В море часто требуется получить время какого-либо астрономического явления, главным образом захода и восхода Солнца и кульминации Солнца и Луны. В общем случае для любого светила эта задача решается путем определения из параллактического треугольника часового угла этого светила в заданном его положении. Для кульминаций эта общая задача упрощается, так как для верхней кульминации tM=0°, а для нижней tм=180°, откуда время кульминации любого светила можно рассчитать с любой точностью (например, до 1c). Практически высокой точности не требуется, достаточно 1м, поэтому в МАЕ для Солнца, планет и Луны приводится предвычисленное местное среднее время кульминации их на меридиане Гринвича.
Определение времени кульминации Луны, Солнца и планет (до 1м). Для Солнца и Луны предвычисленное Тм на Гринвиче, обозначенное Тк, приводится на правой странице внизу для верхней (в) и нижней (н) кульминаций. Для планет приводится только время верхней кульминации на среднюю дату листа
— внизу левой страницы (см. рис. 53).
Это местное время на меридиане Гринвича (Тк) относится только к меридиану с долготой λ=0°. Для наблюдателя с долготой λм следует получить свое Tм, которое отличается от Тк, так как за время поворота Земли (сферы) на величину λм светило, имеющее собственное движение, переместится в другую точку сферы. На рис.54 в положении 1 Луна кульминирует на меридиане Гринвича (Тк), собственное движение Луны (прямое) показано стрелкой. Если наблюдатель М расположен в западной долготе λW, то за время поворота сферы на угол Е0Е, Луна переместится из 1′ в положение 2 и кульминация ее наступит позже на угол ∆Tλ, на который должна дополнительно повернуться сфера, поэтому
Для наблюдателя в восточной долготе кульминация, наоборот, наступит раньше (по местному времени), чем на Гринвиче, т.е.
145
|
TM=TK–∆Tλ |
(112) |
|||
|
В МАЕ величина и знак поправки ∆Tλ определяются по формуле |
||||
|
∆Тλ = |
m∆ |
λ |
(113) |
|
|
360о |
||||
где ∆ — разность Тк с предыдущими сутками, если долгота восточная, и с последующими сутками, если долгота западная. Обычно при восточной долготе знак « — », при западной «+».
Примечание. У планет собственное движение бывает обратным, тогда знаки — противоположные.
По формуле (ИЗ) в МАЕ составлена таблица (приложение 1,Б), в которую входят с разностью ∆, вычисленной по ежедневным таблицам — от данных суток к предыдущим при λOst и наоборот при λw (для планет разности получаются трехсуточные и их надо делить на 3), и долготой места. Для Солнца разности ∆ не превышают 1м, поэтому поправкой ∆Tλ обычно пренебрегают и принимают Тк=Тк,
Пример 29. 5 мая 1977 г. в λс=141°27’Ost (№=—10) определить Тс верхней кульминации Луны и Солнца.
Решение. Из МАЕ на стр. 109 внизу выбираем (см. рис. 53):
146
Для Луны разность ∆ образована от 1Ч28М на 5/V к 0Ч26М на 4/V, а так как время уменьшилось, то знак «—».
Лунные сутки, т.е. промежуток между двумя кульминациями, продолжительнее средних приблизительно на 50м, поэтому в некоторые дни кульминации Луны на Гринвиче не происходит (в МАЕ эти случаи отмечены прочерком). Например, если 2/V 1977 г. Тк=23Ч27С, то, прибавив «лунные тки» 24Ч50М, получим следующую кульминацию Луны 0417M4/V (точнее, 0Ч26М), а 3/V кульминации не будет. В подобных случаях следует брать последующую кульминацию (при восточной долготе) и интерполировать «через дату» с предыдущей кульминацией (при λw — наоборот).
Пример 30. 3 мая 1977 г. в λс=157°20’W (№=10W). Определить Т0
верхней кульминации Луны. Решение.
147
Может оказаться, что и по судовому времени на эту дату кульминации нет, тогда берется ближайшая кульминация.
Определение времени кульминации звезд, планет, Луны и Солнца «через часовой угол» (до 1с). Эта задача — частный случай общей задачи определения времени по часовому углу. При верхней кульминации tМ=0о(360о), а при нижней
– 180о, переводя его в и входя в МАЕ обратным входом, получаем Тгр и затем Тс (см. пример 31).
Пример 31. 6 мая 1977 г. в λ=102о30’Ost (№=8 Ost) определить Тс верхней кульминации звезды α Гидры.
Решение.
