Как найти минимальную высоту солнца над горизонтом

Как найти минимальную высоту солнца над горизонтом

Высота солнца над горизонтом — это угол между зенитом (точкой неба, прямо над вашей головой) и солнцем. Этот угол меняется в зависимости от времени суток, сезона, географической широты и других факторов. Но важно знать, как вычислять минимальную высоту солнца над горизонтом, полезную для навигации, фотографии и других задач.

Как вычислить минимальную высоту солнца

Для вычисления минимальной высоты солнца вам понадобится знание географической широты вашего места нахождения и времени суток. Вот шаги, которые вам нужно выполнить:

1. Определите географическую широту вашего места нахождения. Это можно сделать с помощью GPS или карты. Например, широта Москвы равна 55,755826.
2. Определите текущее время. Это можно сделать с помощью часов на руке, телефона или другого устройства.
3. Вычислите деклинацию солнца. Деклинация солнца — это угол между экватором и солнцем. Его можно найти в календаре или онлайн. Например, в середине лета деклинация солнца составляет примерно 23,5 градуса южной широты.
4. Вычислите часовой угол солнца. Часовой угол — это угол между меридианом вашего места нахождения и солнцем. Его можно вычислить с помощью следующей формулы:

(12 — (часовой пояс)) x 15 + (время суток в часах x 15 / 60)

5. Вычислите высоту солнца над горизонтом. Высота солнца над горизонтом — это 90 минус угол между зенитом и солнцем. Его можно вычислить с помощью следующей формулы:

высота солнца над горизонтом = sin(широта) x sin(деклинация солнца) + cos(широта) x cos(деклинация солнца) x cos(часовой угол солнца)

Теперь у вас есть минимальная высота солнца над горизонтом во время суток. Это может быть полезной информацией для навигации, фотографии и других задач.

Важность знания минимальной высоты солнца

Знание минимальной высоты солнца над горизонтом может быть полезно во многих ситуациях. Например, оно может использоваться фотографами для создания красивых снимков взгляда на солнце через призму воды или других объектов на земле. Оно также может помочь навигаторам определить точку восхода или заката солнца, что может быть полезно при путешествиях в глухих лесах или при хождении в горах. Оно также может использоваться при проектировании зданий и других сооружений, чтобы учесть, как солнечный свет будет падать на здание в течение дня.

Итог

Знание минимальной высоты солнца над горизонтом может быть полезно в разных сферах деятельности. Чтобы вычислить это значение, вам нужно знать вашу географическую широту, текущее время, деклинацию солнца и часовой угол. Зная это значение, вы можете использовать его для навигации, фотографии, проектирования сооружений и других задач.

Как найти минимальную высоту солнца над горизонтом

Наблюдение за восходом и закатом солнца может быть очень интересным времяпровождением, особенно если вы находитесь в горах. Однако эти часы могут стать еще более захватывающими, если вы научитесь определять минимальную высоту солнца над горизонтом.

Что такое минимальная высота солнца?

Минимальная высота солнца — это наименьшее расстояние между солнцем и линией горизонта в течение дня. Определение этой высоты может быть полезным, например, для того, чтобы узнать, сколько времени осталось до восхода или захода солнца, или чтобы настроить фотоаппарат на правильную экспозицию.

Как определить минимальную высоту солнца?

Существует несколько способов, которые могут помочь определить минимальную высоту солнца над горизонтом.

1. Используйте научные таблицы

Существуют научные таблицы, которые могут помочь вам определить минимальную высоту солнца над горизонтом в вашем регионе. Вам нужно будет знать координаты вашего местоположения и время суток, когда вы смотрите на небо. Затем просто найдите соответствующие таблицы и найдите минимальную высоту солнца для вашего местоположения и времени суток.

2. Измерьте угол между горизонтом и солнцем при помощи приспособлений

Если у вас есть угломер или другое приспособление, которое может измерять углы, вы можете измерить угол между горизонтом и солнцем. Затем используйте таблицы для вычисления минимальной высоты солнца. Если у вас нет таких приспособлений, вы можете самостоятельно создать прибор, который сможет измерить угол.

3. Используйте астрономические программы и приложения

Сегодня существует множество астрономических программ и приложений, которые могут помочь вам определить минимальную высоту солнца над горизонтом. Вам нужно будет ввести информацию о своем местоположении и времени суток, когда вы смотрите на небо, и программа сама посчитает минимальную высоту солнца.

