Доклад на тему понятие сумерки в астрономии

Доклад на тему понятие сумерки в астрономии

Введение

Сумерки — часть суток между ночью и восходом Солнца и между заходом Солнца и ночью, в течение которого Солнце уже (ещё) находится за горизонтом и невидимо, но ещё (уже) видны признаки заката (рассвета), обусловленные рассеянием солнечного света в верхних слоях атмосферы Земли. Поверхность Земли в это время освещается рассеянным светом и не полностью освещена. Благодаря тому, что в это время свет необыкновенен и романтичен, а также благодаря возможности снимать в это время ночные кадры приемлемой для зрителя освещённости, сумерки давно популярны среди фотографов и художников, которые называют этот период «режимное время».

Формально, сумерки – это отрезок времени перед восходом и после захода Солнца, во время которого естественный свет обеспечивается верхними слоями атмосферы, которые, принимая прямые солнечные лучи, отражает часть их на поверхность Земли.

Различают гражданские, навигационные и астрономические сумерки.

1. Определение

С научной точки зрения, сумерки различаются в зависимости от позиции Солнца относительно горизонта. Установлены три подвида сумерек: гражданские сумерки (самые светлые, по окончании или перед их началом видны самые яркие звёзды), навигационные сумерки (невозможно читать без дополнительного освещения) и астрономические сумерки (до или после них — астрономическая ночь: видны все звёзды).

Название Позиция Солнца

(угол к горизонту в градусах)

Ночь >18° Астрономические сумерки 12°-18° Навигационные сумерки 6° — 12° Гражданские сумерки 0° — 6° День Солнце выше горизонта

Для сравнения, угловой диаметр Солнца 0.5°. Примечание: Если Солнце ниже горизонта на 8.5°, на Земле освещённость такая же, как ночью при полной луне.

2. Гражданские сумерки

Гражданские сумерки — наиболее светлая часть сумерек, длящаяся от момента видимого захода Солнца за линию горизонта до момента погружения центра Солнца под линию горизонта на 6°. Во время гражданских сумерек есть возможность наблюдать ярчайшие небесные светила, например, Венеру (Венера иногда может быть видна и днём при свете Солнца). Считается, что в эту часть сумерек на открытом месте можно без искусственного освещения выполнять любые работы. Этот фактор учитывается в некоторых законах, таких, как обязательное включение фар после захода Солнца, или рассмотрение грабежа в это время как ночной грабёж, который в некоторых уголовных кодексах наказывается строже. В таких случаях, чаще чем «градусный период», используется определённый промежуток времени (обычно 30 минут до рассвета/после заката). Гражданские сумерки также могут быть описаны как период, в течение которого при хороших атмосферных условиях освещения достаточно, чтобы чётко видеть наземные объекты; утром в начале или вечером в конце гражданских сумерек чётко различима линия горизонта и при хороших атмосферных условиях хорошо видны самые яркие звёзды.

Если гражданские сумерки продолжаются в течение всей ночи, то такая ночь называется белой. Летом к северу от полярного круга Солнце вообще не заходит за горизонт и наблюдается полярный день.

Сумерки — период времени, когда прекращается цветное восприятие окружающих объектов при естественном освещении.

3. Навигационные сумерки

Навигационные сумерки — достаточно светлая часть сумерек, когда центр Солнца находится ниже горизонта от 6 до 12 градусов.

Считается, что в эту часть сумерек естественное освещение позволяет судоводителю ориентироваться по береговым предметам при хождении корабля вблизи берега.

Навигационные сумерки вблизи дня летнего солнцестояния продолжаются всю ночь на широтах более 54°, то есть, в том числе, и в Москве, Санкт-Петербурге Калининграде, Нижнем Новгороде, Казани, Омске, Перми, Екатеринбурге, Новосибирске, Красноярске и других городах на этих широтах. За рубежом частично в Казахстане, Монголии, Китае, Белоруссии, Польше, Германии, Великобритании, Канаде, США; полностью на территории Латвии, Эстонии, Литвы, Финляндии, Швеции, Норвегии, Дании, Исландии. В Южном полушарии — в южных территориях Аргентины и Чили.

Тем не менее такого освещения недостаточно для нормальной жизнедеятельности человека (освещение на улице ближе к ночному, чем к вечернему в классическом понимании), поэтому улицы населённых пунктов нуждаются в искусственном освещении.