§34. ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТА ВРЕМЕНИ ВИДИМОГО ВОСХОДА (ЗАХОДА) СОЛНЦА И ЛУНЫ И ВРЕМЕНИ СУМЕРЕК
При движении Солнца по суточной параллели аа1 (рис. 55) утром его центр сначала приходит на h=—12° — этот момент называется началом навигационных сумерек (СО, затем на h=—6° — начало гражданских сумерек (С’1), затем его край появляется на видимом горизонте (положение С2) — это видимый восход Солнца. При h=0 (положение С3) имеем истинный восход Солнца.
Сумерками называется явление постепенного убывания освещенности
148
при заходе Солнца или возрастания ее при восходе. В мореходной астрономии сумерки условно разделены на гражданские и навигационные.
Гражданскими сумерками называется промежуток времени от захода Солнца до снижения его центра на —6° (утром — наоборот), освещенность при этом падает от 700 до 1 лк; видны предметы в море и горизонт, можно читать, появляются яркие звезды (рис. 56).
Навигационными сумерками называется промежуток времени от h =–6° до h =–12°. В это время предметы уже не видны, но горизонт еще виден, видны все навигационные звезды. Полная темнота наступает после конца астрономических сумерек (h=—18°), но в навигации они значения не имеют.
Примечание. Наилучшее время для наблюдений звезд, как экспериментов, не навигационные сумерки, а промежуток h =–9°, т.е. между средними моментами этих сумерек. Однако в МАЕ никак не отражен и его приходится рассчитывать.
выяснилось из от h =–3° до этот промежуток
Основания расчета tм и Тс восхода (захода) Солнца и сумерек. В
момент видимого восхода центр Солнца находится ниже истинного горизонта
|
(С2 на рис.55) , и его высота может быть подсчитана по формуле |
|
|
h=–d–р+р–R |
(114) |
где d — наклонение видимого горизонта, зависящее от возвышения еМ
глаза (d=l,76 еМ );
р — астрономическая рефракция, приподнимающая изображение Солнца;
149
р — параллакс Солнца;
R — видимый угловой радиус Солнца.
Эти величины можно выбрать в табл. 11-а и 8 МТ—75. Принимая е=0, т.е. с уровня моря, р=—34,3′; R =–16,0′ из указанных таблиц, получим h =–50,3′.
Из параллактического треугольника zРNС2 (см. рис. 55) по данным φ, δ, и полученной h имеем:
sin h=sinφ sinδ+cosφ cos δ cos tM,
|
откуда |
|||||||||
|
costM |
= sinh−sinϕsinδ |
||||||||
|
cosϕcosδ |
|||||||||
|
или, заменяя cos t на |
более выгодную функцию |
sin2 |
t |
, т.е. |
|||||
|
2 |
|||||||||
|
cost =1 − 2sin |
2 t |
после преобразования получим |
|||||||
|
2 |
|||||||||
|
sin2 |
tM |
= 0,5secϕsecδ[cos(ϕ −δ) −sinh] |
(115) |
||||||
|
2 |
По формуле (115) последовательно, принимая h=—50,3′; h=—6° и h=— 12°, получаем часовые углы и затем время захода, конца гражданских и навигационных сумерек и аналогично для восхода.
Расчет tM и времени восхода, захода Луны. При подсчете высоты Луны в момент видимого восхода ее края применяется та же формула (114), но при значениях величин рe=+57′ и Re=—15,5′;
рe=—34,3′ — 15,5’+57’=7,2′.
С этим значением высоты по формуле (115) рассчитаны tM, а затем и время восхода (захода) Луны, помещенное в МАЕ.
150
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Что такое кульминация звёзд
Как оказалось, не все знают, что такое кульминация звёзд. По определению, кульминация означает наиболее высокий момент чего-либо. Собственно говоря, в астрономии под этим подразумевают наивысший момент движения космического объекта.
Итак, кульминация звезды — это момент её прохождения сквозь небесный меридиан во время суточного движения светила.
Стоит напомнить, что небесный меридиан является кругом сферы неба, который проходить сквозь зенит, полюс мира, а также южный полюс мира и надир.
Полюс мира представляет собой, можно сказать, отправную точку. Она лежит на небесной сфере, и как раз вокруг неё происходит видимое суточное движение звёзд. Причем перемещаются они по кругу параллельно экватору.
На Земле, как и в космосе — всегда есть на что посмотреть. Например сериалы Нетфликс, которые не оставят вас равнодушными.
Какая бывает кульминация звезд
Любое светило в течение суток пересекает меридиан неба в двух точках. Другими словами, вот этот момент и называется кульминацией.