Заключение

Неважно, какой метод вы выберете для определения минимальной высоты солнца, главное — помните о мере предосторожности при наблюдении за солнцем. Никогда не смотрите на него невооруженным глазом и всегда используйте специальную защиту для глаз. Разнообразьте свои наблюдения за солнцем, изучайте новые методы и не забывайте наслаждаться красотой восхода и заката.

Как найти минимальную высоту солнца над горизонтом

В поисках минимальной высоты солнца над горизонтом могут быть различные причины. Это может быть использование в качестве направления на юг, мониторинг положения Солнца для съемки фотографий, скрытие от солнечных лучей или прогнозирование спектакулярных закатов. Но как же определить минимальную высоту солнца?

Методы нахождения минимальной высоты солнца над горизонтом

• Использование специальных инструментов: в астрономии существует множество инструментов, позволяющих определить высоту Солнца над горизонтом. Одним из самых распространенных инструментов является секстант. С его помощью можно измерять угол между Солнцем и горизонтом и, следовательно, определять высоту Солнца.
• Использование приложений для мобильных устройств: сегодня на рынке множество приложений, которые позволяют определить положение Солнца и его высоту над горизонтом в режиме реального времени. Одним из таких приложений является «Sundial Compass».
• Использование сайтов и онлайн-калькуляторов: на многих сайтах и в онлайн-калькуляторах можно найти встроенные инструменты для определения минимальной высоты Солнца над горизонтом. Один из таких сайтов — «Sun Position».

Что влияет на высоту солнца над горизонтом?

Высота Солнца над горизонтом зависит от многих факторов. Одним из главных факторов является место, где находится наблюдатель. Если вы находитесь на экваторе, Солнце будет находиться в вертикальной плоскости, что означает, что его высота над горизонтом будет наибольшей. Если же вы находитесь в полюсных регионах, Солнце будет находиться очень низко над горизонтом.

Кроме того, высота Солнца над горизонтом зависит от времени года. Летом Солнце находится выше горизонта, чем зимой. К тому же, высота Солнца над горизонтом также зависит от времени дня. В полдень Солнце находится высоко над горизонтом, а утром и вечером оно находится ниже.

Заключение

Найдя минимальную высоту Солнца над горизонтом, вы сможете добиться многих преимуществ. Вам будет удобно использовать Солнце в качестве направления на юг, а также вы сможете прогнозировать закаты и ориентироваться в пространстве. Используйте инструменты, которые мы рассмотрели выше, для того, чтобы определить минимальную высоту Солнца и наслаждаться всеми преимуществами, которые она даёт.

Для решения такого типа задач школьники должны знать, что в дни весеннего и осеннего равноденствия (21 марта и 23 сентября), когда Солнце находится в зените над экватором, полуденную высоту Солнца вычисляют по формуле: h = 90° – ϕ, где h — угол, под которым находится Солнце над горизонтом в полдень, а ϕ — географическая широта места наблюдения.

На экваторе она будет составлять: 90° – 0 ° = 90°; на полюсах: 90° – 90° = 0°.

В остальные дни полуденная высота определяется по формуле:

h = 90 ° – ϕ ± δ,

где δ — склонение Солнца.

Летом (22 июня), когда Солнце находится в зените над Северным тропиком (тропиком Рака), полуденная высота его для Северного полушария увеличивается на 23° 27′, поскольку географическая широта Северного тропика составляет 23° 27′ с. ш., т. е. δ = +23° 27′, отсюда h = 90° – ϕ + δ, и для Москвы она составит:

h = 90° – 55° 45′ + 23° 27′;

h = 57° 42 ′ (это максимальная высота Солнца над горизонтом для Москвы).

А зимой (22 декабря), когда Солнце находится в зените над Южным тропиком, 23° 27′ ю. ш., (тропиком Козерога), полуденная высота его для Северного полушария уменьшается на 23° 27′, т. е. δ = –23° 27′, и для Москвы она составит:

h = 90° – 55° 45′ – 23° 27′;

h = 10° 48′ (это минимальная высота Солнца над горизонтом для Москвы).