В начале этого вида сумерек утром, или в конце его вечером , при хороших атмосферных условиях и при отсутствии других источников света, общие очертания наземных объектов могут быть различимыми, но сложные наружные операции делать невозможно, и горизонт неотчётлив. Навигационные сумерки также используются военными. Аббревиатуры BMNT (англ. begin morning nautical twilight -начало утренних навигационных сумерек) и EENT (англ. end evening nautical twilight -конец вечерних навигационных сумерек) используются и принимаются во внимание при планировании военных действий. Военные подразделения могут относиться к BMNT и EENT с большей безопасностью. Это было принято частично благодаря опыту Франко-индейской войны, когда солдаты в обоих лагерях использовали эти отрезки времени для атак.

4. Астрономические сумерки

Так называется время, когда Солнце находится от 12 до 18° ниже горизонта. Большинство случайных наблюдателей отмечают, что все небо уже полностью тёмное даже в самом начале астрономических сумерек вечером или конца утром, и астрономы могут легко проводить наблюдения за небесными светилами, такими, как звёзды, но слабо рассеивающие объекты, такие, как туманности и галактики могут быть хорошо видны до или после астрономических сумерек. Однако, для обычного наблюдателя астрономические сумерки неотличимы от ночи.

Читайте также:  Мышка не реагирует на движение что делать

Из наблюдений известно, что вечерняя заря прекращается, когда Солнце опустится под горизонт на 18°, при этом на небе уже видны самые слабые звёзды, а в начале астрономических сумерек утром звезды пропадут. Однако, благодаря «световому загрязнению» в некоторых местностях — главным образом в больших городах— никогда не будут видны даже звёзды 4-й величины, практически независимо от сумерек. Поэтому за начало или конец астрономической зари принимается тот момент, когда зенитное расстояние Солнца равно 108°. В приполярных широтах летом заря бывает всю ночь, в течение того времени, когда склонение Солнца больше (90° — φ) — 18°, где φ означает широту места.

Продолжительность t и то склонение Солнца δ, когда сумерки будут кратчайшие, вычисляются по формулам:

  • sin t/2 = sin 9° x sec φ
  • sin δ = -tg 9° x sin φ.

5. Продолжительность сумерек

Продолжительность сумерек перед восходом и после захода Солнца сильно зависит от широты места. В приполярных районах сумерки (если бывают) могут длиться по несколько часов. На полюсах сумерек не происходит в течение месяца до и после зимнего солнцестояния. На полюсах сумерки могут длиться до двух недель, в то время, как на экваторе они могут длиться до двадцати минут. Это объясняется тем, что в районах низкой географической широты кажущееся движение Солнца перпендикулярно горизонту наблюдателя. К тому же, линейная скорость вращения земли имеет наибольшее значение на экваторе и уменьшается с увеличением широты. Таким образом, данное место на экваторе пройдёт все зоны сумерек прямо и быстро. При приближении к приполярным районам солнечный диск будет находиться под меньшим углом и опускаться под горизонт медленнее, а данная точка Земли будет проходить через различные зоны не так прямо, за большее время. В умеренных широтах сумерки имеют наименьшую продолжительность во время равноденствий, немного удлиняясь во время зимнего солнцестояния и гораздо дольше в конце весны и в начале лета. За полярными кругами летом день не прерывается на ночь и сумерки длятся буквально неделями (в полярные весну и осень). В определённый день в начале марта 2008 Северный полярный круг находился на широте 66° 33’ 42.36. В районах высоких широт ниже полярного круга, дней без перерыва на ночи не бывает, но сумерки могут длиться от заката до рассвета. Это явление часто называется «Белые ночи». Широты, выше которых в определённые времена сумерки могут длиться всю ночь: астрономические-48° 33’ 42”, навигационные-54° 33’ 42”, гражданские-60° 33’ 42” (см. рисунок "Сумерки на Европейской территории России"). Список крупных городов, где могут длиться всю ночь: гражданские сумерки: Анадырь, Архангельск, Воркута, Мурманск, Норильск, Якутск, Тампере, Умео, Тронхейм, Торсхавн, Рейкьявик, Нук, Уайтхорс и Анкоридж; навигационные сумерки: Петропавловск, Магадан, Москва, Витебск, Вильнюс, Рига, Таллин, Вейхерово, Фленсбург, Хельсинки, Стокгольм, Копенгаген, Осло, Ньюкасл-апон-Тайн, Глазго, Белфаст, Гранд-Прери, Джуно, Ушуайя и Пуэрто-Уильямс; астрономические сумерки: Астана, Киев, Минск, Варшава, Кошице, Цветль, Прага, Берлин, Париж, Люксембург, Амстердам, Лондон, Кардифф, Дублин, Беллингхэм (Вашингтон), Рио-Галлегос и Пунта-Аренас. Хотя, в Хельсинки, Осло, Стокгольме, Таллине и Санкт-Петербурге, фактически гражданские сумерки не длятся всю ночь, даже во время солнцестояния. Там во время летнего солнцестояния небо заметно светлее (белые ночи).