Период между описываемым пересечением звёздных тел составляет половину суток, то есть 12 часов.
Так как кульминация звёзд происходит два раза за сутки, то она бывает двух видов:
- верхняя, когда высота светила достигает максимального значения;
- нижняя, наоборот, наступает в то время, когда высота звезды минимальна.
Как рассчитывается кульминация звёзд
Поскольку высота полюса мира над горизонтом равна географической широте местности, то определить значения момента пересечений звёздного тела и небесного меридиана не так уж сложно.
В действительности, верхняя и нижняя кульминация звезды рассчитывается по формуле:
где h — высота, ф — географическая широта и δ — склонение.
Получается, что если известно склонение и высота звезды в момент кульминации, то можно рассчитать географическую широту местности, откуда проводятся наблюдения.
Что интересно, незаходящая звезда для определённой географической широты наблюдается и в верхней, и в нижней кульминации. А вот если светило находится далеко от небесного экватора в сторону юга, то его пересечение с меридианом может быть незаметно.
Для понимания, как и когда происходит кульминация звёзд можно обратиться к нашему главному светилу. Правда, самый простой пример, это Солнце. Оно, как и другие звёзды, два раза в сутки пересекает небесный меридиан. И все мы хорошо знаем это время. Во-первых, верхняя солнечная кульминация-это полдень. Во-вторых, спустя половину суток (12 часов), наступает полночь или нижняя кульминация.
Как видно, люди долгое время наблюдали за движением небесных тел. Они выделили определённые особенности и научились применять их в своей жизни. В целом, само наблюдение за загадочными и светящимися звёздными точками, небесной сферой и космосом безумно увлекательное и красивое зрелище.
Оценка статьи:
Загрузка…
Обновлено: 25.05.2023
Все светила за сутки в своем видимом движении дважды пересекают небесный меридиан. Пересечение центром светила небесного меридиана называется кульминацией светила. Кульминация — слово латинское и в переводе означает вершина. Различают верхнюю и нижнюю кульминацию светила.
Рис. 1.23. Кульминация светил: а — к югу от зенита; б — к северу от зенита
В верхней кульминации высота светила наибольшая, а в нижней — наименьшая. Для незаходящих светил обе кульминации происходят над горизонтом. Для восходящих и заходящих светил верхняя кульминация происходит над горизонтом, а нижняя под горизонтом. У невосходящих светил обе кульминации происходят под горизонтом и они недоступны наблюдениям.
Верхняя кульминация светила может происходить между зенитом и точкой юга (на южной части меридиана) или между зенитом и полюсом мира (на северной части меридиана). На рис. 1.23 изображена небесная сфера. Основные круги показаны диаметрами и хордами. Из рисунка видно, что к югу от зенита кульминируют те светила, склонение которых меньше широты места, а к северу от зенита — те светила, склонение которых больше широты места.
В момент верхней кульминации часовой угол светила равен 0, а в момент нижней кульминации 180°. Азимут светила при верхней кульминации к северу от зенита равен 0, а к югу от зенита — 180°.
При кульминации светила к югу от зенита высоты в момент верхней и нижней кульминаций рассчитывают по формулам:
При кульминации светила к северу от зенита высоты в момент верхней и нижней кульминаций рассчитываются по формулам:
Обобщая формулы высоты светила для момента верхней кульминации, получаем, что . Знак плюс перед скобкой берется тогда, когда светило кульминирует к югу от зенита , а знак минус, — когда к северу от зенита .
Высота в момент нижней кульминации для всех светил определяется по единой формуле.
Формула высоты светила в момент его верхней кульминации имеет важное практическое значение. Рассчитав высоту светила в момент верхней кульминации и сравнив ее с измеренной высотой в этот же момент, можно определить поправку секстанта. По высоте светила, измеренной в момент кульминации, при знании склонения светила можно определить широту своего местонахождения. Формулы для расчета высот светил в момент верхней и нижней кульминаций позволяют установить зависимость между широтой места наблюдателя, склонением Солнца и его высотой.
Из рассмотренных формул видно, что при предельных значениях склонения Солнца, равных его высота в момент верхней кульминации на географических широтах равна 90°, т. е. Солнце будет кульминировать в зените. На географической параллели, северная широта которой равна . Солнце кульминирует в зените в день летнего солнцестояния, а на географической параллели, южная широта которой в день зимнего солнцестояния. Географическая параллель, северная широта которой равна называется северным тропиком, или тропиком Рака, а географическая параллель, южная широта которой равна южным тропиком, или тропиком Козерога. В указанных созвездиях много веков тому назад находились точки солнцестояний.
