§ 52. Güneş'in görünür yıllık hareketi ve açıklaması

Güneş'in yıl boyunca günlük hareketini gözlemleyerek, hareketinde yıldızların günlük hareketinden farklı birçok özelliği kolayca görebiliriz. Bunların en karakteristik özellikleri aşağıdaki gibidir.

1. Gün doğumu ve gün batımının yeri ve buna bağlı olarak azimutu günden güne değişir. 21 Mart'tan (Güneş'in doğu noktasından doğup batı noktasından battığı) 23 Eylül'e kadar, kuzeydoğu çeyrekte gün doğumu, kuzeybatı çeyrekte gün batımı gözlemlenir. Bu sürenin başında gün doğumu ve gün batımı noktaları önce kuzeye, sonra ters yöne doğru hareket eder. 23 Eylül'de tıpkı 21 Mart'ta olduğu gibi Güneş doğudan doğar ve batıdan batar. 23 Eylül'den 21 Mart'a kadar, benzer bir fenomen güneydoğu ve güneybatı mahallelerinde tekrarlanacak. Gün doğumu ve gün batımı noktalarının hareketi bir yıllık bir süreye sahiptir.

Yıldızlar her zaman ufukta aynı noktalarda doğar ve batar.

2. Güneş'in meridyen yüksekliği her gün değişir. Örneğin, Odessa'da (av = 46°.5 N) 22 Haziran'da en büyük ve 67°'ye eşit olacak, daha sonra azalmaya başlayacak ve 22 Aralık'ta en düşük 20° değerine ulaşacak. 22 Aralık'tan sonra Güneş'in meridyen yüksekliği artmaya başlayacak. Bu fenomen aynı zamanda yıllık bir dönemdir. Yıldızların meridyen yüksekliği her zaman sabittir. 3. Herhangi bir yıldızın doruk noktası ile Güneş arasındaki süre sürekli değişirken, aynı yıldızların iki doruk noktası arasındaki süre sabit kalır. Böylece, gece yarısı, şu anda kürenin Güneş'in karşı tarafında bulunan takımyıldızların zirveye ulaştığını görüyoruz. Sonra bazı takımyıldızlar diğerlerine yol açar ve yıl boyunca gece yarısında tüm takımyıldızlar sırayla doruğa ulaşır.

4. Günün (veya gecenin) uzunluğu yıl boyunca sabit değildir. Bu özellikle, örneğin Leningrad'da yüksek enlemlerde yaz ve kış günlerinin süresini karşılaştırırsak fark edilir.Bunun nedeni, yıl boyunca Güneş'in ufkun üzerinde olduğu zamanın farklı olmasıdır. Ufkun üzerindeki yıldızlar her zaman aynı zaman miktarındadır.

Böylece Güneş, yıldızlarla birlikte gerçekleştirilen günlük hareketin yanı sıra, küre boyunca yıllık periyodu olan görünür bir harekete de sahiptir. Bu harekete görünür denir Güneş'in gök küresi üzerindeki yıllık hareketi.

Ekvator koordinatlarını günlük olarak belirlersek, Güneş'in bu hareketinin en görsel temsilini elde ederiz - sağ yükseliş a ve sapma b Daha sonra, bulunan koordinat değerlerini kullanarak, yardımcı gök küresine noktalar çizer ve bunları pürüzsüz bir şekilde bağlarız. eğri. Sonuç olarak, küre üzerinde, Güneş'in görünen yıllık hareketinin yolunu gösterecek olan büyük bir daire elde ederiz. Güneş'in üzerinde hareket ettiği gök küresi üzerindeki daireye ekliptik denir. Ekliptik düzlemi, ekvator düzlemine sabit bir açıyla eğimlidir g \u003d \u003d 23 ° 27 ", buna eğim açısı denir ekvator için ekliptik(Şek. 82).

Pirinç. 82.