6. Другие планеты

Сумерки на Марсе длятся дольше, чем на Земле, до двух часов перед восходом или после захода Солнца. Находящаяся высоко в атмосфере пыль рассеивает свет на тёмную сторону планеты. Похожие сумерки наблюдаются на Земле после больших вулканических извержений

Су́мерки — интервал времени, в течение которого Солнце находится под горизонтом, а естественная освещённость на Земле обеспечивается отражением солнечного света от верхних слоёв атмосферы и остаточным люминесцентным свечением самой атмосферы, вызываемым ионизирующими излучениями Солнца.

В зависимости от максимального угла нахождения Солнца под горизонтом различают гражданские, навигационные и астрономические сумерки.

Сумерки на любой широте ниже полярного круга, в зависимости от определения понятия ночь, могут рассматриваться или как часть ночи, или как часть суток между ночью и днём. При этом сумерки могут называться утренними (перед восходом солнца) или вечерними (после заката).

Содержание

Описание [ править | править код ]

Принято различать три вида сумерек: гражданские, навигационные и астрономические, в зависимости от максимального угла нахождения Солнца (центра солнечного диска) под истинным горизонтом. Астрономическая рефракция (около 35′) и угловой диаметр Солнца (половина диаметра — около 15′) обуславливают минимальное значение угла, определяющего светлую границу сумерек, 0°50′.

Читайте также:  Игра угадай число 3 класс

Большинство источников даёт следующее разделение по виду сумерек [1] [2] :

Сумерки Угол нахождения Солнца под горизонтом
гражданские от 0°50′ до 6°
навигационные от 6° до 12°
астрономические от 12° до 18°

Иногда угол нахождения Солнца указывается от зенита. Например, Большой астрономический словарь даёт следующее определение сумерек [3] :

Время перед восходом солнца и после заката, когда небо частично освещено рассеянным солнечным светом. Гражданские сумерки определяются как период, когда расстояние от зенита до центра диска Солнца составляет от 90°50′ до 96°; навигационные сумерки — интервал времени, когда эта величина составляет от 96° до 102°, а астрономические сумерки — от 102° до 108°.

Встречаются и такие определения [4] :

Сумерки Угол нахождения Солнца под горизонтом
гражданские 0°50′—6°
навигационные 0°50′—12°
астрономические 0°50′—18°

В российской практике такое разделение по виду сумерек (с одинаковой светлой границей), как правило, не используется.

Гражданские сумерки [ править | править код ]

В интервале гражданских сумерек есть возможность наблюдать ярчайшие небесные светила, например, Венеру (Венера иногда может быть видна и днём при солнечном свете). Считается, что в это время на открытом месте можно без искусственного освещения выполнять любые работы. Этот интервал учитывается в некоторых законах, таких, как обязательное включение фар после заката солнца или рассмотрение грабежа в это время как ночной грабёж, который в некоторых странах наказывается строже. Такие законы обычно используют фиксированный интервал времени после заката солнца или до его восхода (обычно 20-30 минут), а не то, на сколько градусов солнце находится ниже горизонта.

В конце гражданских сумерек вечером (и в начале — утром) при благоприятных атмосферных условиях освещения чётко различаются наземные объекты и хорошо просматривается линия горизонта. Если вечерние гражданские сумерки сменяются утренними, то такое явление иногда называют белыми ночами, иногда такое название используется также применительно к навигационным сумеркам.