Из формул также видно, что при склонении Солнца его высота в моменты кульминаций на широтах равна нулю. На географической параллели, северная широта которой равна высота Солнца равна нулю в момент нижней кульминации в день летнего солнцестояния и в момент верхней кульминации в день зимнего солнестояния, т. е. в эти дни на этой параллели Солнце соответственно не заходит и не восходит. Эта географическая параллель называется Северным полярным кругом.
На географической параллели, южная широта которой в день зимнего солнцестояния Солнце является незаходящим светилом, а в момент летнего солнцестояния — невосходящим светилом. Эту параллель называют Южным полярным кругом.
Пример 1. Звезда Денеб; склонение звезды широта места наблюдателя Определить высоту звезды в моменты верхней и нижней кульминаций.
Решение 1. Определяем положение звезды относительно зенита в момент верхней кульминации. Так как то звезда кульминирует к северу от зенита.
2. Определяем высоту звезды в момент верхней кульминации:
3. Определяем высоту звезды в момент нижней кульминации: . Звезда Денеб на данной широте восходит и заходит, так как ее высота в моменты верхней и нижней кульминаций имеет разные знаки.
Пример 2. Дата 22 июня; склонение Солнца ; широта Ленинграда . Определить высоту Солнца в моменты верхней и нижней кульминаций.
Решение 1. Определяем положение Солнца относительно зенита в момент верхней кульминации. Так как , то Солнце кульминирует к югу от зенита.
2. Определяем высоту Солнца в момент верхней кульминации:
3. Определяем высоту Солнца в момент нижней кульминации:
Из примера видно, что на широте Ленинграда в день летнего солнцестояния Солнце опускается под горизонт не ниже Так как темнота наступает при высоте Солнца минус 6°, то в летнее время в Ленинграде почти всю ночь длятся сумерки, т. е. наблюдаются белые ночи.
Пример 3. Звезда Вега; склонение звезды широта места наблюдателя . Определить высоту звезды в моменты верхней и нижней кульминаций.
Решение. 1. Определяем положение звезды относительно зенита в момент верхней кульминации. Так как склонение звезды меньше широты места наблюдателя, то звезда кульминирует к югу от зенита.
2. Определяем высоту звезды в момент верхней кульминации: .
3. Определяем высоту звезды в момент нижней кульминации: .
Звезда Вега на данной широте является незаходящей, так как ее высота в моменты верхней и нижней кульминаций положительная.
Словарь космических терминов
Кульминации светил (от лат. culminis — высшая точка)
Пересечение светилом небесного меридиана в южной части неба, т.е. наивысшее положение светила над горизонтом, называют верхней кульминацией. Пересечение незаходящими светилами небесного меридиана в северной части неба называют нижней кульминацией. Все сказанное выше верно для северного полушария Земли. В южном полушарии верхняя кульминация происходит в северной части неба, а нижняя — в южной.
Фрагмент текста с ошибкой:
При обнаружении ошибки в тексте Вы можете оповестить нас о ней. Для этого нужно выделить мышкой часть текста с ошибкой и нажать комбинацию клавиш «Ctrl+Enter».
107996, ГСП-6, г. Москва,
Продолжим разговор о кульминации светил. Основные понятия можно найти в первой статье о кульминациях.
Верхняя кульминация к югу от зенита
Как нам уже известно, высота полюса мира над горизонтом равна широте места наблюдения. NS — плоскость математического горизонта, PP’ — ось мира, P — северный полюс мира. Отсюда следует, что
∠NOP = φ,
где φ – широта места наблюдения. Тогда
∠NOQ’ = β = 90° – φ = ∠SOQ (как вертикальные).
Поскольку QQ’ — небесный экватор, а KK’ — суточная параллель светила, то
∠QOK = δ
Наша задача – найти зависимость высоты светила над горизонтом в момент его верхней кульминации к югу от зенита от широты места наблюдения и склонения светила. Следовательно, нас интересует
∠SOK = h = β + δ = 90° – φ + δ.