Во все остальные дни нужно знать, на сколько и в сторону какого полушария склонилось Солнце, то есть на какой широте оно в зените в полдень. Как правило, величину склонения для каждого дня определяют на несколько лет и фиксируют в астрономических ежегодниках.

Задача 1

Определите полуденную высоту Солнца над горизонтом в Ростове-на-Дону 23 сентября.

Решение

Для решения данной задачи необходимо знать географическую широту г. Ростова-на-Дону: она составляет 47° 16′ с. ш. Поскольку в задаче речь идет о 23 сентября, дне осеннего равноденствия, когда солнце находится в полдень в зените над экватором, то δ = 0 °, поэтому этой величиной мы пренебрегаем и используем формулу: h = 90° – ϕ, отсюда:

h = 90° – 47° 16′;

h = 42° 44′.

Ответ

Полуденная высота Солнца над горизонтом в г. Ростове-на-Дону будет составлять 42° 44′.

Задача 2

Определите высоту полуденного Солнца в Новороссийске 22 декабря.

Решение

Географическая широта Новороссийска составляет 44° 43′ с. ш.

22 декабря — день зимнего солнцестояния, полуденная высота его для Северного полушария уменьшается на 23° 27′, т. е. δ = –23° 27′. Эти значения подставляем в формулу h = 90° – ϕ ± δ, отсюда:

h = 90° – 44° 43′ – 23° 27′;

h = 21° 50′.

Ответ

Полуденная высота Солнца 22 декабря в г. Новороссийске составит 21° 50′.

---

Как определить полуденную
высоту Солнца над горизонтом в дни летнего и зимнего солнцест., вес. и осеннего
равноденствия ?

Bо время весеннего и осеннего равноденствий полуденная высота
Солнца равна дополнению географической широты места до 90°, а во время зимнего
и летнего солнцестояний она меньше или больше равноденственной на угол, равный
наклонности эклиптики к экватору.

В дни равноденствий высота полуденного
Солнца (φ0) над горизонтом для разных широт (φ1) определяется по формуле:

φ0 = 90° – φ1

Координаты Донецка: 48°00′32″ с. ш. 37°48′15″ в.
д.

В г. Донецке 21 марта и 23 сентября в
полдень Солнце находится на высоте:

φ0 = 90° – 48°= 42 °

Летом,
когда Солнце находится над тропиком каждого полушария, высота его в полдень
увеличивается на 23° 27′, т. е.

φ0 = 90° – φ1 + 23° 27′

φ0 = 90°- 48° +23° 27’= 65° 27′

В Донецке 21 июня высота Солнца равна
65°27′

Зимой,
когда Солнце перемещается в противоположное полушарие, высота его
соответственно уменьшается и достигает минимума в дни солнцестояния, когда ее
следует уменьшить на 23°27′, т. е.

φ0 = 90° – φ1- 23° 27′

φ0 = 90°- 48° – 23° 27’= 18° 33′

В Донецке 22 декабря Солнце находится на
высоте 18° 33′

определить можно так: 90 минус широта данного места. например
в Москве широта 56 градусов, значит высота солнца в полдень в дни равноденствий
будет 90 – 56 = 34 градуса над горизонтом.

Определение высоты полуденного солнца

(угла падения солнечных лучей)

Дни равноденствия:     весеннего – 21 марта           осеннего
– 23 сентября

90° – широта места =

Летнее солнцестояния – 22 июня

90° -широта + 23,5°=

Зимнее солнцестояние – 22 декабря

90° – широта – 23,5°=

Определение высоты полуденного солнца

(угла падения солнечных лучей)

Дни равноденствия:     весеннего – 21 марта          
осеннего – 23 сентября

90° – широта места =

Летнее солнцестояния – 22 июня

90° -широта + 23,5°=

Зимнее солнцестояние – 22 декабря

90° – широта – 23,5°=

Определение высоты полуденного солнца

(угла падения солнечных лучей)

Дни равноденствия:     весеннего – 21 марта          
осеннего – 23 сентября

90° – широта места =

Летнее солнцестояния – 22 июня

90° -широта + 23,5°=

Зимнее солнцестояние – 22 декабря

90° – широта – 23,5°=

Как определить
географические широты по высоте Солнца в полдень?

1.Для более точного определения необходимо знать только одну
величину – склонение Солнца. Склонение – расстояние от экватора, т. е.
насколько Солнце севернее или южнее экватора.
Максимальная высота экватора над горизонтом
равна 90 – fi.