Güneş'in ekliptik boyunca görünen yıllık hareketi, gök küresinin dönüşünün tersi yönde, yani batıdan doğuya gerçekleşir. Ekliptik, göksel ekvator ile ekinoks adı verilen iki noktada kesişir. Güneş'in güney yarım küreden kuzeye geçtiği ve dolayısıyla güneyden kuzeye (yani, bS'den bN'ye) sapmanın adını değiştirdiği noktaya nokta denir. bahar ekinoksu ve Y simgesi ile gösterilir Bu simge, bu noktanın bir zamanlar bulunduğu takımyıldız Koç'u gösterir. Bu nedenle, bazen Koç noktası olarak adlandırılır. T noktası şu anda Balık takımyıldızında.

Güneş'in kuzey yarım küreden güneye doğru hareket ettiği ve sapmasının adını b N'den b S'ye değiştirdiği zıt noktaya denir. sonbahar ekinoksunun noktası. Bir zamanlar bulunduğu Terazi O takımyıldızının işareti ile belirlenir. Sonbahar ekinoksu şu anda Başak takımyıldızında.

L noktası denir yaz noktası, ve L noktası" - nokta kış gündönümleri.

Yıl boyunca Güneş'in ekliptik boyunca görünen hareketini takip edelim.

Güneş 21 Mart'ta ilkbahar ekinoksuna varıyor. Sağa yükseliş a ve güneş eğimi b sıfırdır. Dünya genelinde, Güneş O st noktasında doğar ve W noktasında batar ve gündüz geceye eşittir. 21 Mart'tan bu yana Güneş, ekliptik boyunca yaz gündönümü noktasına doğru hareket ediyor. Güneş'in doğru yükselişi ve meyli sürekli artıyor. Kuzey yarımkürede astronomik bahar geliyor ve güney yarımkürede sonbahar geliyor.

22 Haziran'da, yaklaşık 3 ay sonra, Güneş yaz gündönümü noktasına gelir L. Güneşin sağa yükselişi a \u003d 90 °, bir sapma b \u003d 23 ° 27 "K. Astronomik yaz kuzey yarımkürede başlar (en uzun günler ve kısa geceler) ve güneyde - kış (en uzun geceler ve en kısa günler)... Güneş ilerledikçe kuzeye meyli azalmaya başlar, sağa yükseliş ise artmaya devam eder.

Yaklaşık üç ay sonra, 23 Eylül'de Güneş, Q sonbahar ekinoksu noktasına gelir. Güneş'in sağa yükselişi a=180°, meyli b=0°. B \u003d 0 ° olduğundan (21 Mart gibi), o zaman dünya yüzeyindeki tüm noktalar için Güneş O st noktasında yükselir ve W noktasında batar. Gün geceye eşit olacaktır. Güneş'in eğiminin adı kuzey 8n'den güneye - bS'ye değişir. Astronomik sonbahar kuzey yarım kürede, ilkbahar ise güney yarım kürede gelir. Güneş'in ekliptik boyunca kış gündönümü U noktasına kadar daha fazla hareketiyle, sapma 6 ve sağ yükseliş aO artar.

22 Aralık'ta Güneş, kış gündönümü L " noktasına gelir. Sağa yükseliş a \u003d 270 ° ve sapma b \u003d 23 ° 27" S. Kuzey yarım kürede astronomik kış, güney yarım kürede ise yaz başlar.

22 Aralık'tan sonra Güneş T noktasına hareket eder. Eğiminin adı güneyde kalır, ancak azalır ve sağa yükseliş artar. Yaklaşık 3 ay sonra, 21 Mart'ta Güneş, tutulma boyunca tam bir devrim yaparak Koç burcuna geri döner.

Yıl içinde Güneş'in doğru yükseliş ve eğimindeki değişimler sabit kalmaz. Yaklaşık hesaplamalar için Güneş'in doğru yükselişindeki günlük değişim 1 ° olarak alınır. Günlük sapmadaki değişim, ekinokstan bir ay önce ve bir ay sonra 0°.4'e, gündönümlerinden bir ay önce ve gündönümlerinden bir ay sonra 0°.1'e eşit olarak alınır; zamanın geri kalanında, Güneş'in eğimindeki değişiklik 0 °.3'e eşit alınır.

Güneşin doğru yükselişindeki değişimin özelliği, zamanı ölçmek için temel birimlerin seçilmesinde önemli bir rol oynar.