высота светила над горизонтом в момент верхней кульминации к югу от зенита
h = 90° – φ + δ
Верхняя кульминация к северу от зенита
Опираясь на опыт, полученный в предыдущем выводе, понимаем, что
∠POK = 90° – δ
∠NOP = φ
∠NOK = h = ∠POK + ∠NOP = 90° – δ + φ
высота светила над горизонтом в момент верхней кульминации к северу от зенита
h = 90° – δ + φ
Нижняя кульминация к северу от надира
Как видно из рисунка:
∠NOP = ∠NOK’ + ∠K’OP = h + ∠K’OP = φ
∠K’OQ’= ∠NOK’ + ∠NOQ’ = h + ∠NOQ’ = δ
∠NOP + ∠NOQ’ = φ + δ — h = 90°
высота светила над горизонтом в момент нижней кульминации к северу от надира
h = φ + δ – 90°
Нижняя кульминация к югу от надира
Сейчас важно понимать, что склонение светила отрицательно и высота должна получиться отрицательной.
∠K’OP’ = 90° — ∠Q’OK’ = 90° – δ,
но поскольку склонение отрицательно, а высота должна получиться отрицательной, то ∠K’OP’ = –90° – δ
∠K’OS = ∠K’OP’ + ∠P’OS = –90° – δ + φ,
но поскольку высота должна быть отрицательной, то ∠K’OS = –90° – δ – φ.
высота светила над горизонтом в момент нижней кульминации к югу от надира
h = –φ – δ – 90°
PS — повышенный полюс (в данном случае — южный), линия NS — горизонт наблюдателя, ZZ’ — отвесная линия, QQ’ — экватор. Линия AA’ — суточная параллель светила. Угол φ — широта местоположения наблюдателя, δ — склонение светила, z↑ — зенитное расстояние в верхней кульминации, z↓ — в нижней.
Кульминация (астрономия) — прохождение центра светила через небесный меридиан в процессе его суточного движения. Иначе — прохождение центром светила точки пересечения суточной параллели светила и небесного меридиана.
В течение суток все светила дважды пересекают небесный меридиан. Различают верхнюю и нижнюю кульминации светила. При условии, что величина склонения светила не меняется в течение дня, в верхней кульминации высота светила наибольшая, а в нижней — наименьшая. Для незаходящих светил обе кульминации происходят над горизонтом. Для восходящих и заходящих светил верхняя кульминация происходит над горизонтом, а нижняя под горизонтом. У невосходящих светил обе кульминации происходят под горизонтом и они недоступны наблюдениям [1] .
Также различают верхнюю кульминацию к северу и к югу от зенита. Если светило кульминирует к югу от зенита, то в момент кульминации его астрономический азимут равен 0°, а если светило кульминирует к северу от зенита, то его азимут в момент кульминации равен 180°.
Подобно тому, как северную географическую широту и северное склонение принято считать положительными величинами, а южную — отрицательными, можно присвоить знак и зенитному расстоянию. Удобно пользоваться правилом: если тень наблюдателя (действительная или воображаемая) от светила падает в северную — положительную — сторону, то и зенитное расстояние светила положительно, если в южную, — зенитное расстояние отрицательно. То же правило получается из рассмотрения астрономического азимута светила: при кульминации южнее зенита астрономический азимут светила равен 0°, и cos ( 0 ∘ ) = + 1 )=+1> ; при кульминации севернее зенита азимут равен 180°, cos ( 180 ∘ ) = − 1 )=-1> . Алгебраически знак зенитных расстояний получится при вычислениях, соблюдающих соглашения о знаках широт и склонений.
Наблюдая какое-либо светило в верхней и нижней кульминации, можно определить его склонение, а также широту места наблюдения:
Наблюдая верхние кульминации звёзд по разные стороны от зенита на близких зенитных расстояниях, также можно определять широту. Для этого необходимо знать склонения обеих звёзд, зато точность такого измерения значительно возрастает. Этот метод известен как способ Талькотта. Если северная звезда находится в верхней кульминации, то формула принимает такой вид [2] :
Если же северная звезда находится в нижней кульминации, формула выглядит так:
Читайте также:
- Чем отличается женский волейбол от мужского кратко
- Почему восстание степана разина потерпело поражение кратко
- Как написать заявление на отпуск в детском саду младшему воспитателю
- Рекомендации по подготовке ребенка к школе медико педагогическая коррекция
- Как поместить нужный объект с панели объектов на форму кратко
Слово «кульминация» происходит от латинского слова » вершина». Оно имеет несколько значений.
Одно значение часто встречается, например, в искусстве, где кульминация — момент наивысшего напряжения в развитии действия в спектакле или музыкальном произведении.
Это слово является также термином, который используется в астрономии. Его значение в этой точной науке полностью определено латинским словом, от которого оно образовалось.
Если говорить более понятным языком и применительно к нашему светилу — Солнцу, то нижняя кульминация в астрономии — это полночь, а верхняя кульминация — это полдень соответственно.