Поэтому широта равна fi = 90 – h + d.

(fi – широта, h – высота Солнца, d – склонение
Солнца).

2. Широта места в градусах, определяемая
по высоте светила в полдень рассчитывается так:
fi = (90-betta)+23*cos(Tet);

Эта формула, полученная мной, является
приближенной, в ней обозначены:

fi – широта места, betta – угол между плоскостью
горизонта и направлением на солнце (высота Солнца) , 23.5 – угол наклона земной
оси, Tet – угловое положение Земли на эллиптической орбите относительно
положения, соответствующего 22 июня.
Следует отметить, что в полдень солнце точно на
юге для представителей северного полушария, для южного полушария оно на севере,
это надо учитывать при расчете широты

Определение географической
широты по высоте Солнца в полдень

Дни равноденствия:     весеннего – 21 марта          
осеннего – 23 сентября

                      90° – высота Солнца = широта места 

Летнее солнцестояния – 22 июня

                        90° – высота Солнца  +
23,5° = широта

Зимнее солнцестояние – 22 декабря

                        90° – высота Солнца – 23,5° = широта

Определение географической
широты по высоте Солнца в полдень

Дни равноденствия:     весеннего – 21 марта          
осеннего – 23 сентября

                      90° – высота Солнца = широта места 

Летнее солнцестояния – 22 июня

                        90° – высота Солнца  +
23,5° = широта

Зимнее солнцестояние – 22 декабря

                        90° – высота Солнца – 23,5° = широта

Определение географической
широты по высоте Солнца в полдень

Дни равноденствия:     весеннего – 21 марта          
осеннего – 23 сентября

                      90° – высота Солнца = широта места 

Летнее солнцестояния – 22 июня

                        90° – высота Солнца  +
23,5° = широта

Зимнее солнцестояние – 22 декабря

                        90° – высота Солнца – 23,5° = широта

Продолжаем тему, начатую статьей Восход и закат солнца.

На повестке дня вычисление азимута солнца и его высоты над горизонтом в любой момент времени в точке с заданными координатами. Азимут мы откладываем от севера по часовой стрелке.

Алгоритм расчета взят отсюда. Описал его какой-то хороший швед. Он старался как мог, но все равно для стороннего человека ничего не понятно. Например, я могу еще понять, как мы переходим от одной системы координат к другой, но понять, почему долгота перигелия солнца вычисляется как
, где d — количество дней от эпохи J2000 — это уже выше моих сил.

Видимо где-то далеко, в башне из слоновой кости, сидят астрономы, и все эти цифры рассчитывают, а потом все остальные смертные их используют. Может быть какой-нибудь астроном когда-нибудь расскажет о том, как это все происходит; пока же пришлось взять на веру все эти магические цифры и воплотить расчет в жизнь. Очевидно, так делает большинство.

Есть несколько книг, которые обычно рекомендуют людям на форумах, когда не хотят отвечать развернуто, типа, «смотри вон там», и я тоже приведу их здесь:

Jean Meeus. Astronomical algorithms
Peter Duffett-Smith. Practical Astronomy with your calculator.

Как и в случае калькуляторов для расчета времени восхода и захода солнца, ниже представлены два калькулятора — первый берет информацию о координатах и часовом поясе из справочника городов, т. е. остается только выбрать город и ввести время наблюдения; а второй позволяет задать координаты и часовой пояс «вручную». Информацию о городах могут добавлять в справочник зарегистрированные пользователи.

Отрицательная высота над горизонтом соответствует темному времени суток — солнце «под» горизонтом. Пересечение с горизонтом утром происходит примерно на азимуте 90 градусов, из чего можно сделать смелый вывод, что солнце восходит все-таки на востоке.

Paul Schlyter (это швед) утверждает, что ошибка в расчетах не превышает одной угловой минуты для дат в диапазоне 1900 – 2100.

ЗАДАЧИ 
НА  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ВЫСОТЫ  СОЛНЦА НАД  ГОРИЗОНТОМ  В  ПОЛДЕНЬ

    
Для  решения  такого  типа  задач  школьники  должны  знать, что  в  дни 
весеннего  и  осеннего  равноденствия ( 21 марта и  23 сентября), когда Солнце 
находится  в  зените  над  экватором, полуденную  высоту  Солнца  вычисляют 
по  формуле:  h=
90⁰ – φ, 
где

h
–
угол,
под  которым  находится  Солнце  над  горизонтом  в  полдень ;            φ–
географическая широта  места  наблюдения.