İlkbahar ekinoksu, ekliptik boyunca Güneş'in yıllık hareketine doğru hareket eder. Yıllık hareketi 50", 27 veya yuvarlak 50", 3'tür (1950 için). Sonuç olarak Güneş, sabit yıldızlara göre orijinal konumuna 50 "3 kadar ulaşmıyor. Güneş'in belirtilen yolu geçmesi için 20 m m 24 s gerekli olacaktır. Bu nedenle bahar,

Güneş bitmeden önce gelir ve görünen yıllık hareketi, sabit yıldızlara göre 360 ​​° 'lik tam bir dairedir. Baharın başlama anındaki değişim, MÖ 2. yüzyılda Hipparchus tarafından keşfedildi. M.Ö e. Rodos adasında yaptığı yıldız gözlemlerinden. Bu fenomene ekinoksların presesyonu veya presesyon adını verdi.

İlkbahar ekinoksunun hareketi olgusu, tropikal ve yıldız yılları kavramlarının tanıtılmasını gerektirdi. Tropik bir yıl, Güneş'in ilkbahar ekinoks noktası T'ye göre göksel kürede tam bir devrim yaptığı bir süredir. "Tropik bir yılın süresi 365.2422 gündür. Tropik bir yıl, doğal olaylarla tutarlıdır ve doğru bir şekilde şunları içerir: yılın mevsimlerinin tam döngüsü: ilkbahar, yaz, sonbahar ve kış.

Yıldız yılı, Güneş'in yıldızlara göre göksel alanda tam bir devrim yaptığı bir zaman dilimidir. Bir yıldız yılının süresi 365.2561 gündür. Yıldız yılı, tropikal yıldan daha uzundur.

Gök küresi boyunca görünen yıllık hareketinde Güneş, tutulum boyunca yer alan çeşitli yıldızların arasından geçer. Antik çağda bile bu yıldızlar, çoğuna hayvan isimleri verilen 12 takımyıldıza bölünmüştü. Bu takımyıldızların oluşturduğu ekliptik boyunca uzanan gökyüzü şeridine Zodyak (hayvan çemberi) ve takımyıldızlara zodyak adı verildi.

Yılın mevsimlerine göre, Güneş aşağıdaki takımyıldızlardan geçer:

Güneş'in ekliptik boyunca yıllık ve göksel kürenin dönüşü nedeniyle günlük ortak hareketinden, Güneş'in spiral bir çizgi boyunca genel bir hareketi yaratılır. Bu doğrunun aşırı paralelleri, ekvatorun her iki yanında β=23°.5 uzaklıkta kaldırılır.

22 Haziran'da Güneş, kuzey göksel yarımkürede aşırı günlük paraleli tarif ettiğinde, İkizler takımyıldızındadır. Uzak geçmişte, Güneş, Yengeç takımyıldızındaydı. 22 Aralık'ta Güneş, Yay takımyıldızında ve geçmişte Oğlak takımyıldızındaydı. Bu nedenle, aşırı kuzey gök paraleline Yengeç Dönencesi ve güneye - Oğlak Dönencesi adı verildi. Kuzey yarımkürede cp = bemax = 23 ° 27 "enlemlerine karşılık gelen karasal paralellikler, Yengeç Dönencesi veya kuzey tropik ve güneyde - Oğlak Dönencesi veya güney tropik olarak adlandırıldı.

Gök küresinin eşzamanlı dönüşü ile ekliptik boyunca meydana gelen Güneş'in ortak hareketinde, bir dizi özellik vardır: ufkun üstündeki ve ufkun altındaki günlük paralelin uzunluğu değişir (ve dolayısıyla uzunluk gündüz ve gece), Güneş'in meridyen yükseklikleri, gün doğumu ve gün batımı noktaları vb. Tüm bu fenomenler, bir yerin coğrafi enlemi ile Güneş'in eğimi arasındaki ilişkiye bağlıdır. Bu nedenle, farklı enlemlerde bulunan bir gözlemci için farklı olacaktır.