Навигационные сумерки [ править | править код ]

Считается, что в интервале угла нахождения Солнца под горизонтом от 6° до 12° уже хорошо видны все навигационные звезды и всё еще видна линия горизонта, что позволяет судоводителю использовать секстант для измерения угла между небесными светилами и видимым горизонтом.

Тем не менее, такого освещения недостаточно для нормальной жизнедеятельности человека (освещение на улице ближе к ночному, чем к вечернему в классическом понимании), поэтому улицы населённых пунктов нуждаются в искусственном освещении.

Если угол нахождения Солнца под горизонтом менее 12°, при хороших атмосферных условиях и при отсутствии других источников света, общие очертания наземных объектов могут быть различимыми, но сложные наружные операции делать невозможно, и горизонт неотчётлив. Навигационные сумерки также используются военными. Аббревиатуры BMNT (англ. begin morning nautical twilight — начало утренних навигационных сумерек) и EENT (англ. end evening nautical twilight — конец вечерних навигационных сумерек) используются и принимаются во внимание при планировании военных действий. Военные подразделения в BMNT и EENT могут столкнуться с большей опасностью. Это было принято частично благодаря опыту Франко-индейской войны, когда солдаты в обоих лагерях использовали эти отрезки времени для атак.

Ночи, в течение которых вечерние навигационные сумерки сменяются утренними, иногда называют «голубыми ночами».

Астрономические сумерки [ править | править код ]

В интервале угла нахождения Солнца под горизонтом от 12° до 18° большинство случайных наблюдателей отмечают, что все небо уже полностью тёмное и практически не отличается от ночного. В это время астрономы могут легко проводить наблюдения над небесными светилами, например звёздами, но слабо рассеивающие объекты — туманности и галактики — могут быть хорошо видны в период между астрономическими сумерками, то есть в период астрономической ночи. Следует иметь в виду, что из-за светового загрязнения в некоторых местностях — главным образом в больших городах — никогда не будут видны даже звёзды 4‑й величины, независимо от угла нахождения Солнца под горизонтом.

Продолжительность сумерек [ править | править код ]

Солнечный диск перемещается со средней скоростью 0,25° в минуту, или 15° в час (360° за сутки), но перемещение при восходе и закате происходит, как правило, не под прямым углом к горизонту, поэтому продолжительность любого интервала сумерек определяется этим углом, увеличиваясь при более острых углах. Угол траектории перемещения солнечного диска вблизи горизонта зависит:

  • от географической широты места;
  • от времени года (из-за изменения угла наклона земной оси по направлению к Солнцу).

Наименьшая среднегодовая продолжительность сумерек наблюдается на экваторе. Наименьшая продолжительность сумерек на заданной широте, исключая районы выше полярного круга, наблюдается в период равноденствий. Чем ближе к дням летнего или зимнего солнцестояния, тем солнце пересекает горизонт под более острым углом, и продолжительность сумерек увеличивается.

Читайте также:  Брак между белой и черным

Продолжительность гражданских сумерек в минутах:

  • 20—24 — на экваторе;
  • 29—36 — на широте Сочи (43,6°);
  • 37—61 — на широте Москвы (55,8°).

Сумерки в районах ниже полярного круга [ править | править код ]

В умеренных и высоких широтах в день летнего солнцестояния, а также в определённый период перед ним и после него, сумерки (того или иного вида) могут длиться от заката до восхода не прекращаясь. В этот период склонение Солнца δ > (90° — φ) — |h|, где φ — широта места, |h| — угол погружения Солнца под горизонт. Это происходит в точках, угловое расстояние которых от полярного круга (разность между широтой полярного круга и широтой данной точки) меньше угла погружения Солнца под горизонт для сумерек данного вида. Принимая широту полярного круга равной 66,6° (66°33′42″,36 на начало марта 2008 года), имеем следующие широты, выше которых сумерки могут длиться от заката до восхода не прекращаясь:

  • 60,33° — сумерки всех видов (включая районы выше полярного круга, где непрекращающиеся сумерки предшествуют наступлению полярного дня и следуют за его окончанием);
  • 54,33° — навигационные и астрономические сумерки;
  • 48,33° — только астрономические сумерки.