 На 
экваторе  она  будет  составлять : 90⁰ – 0⁰= 90 ⁰
; на  полюсах 90⁰– 90⁰= 0⁰.

 
В остальные  дни  полуденная  высота  определяется  по  формуле:

h
= 90⁰ – φ
± δ 
, где  δ – склонение  Солнца.

  
Летом  ( 22 июня), когда  Солнце  находится  в  зените  над  Северным  тропиком
( тропиком  Рака), полуденная  высота  его  для  Северного  полушария 
увеличивается  на  23⁰27′ , поскольку  географическая  широта 
Северного  тропика  составляет  23⁰27′ с.ш., т.е.  δ= 
+ 23⁰27′ , отсюда 

h=
90⁰ – φ
+ δ , и  для  Москвы  она   составит : h=
90⁰ – 55⁰ 45′ + 23⁰27′ ;

h=
57⁰42′ ( это  максимальная  высота 
Солнца  над  горизонтом  Москвы).

  
А  зимой  ( 22 декабря), когда  Солнце  находится  в зените  над  Южным 
тропиком, 23⁰27′ ю.ш.( тропиком  Козерога), полуденная 
высота  его  для  Северного  полушария  уменьшается  на 23⁰27′, и 
для  Москвы  она  составит:  h
= 90⁰ –   55⁰ 45′ – 23⁰27′ = 10⁰48′

h
= 10⁰48′ ( это  минимальная  высота  Солнца  над 
горизонтом  для Москвы).

     
Во  все  остальные  дни  нужно  знать, на  сколько  и  в  сторону  какого 
полушария  склонилось  Солнце, то  есть на  какой  широте  оно  в  зените  в 
полдень. Как  правило,  величину  склонения  для  каждого  дня  определяют на 
несколько  лет  и  фиксируют  в  астрономических  ежегодниках.

Задача 1

Определите 
полуденную  высоту  Солнца  над  горизонтом  в Ростове-на-Дону  23  сентября.

Решение :

-Для 
решения  данной  задачи  необходимо  знать  географическую  широту 
г.Ростова-на –Дону : она  составляет  47⁰16′  с.ш.  Поскольку 
в  задаче  речь  идёт о  23  сентября,  дне  осеннего  равноденствия, когда
Солнце  находится  в  полдень  в  зените  над  экватором  , то δ =0⁰,
поэтому  этой  величиной  мы пренебрегаем  и  используем  формулу: :  h=
90⁰ – φ, 
отсюда : :  h=
90⁰ – 47⁰16’= 42˚44′

Ответ:
Полуденная  высота  Солнца  над  горизонтом  в
г.Ростове-на-Дону  будет  составлять 42˚44′ .

Задача  2

Определите 
высоту  полуденного  Солнца  в  Новороссийске  22  декабря.

Решение :

Географическая 
широта  Новороссийска  составляет  44⁰43′ с.ш.

 
22 декабря – день  зимнего солнцестояния,
полуденная  высота  его  для  Северного  полушария  уменьшается  на 23⁰27′,
т.е.  δ= – 23⁰27′. Эти  значения  подставляем  в
формулу  h = 90˚ – φ±δ 
, отсюда  :

h
= 90⁰ – 44⁰43′- 23⁰27′

h
= 21⁰ 50’/

Ответ:
Полуденная  высота  Солнца  22  декабрч  в 
г.Новороссийске  составит  21⁰50′.

Задача 3

Определите 
высоту  полуденного  Солнца  над  горизонтом   в Каире 23 сентября.

Решение :

Географическая 
широта  Каира  составляет  30⁰ с.ш.

23
сентября- это день  осеннего  равноденствия  и  Солнце 
находится  в  полдень  в  зените  над  экватором  , то δ =0⁰,
поэтому  этой  величиной  мы пренебрегаем  и  используем  формулу: :  h=
90⁰ – φ, 
отсюда :  h=
90⁰ –30⁰ = 60⁰

Ответ:
Полуденная  высота  Солнца  над  горизонтом  в
г.Каире  будет  составлять 60⁰