Bu fenomenleri bazı enlemlerde düşünün:

1. Gözlemci ekvatorda, cp = 0°. Dünyanın ekseni, gerçek ufuk düzleminde yer alır. Gök ekvatoru birinci düşey ile çakışır. Güneş'in günlük paralelleri birinci dikeye paraleldir, bu nedenle Güneş günlük hareketinde asla ilk dikeyi geçmez. Güneş her gün doğar ve batar. Gündüz her zaman geceye eşittir. Güneş yılda iki kez zirvesindedir - 21 Mart ve 23 Eylül.

Pirinç. 83.

2. Gözlemci enlemde φ
3. Gözlemci 23°27" enleminde
4. Gözlemci φ\u003e 66 ° 33 "K veya S (Şek. 83) enlemindedir. Kayış kutupsaldır. φ \u003d 66 ° 33" N veya S paralellerine kutup daireleri denir. Kutup günleri ve geceleri kutup kuşağında, yani Güneş ufkun üzerinde bir günden fazla veya ufkun altında bir günden fazla olduğunda gözlemlenebilir. Kutup günleri ve geceleri ne kadar uzun olursa, enlem o kadar büyük olur. Güneş, yalnızca eğiminin 90°-φ'den az olduğu günlerde doğar ve batar.

5. Gözlemci φ=90°K veya G kutbundadır. Dünyanın ekseni çekül çizgisiyle ve dolayısıyla ekvator ile gerçek ufuk düzlemi ile çakışmaktadır. Gözlemcinin meridyeninin konumu belirsiz olacak, bu nedenle dünyanın bazı kısımları eksik. Gün boyunca Güneş ufka paralel hareket eder.

Ekinoks günlerinde kutup gün doğumları veya gün batımları meydana gelir. Gündönümü günlerinde, Güneş'in yüksekliği en büyük değerlerine ulaşır. Güneş'in yüksekliği her zaman eğimine eşittir. Kutup günü ve kutup gecesi 6 ay sürer.

Böylece, Güneş'in farklı enlemlerdeki günlük ve yıllık ortak hareketinin neden olduğu çeşitli astronomik olaylar (zirveden geçen, kutup gündüz ve gece fenomenleri) ve bu fenomenlerin neden olduğu iklimsel özellikler nedeniyle, dünya yüzeyi ikiye ayrılır. tropikal, ılıman ve kutup bölgeleri.

tropikal kuşak Dünya yüzeyinin bir kısmına (φ \u003d 23 ° 27 "K ve 23 ° 27" S enlemleri arasında), Güneş'in her gün doğup battığı ve yıl boyunca iki kez zirvesinde olduğu denir. Tropikal bölge tüm dünya yüzeyinin %40'ını kaplar.

ılıman bölge Güneşin her gün doğup battığı, ancak asla zirvesinde olmadığı dünya yüzeyinin parçası olarak adlandırılır. İki ılıman bölge vardır. Kuzey yarımkürede φ = 23°27"K ve φ = 66°33"K enlemleri arasında ve güney yarımkürede φ=23°27"G ve φ = 66°33"G enlemleri arasında. Ilıman bölgeler dünya yüzeyinin %50'sini kaplar.

kutup kemeri kutup günlerinin ve gecelerinin gözlemlendiği yer yüzeyinin parçası olarak adlandırılır. İki polar kayış var. Kuzey kutup kuşağı, φ \u003d 66 ° 33 "N enleminden kuzey kutbuna ve güneyden - φ \u003d 66 ° 33" S'den güney kutbuna uzanır. Dünya yüzeyinin %10'unu kaplarlar.

Nicolaus Copernicus (1473-1543), Güneş'in gök küresindeki görünür yıllık hareketinin doğru bir açıklamasını yapan ilk kişiydi. Güneş'in gök küresindeki yıllık hareketinin onun gerçek hareketi olmadığını, sadece Dünya'nın Güneş etrafındaki yıllık hareketini yansıtan görünür hareketi olduğunu gösterdi. Kopernik dünya sistemine güneş merkezli deniyordu. Bu sisteme göre Güneş, Dünyamız da dahil olmak üzere gezegenlerin etrafında hareket ettiği güneş sisteminin merkezindedir.

