomena ng polar araw at gabi) at ang mga tampok na klimatiko na dulot ng mga phenomena na ito, ang ibabaw ng mundo ay nahahati sa tropikal, mapagtimpi at polar zone.

tropikal na sinturon ang bahagi ng ibabaw ng mundo ay tinatawag (sa pagitan ng mga latitude φ \u003d 23 ° 27 "N at 23 ° 27" S), kung saan ang Araw ay sumisikat at lumulubog araw-araw at nasa zenith nito dalawang beses sa isang taon. Ang tropikal na sona ay sumasakop sa 40% ng buong ibabaw ng daigdig.

mapagtimpi zone tinatawag na bahagi ng ibabaw ng mundo kung saan sumisikat at lumulubog ang araw araw-araw, ngunit hindi kailanman sa kaitaasan nito. Mayroong dalawang temperate zone. Sa hilagang hemisphere sa pagitan ng mga latitude φ = 23°27"N at φ = 66°33"N, at sa southern hemisphere sa pagitan ng latitude φ=23°27"S at φ = 66°33"S. Ang mga temperate zone ay sumasakop sa 50% ng ibabaw ng mundo.

polar belt tinatawag na bahagi ng ibabaw ng daigdig kung saan ang mga polar na araw at gabi ay inoobserbahan. Mayroong dalawang polar belt. Ang hilagang polar belt ay umaabot mula sa latitude φ \u003d 66 ° 33 "N sa north pole, at sa timog - mula φ \u003d 66 ° 33" S hanggang sa south pole. Sinasakop nila ang 10% ng ibabaw ng mundo.

Si Nicolaus Copernicus (1473-1543) ang unang nagbigay ng tamang paliwanag sa maliwanag na taunang paggalaw ng Araw sa celestial sphere. Ipinakita niya na ang taunang paggalaw ng Araw sa celestial sphere ay hindi ang aktwal na paggalaw nito, ngunit ang nakikita lamang, na sumasalamin sa taunang paggalaw ng Earth sa paligid ng Araw. Ang sistema ng mundo ng Copernican ay tinawag na heliocentric. Ayon sa sistemang ito, ang Araw ay nasa gitna ng solar system, kung saan gumagalaw ang mga planeta, kabilang ang ating Daigdig.

Ang Earth ay sabay na nakikilahok sa dalawang paggalaw: umiikot ito sa paligid ng axis nito at gumagalaw sa isang ellipse sa paligid ng Araw. Ang pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito ay nagdudulot ng pagbabago sa araw at gabi. Ang paggalaw nito sa paligid ng Araw ay nagdudulot ng pagbabago ng mga panahon. Mula sa magkasanib na pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito at paggalaw sa paligid ng Araw, ang maliwanag na paggalaw ng Araw sa celestial sphere ay nangyayari.

Upang ipaliwanag ang maliwanag na taunang paggalaw ng Araw sa celestial sphere, ginagamit namin ang Fig. 84. Sa gitna ay ang Sun S, sa paligid kung saan ang Earth ay gumagalaw ng counterclockwise. Ang axis ng mundo ay nagpapanatili ng hindi nagbabagong posisyon sa kalawakan at gumagawa ng isang anggulo na katumbas ng 66 ° 33 sa ecliptic plane. Samakatuwid, ang equatorial plane ay nakahilig sa ecliptic plane sa isang anggulo e = 23 ° 27 ". Susunod ay ang celestial sphere na may ecliptic at ang mga palatandaan ng mga konstelasyon ng Zodiac na nakasulat dito sa kanilang kasalukuyang lokasyon.

Dumating ang Earth sa posisyon I noong ika-21 ng Marso. Nakikita mula sa Earth, ang Araw ay naka-project sa celestial sphere sa point T, na kasalukuyang nasa constellation ng Pisces. Declination ng Araw be=0°. Ang isang tagamasid na matatagpuan sa ekwador ng Earth ay nakikita ang Araw sa tanghali sa tuktok nito. Ang lahat ng mga parallel ng terrestrial ay naiilaw ng kalahati, samakatuwid, sa lahat ng mga punto sa ibabaw ng mundo, ang araw ay katumbas ng gabi. Nagsisimula ang astronomical spring sa hilagang hemisphere, at ang taglagas ay nagsisimula sa southern hemisphere.

kanin. 84.

Ang Earth ay pumapasok sa posisyon II noong Hunyo 22. Pagde-declination ng araw b=23°,5N. Kung titingnan mula sa Earth, ang Araw ay naka-project sa constellation Gemini. Para sa isang tagamasid na matatagpuan sa latitude φ = 23 °, 5N, (Ang araw ay dumadaan sa zenith sa tanghali. Karamihan sa mga pang-araw-araw na parallel ay iluminado sa hilagang hemisphere at isang mas maliit na bahagi sa timog. Ang hilagang polar belt ay iluminado at ang ang timog ay hindi naiilaw. Ang araw ng polar ay tumatagal sa hilagang, at sa timog - polar night. astronomical summer set in sa hilagang hemisphere, at taglamig sa southern hemisphere.

Pumapasok ang Earth sa posisyon III noong ika-23 ng Setyembre. Ang declination ng Araw ay bo=0° at ito ay inaasahang sa punto ng Libra, na ngayon ay nasa konstelasyon ng Virgo. Nakikita ng isang tagamasid sa ekwador ang araw sa tanghali sa kaitaasan nito. Ang lahat ng mga parallel ng terrestrial ay kalahating iluminado ng Araw, samakatuwid, sa lahat ng mga punto ng Earth, ang araw ay katumbas ng gabi. Nagsisimula ang astronomical na taglagas sa hilagang hemisphere, at ang tagsibol ay nagsisimula sa southern hemisphere.

December 22 Earth comes to position IV Ang araw ay naka-project sa constellation Sagittarius. Deklinasyon ng araw 6=23°,5S. Sa southern hemisphere, mas marami sa mga pang-araw-araw na parallel ang iluminado kaysa sa hilaga, kaya sa southern hemisphere ang araw ay mas mahaba kaysa sa gabi, at sa hilagang hemisphere ito ay vice versa. Ang mga sinag ng araw ay bumagsak halos patayo sa southern hemisphere, at sa isang anggulo sa hilagang hemisphere. Samakatuwid, ang astronomical summer ay dumarating sa southern hemisphere, at taglamig sa hilagang hemisphere. Ang araw ay nag-iilaw sa southern polar belt at hindi nag-iilaw sa hilagang isa. Ang polar day ay sinusunod sa southern polar belt, at ang gabi ay sinusunod sa hilagang isa.

Ang mga naaangkop na paliwanag ay maaaring ibigay para sa iba pang mga intermediate na posisyon ng Earth.