Населённые пункты и территории, где указанные сумерки могут длиться от заката до восхода не прекращаясь:

Сумерки в районах выше полярного круга [ править | править код ]

На географических полюсах сумерки (того или иного вида) длятся 2—3 недели до и после полярного дня. Гражданские сумерки на Северном полюсе длятся с 25 сентября по 9 октября и с 5 по 18 марта. Гражданские сумерки на широте 67,5° в день зимнего солнцестояния длятся по 3 часа до и после полудня.

В районах выше полярного круга во время полярной ночи в течение суток, несмотря на отсутствие восхода и заката, могут наблюдаться сумерки того или иного вида. В точках, угловое расстояние которых от полярного круга больше угла погружения Солнца под горизонт для сумерек данного вида, последние не наблюдаются, по крайней мере, в день зимнего солнцестояния. Таким образом, имеем следующие широты, выше которых во время полярной ночи в течение суток могут не наблюдаться указанные сумерки:

  • 72,6° — только гражданские сумерки;
  • 78,6° — гражданские и навигационные сумерки;
  • 84,6° — все виды сумерек.

Воркута, Мурманск, Нарьян-Мар, Норильск находятся ниже 70° с. ш., поэтому там ежедневно в течение всей полярной ночи наблюдаются все виды сумерек. В российском посёлке Диксон (73,5° с. ш.) во время полярной ночи в течение суток могут не наблюдаться гражданские сумерки (в частности, в день зимнего солнцестояния).

Разное [ править | править код ]

Благодаря тому, что сумеречный свет необыкновенен и романтичен, а также благодаря возможности снимать в это время ночные кадры приемлемой для зрителя освещённости, сумерки давно популярны среди фотографов и художников, которые называют этот период «режимным временем».

Сумерки на Марсе длятся дольше, чем на Земле, до двух часов перед восходом или после захода Солнца. Находящаяся высоко в атмосфере пыль рассеивает свет на тёмную сторону планеты. Похожие сумерки наблюдаются на Земле после больших вулканических извержений.

Дневной мусульманский пост в месяц Рамадан начинается в момент наступления утренних сумерек (появление света на горизонте с восточной стороны) и длится до заката Солнца.

Сумерки — это период суток, когда Солнце опускается за горизонт, оно не­которое время продолжает освещать верхние слои атмосферы.

Виды сумерек

По времени различают вечерние сумерки — после захо­да Солнца и утренние — перед восходом. Считается, что граж­данские сумерки (освещённость на поверхности Земли доста­точна, чтобы читать газету) продолжаются до тех пор, пока высота Солнца h>-7°; затем наступают астрономические су­мерки, которые продолжаются до тех пор, пока h>-17°.

Астрономические сумерки

Период, пока Солнце опускается до -17°, называется ас­трономическими сумерками. После этого наступает ночь. Ас­трономические сумерки могут длиться всю ночь на широтах, больших 49°30’. В этот период на таких широтах искусствен­ные спутники Земли не заходят в тень и могут наблюдаться всю ночь.

Белые ночи

Если в нижней кульминации Солнце не опускается за го­ризонт больше чем на 7°, то утренние и вечерние гражданские сумерки перекрываются и, собственно, ночь отсутствует. Это наблюдается на широтах, больших 59°30’. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

В Санкт-Петербурге этот период назван Ф. М. Достоевским белыми ночами; они продолжаются в течение 40 дней, со 2 июня по 12 июля, когда уличные фонари не зажигаются. Теперь выражение «белые ночи» стало термином. Они быва­ют везде, где сливаются вечерние и утренние сумерки.

Ссылка на основную публикацию
Дзен яндекс новости включить на телефоне бесплатно
Ни для кого не секрет, что пользоваться платформой Яндекс.Дзен можно не только с компьютера, но и с телефона. И я...
Гугл диск синхронизация папки
Если вы ещё не разобрались, как синхронизировать Гугл Диск с компьютером, то сейчас мы вас научим это делать. На самом...
Гугл карта орел панорама
Панорамы Орла на карте позволяют совершить виртуальный тур по улицам Орла: просмотреть дома, памятники, мосты и достопримечательности на панорамах Орла....
Диабло 1 моды на русском
Download Diablo 1 HD MOD - DOWNLOAD Diablo 1 HD MOD v1.045 Early Developer Alpha Polish Language Public Beta v1.045...
Adblock detector