Dünya aynı anda iki harekete katılır: kendi ekseni etrafında döner ve Güneş'in etrafında bir elips içinde hareket eder. Dünyanın kendi ekseni etrafındaki dönüşü, gece ve gündüzün değişmesine neden olur. Güneş etrafındaki hareketi mevsimlerin değişmesine neden olur. Dünyanın kendi ekseni etrafındaki dönüşü ve Güneş etrafındaki hareketinden, Güneş'in gök küresindeki görünür hareketi meydana gelir.

Güneş'in gök küresindeki görünür yıllık hareketini açıklamak için Şekil 1'i kullanıyoruz. 84. Merkezde, Dünya'nın etrafında saat yönünün tersine hareket ettiği Güneş S vardır. Dünyanın ekseni uzayda değişmeyen konumunu korur ve ekliptik düzlemle 66°33'lük bir açı yapar.Bu nedenle ekvator düzlemi ekliptik düzleme e=23°27" bir açıyla eğimlidir. Ardından, ekliptik ve mevcut konumlarında üzerinde yazılı olan Zodyak takımyıldızlarının işaretleri ile göksel küre gelir.

Dünya 21 Mart'ta I konumuna geliyor. Dünya'dan bakıldığında Güneş, şu anda Balık takımyıldızında bulunan T noktasındaki gök küresine yansıtılıyor. Güneş'in eğimi be=0°. Dünya'nın ekvatorundaki bir gözlemci, öğle saatlerinde Güneş'i zirvesinde görür. Tüm karasal paraleller yarı aydınlatılır, bu nedenle dünya yüzeyindeki tüm noktalarda gündüz geceye eşittir. Astronomik bahar kuzey yarım kürede başlar ve sonbahar güney yarım kürede başlar.

Pirinç. 84.

Dünya 22 Haziran'da II. pozisyona giriyor. Güneş sapması b=23°,5N. Dünya'dan bakıldığında Güneş, İkizler takımyıldızına yansıtılır. φ = 23 °, 5N enleminde bulunan bir gözlemci için, (Güneş öğle saatlerinde zirveden geçer. Günlük paralellerin çoğu kuzey yarımkürede ve daha küçük bir kısmı güneyde aydınlatılır. Kuzey kutup kuşağı aydınlatılır ve güneyi aydınlatılmamış Kutup günü kuzeyde ve güney kutup gecesinde sürer.Dünya'nın kuzey yarım küresinde, Güneş ışınları neredeyse dikey olarak ve güney yarım kürede - bir açıyla düşer, yani Kuzey yarım kürede astronomik yaz, güney yarım kürede kış başlar.

Dünya 23 Eylül'de III. pozisyona giriyor. Güneş'in meyli bo=0° ve şu anda Başak takımyıldızında bulunan Terazi noktasına izdüşümü var. Ekvatordaki bir gözlemci, öğle saatlerinde güneşi zirvesinde görür. Tüm karasal paraleller Güneş tarafından yarı aydınlatılır, bu nedenle Dünya'nın tüm noktalarında gündüz geceye eşittir. Astronomik sonbahar kuzey yarım kürede başlar ve ilkbahar güney yarım kürede başlar.

22 Aralık Dünya IV. konuma geliyor Güneş, Yay takımyıldızına yansıtılıyor. Güneş sapması 6=23°,5S. Güney yarımkürede, günlük paralellerin çoğu kuzeydekinden daha fazla aydınlatılır, bu nedenle güney yarımkürede gün geceden daha uzundur ve kuzey yarımkürede bunun tersi geçerlidir. Güneş ışınları güney yarım küreye neredeyse dikey, kuzey yarım küreye ise bir açıyla düşer. Bu nedenle astronomik yaz güney yarım kürede, kış kuzey yarım kürede gelir. Güneş güney kutup kuşağını aydınlatır ve kuzeyi aydınlatmaz. Kutup günü güney kutup kuşağında, gece kuzeyde görülür.

Dünyanın diğer ara konumları için uygun açıklamalar yapılabilir.