Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Туманный летний восход солнца над пустыней Мохаве
Замедленная съемка сумерек и восхода солнца в Йёвике в феврале 2021 года
Горизонт гавани Гаосюн , Тайвань на рассвете.

Восход (или восход солнца ) в тот момент , когда верхний лимб Солнца на появляется горизонт в утром . [1] Этот термин может также относиться ко всему процессу пересечения солнечным диском горизонта и сопровождающим его атмосферным эффектам . [2]

Терминология [ править ]

"Взлет" [ править ]

Хотя кажется, что Солнце «встает» из-за горизонта, на самом деле это движение Земли вызывает появление Солнца. Иллюзия движущегося Солнца возникает из-за того, что наблюдатели Земли находятся во вращающейся системе отсчета ; это очевидное движение настолько убедительно, что во многих культурах мифологии и религии строились на геоцентрической модели, которая преобладала до тех пор, пока астроном Николай Коперник не сформулировал свою гелиоцентрическую модель в 16 веке. [3]

Архитектор Бакминстер Фуллер предложил термины «солнечный свет» и «солнечное затмение», чтобы лучше представить гелиоцентрическую модель, хотя термины не вошли в общий язык.

Начало и конец [ править ]

Астрономически восход солнца происходит только на мгновение: момент, когда верхний край Солнца кажется касательным к горизонту. [1] Однако термин восход солнца обычно относится к периодам времени до и после этой точки:

  • Сумерки , период утром, когда небо светлеет , но Солнца еще не видно. Начало утренних сумерек называется астрономическим рассветом .
  • Период после восхода Солнца, в течение которого все еще видны яркие цвета и атмосферные эффекты. [2]

Измерение [ править ]

На этой диаграмме Солнца на восходе (или закате ) показаны эффекты атмосферной рефракции .

Угол [ править ]

Восход солнца на самом деле происходит до того, как Солнце действительно достигает горизонта, потому что атмосфера Земли преломляет изображение Солнца. На горизонте средняя величина преломления составляет 34 угловые минуты , хотя эта величина зависит от атмосферных условий. [1]

Кроме того, в отличие от большинства других солнечных измерений, восход солнца происходит тогда, когда кажется, что верхняя часть Солнца , а не его центр пересекает горизонт. Видимый радиус Солнца на горизонте составляет 16 угловых минут. [1]

Эти два угла вместе определяют восход солнца, когда центр Солнца находится на 50 угловых минут ниже горизонта или 90,83 ° от зенита . [1]

Время дня [ править ]

Время восхода солнца меняется в течение года, а также зависит от долготы и широты зрителя, высоты и часового пояса. Эти изменения вызваны осевым наклоном Земли, суточным вращением Земли, движением планеты по годовой эллиптической орбите вокруг Солнца и парными оборотами Земли и Луны друг вокруг друга. Аналемма может быть использована , чтобы сделать приблизительные предсказания времени восхода.

Время восхода солнца в 2008 году в Либревиле , Габон . Вблизи экватора изменение времени восхода солнца в основном определяется изменением уравнения времени . Смотрите здесь карту восхода солнца в другом месте.

Поздней зимой и весной восход солнца, наблюдаемый из умеренных широт, происходит каждый день раньше, достигая самого раннего времени около летнего солнцестояния ; хотя точная дата зависит от широты. После этого время восхода солнца с каждым днем ​​становится позже, достигая своего последнего времени примерно в период зимнего солнцестояния . Смещение между датами солнцестояния и самым ранним или самым поздним временем восхода солнца вызвано эксцентриситетом орбиты Земли и наклоном ее оси и описывается аналеммой , которую можно использовать для предсказания дат.

Изменения атмосферной рефракции могут изменить время восхода солнца, изменив его видимое положение. Вблизи полюсов изменение времени суток преувеличено, поскольку Солнце пересекает горизонт под очень малым углом и, таким образом, поднимается медленнее. [1]

Учет атмосферной рефракции и измерение от передней кромки немного увеличивает среднюю продолжительность дня по сравнению с ночью . Однако уравнение восхода солнца , которое используется для получения времени восхода и захода солнца, использует для расчета физический центр Солнца, пренебрегая атмосферной рефракцией и ненулевым углом, который образует солнечный диск.

Расположение на горизонте [ править ]

Пренебрегая эффектами рефракции и ненулевым размером Солнца, всякий раз, когда происходит восход солнца, в регионах с умеренным климатом он всегда находится в северо-восточном квадранте от мартовского равноденствия до сентябрьского равноденствия и в юго-восточном квадранте от сентябрьского равноденствия до мартовского равноденствия. [4] Восходы солнца происходят примерно на востоке в мартовское и сентябрьское равноденствия для всех зрителей на Земле. [5] Точные расчеты азимутов восхода солнца в другие даты сложны, но их можно оценить с разумной точностью с помощью аналеммы .

Внешний вид [ править ]

Раннее декабрьское утро, вид с высотного здания в Скопье, Северная Македония, ярко-красный, оранжевый и розовый.
Восход солнца над гаванью Плацида, Флорида

Цвета [ править ]

Цвета за 10 минут до восхода солнца. Роше Персе (Пробитая скала), Квебек, Канада.

Молекулы воздуха и частицы в воздухе рассеивают белый солнечный свет, проходя через атмосферу Земли. Это делается с помощью комбинации рэлеевского рассеяния и рассеяния Ми . [6]

Когда луч белого солнечного света проходит через атмосферу к наблюдателю, некоторые цвета рассеиваются из луча молекулами воздуха и частицами в воздухе , изменяя окончательный цвет луча, который видит зритель. Поскольку компоненты с более короткой длиной волны, такие как синий и зеленый, рассеиваются сильнее, эти цвета предпочтительно удаляются из луча. [6]

На восходе и закате, когда путь через атмосферу длиннее, синие и зеленые компоненты почти полностью удаляются, оставляя более длинные волны оранжевого и красного оттенков, видимых в это время. Оставшийся покрасневший солнечный свет может быть рассеян облачными каплями и другими относительно крупными частицами, чтобы осветить горизонт красным и оранжевым. [7] Удаление более коротких длин волн света происходит из-за рэлеевского рассеяния на молекулах воздуха и частицах, которые намного меньше длины волны видимого света (менее 50 нм в диаметре). [8] [9] Рассеяние на облачных каплях и других частицах с диаметром, сравнимым или большим, чем длина волны солнечного света (более 600 нм), происходит из-заРассеяние Ми и не сильно зависит от длины волны. Рассеяние Ми отвечает за свет, рассеянный облаками, а также за дневной ореол белого света вокруг Солнца ( прямое рассеяние белого света). [10] [11] [12]

Цвета заката обычно ярче, чем цвета восхода солнца, потому что вечерний воздух содержит больше частиц, чем утренний. [6] [7] [9] [12]

Персиковый восход солнца над морем, Сидней, Австралия

Пепел от вулканических извержений, захваченный в тропосфере , имеет тенденцию приглушать цвета заката и восхода солнца, в то время как вулканические выбросы, которые вместо этого поднимаются в стратосферу (в виде тонких облаков крошечных капель серной кислоты), могут давать красивые цвета после захода солнца, называемые послесвечениями и предзакатными лучами. -восход солнца светится. Ряд извержений, в том числе извержения горы Пинатубо в 1991 году и Кракатау в 1883 году , привели к образованию достаточно высоких стратосферных облаков серной кислоты, которые дали замечательные послесвечения заката (и свечение перед восходом солнца) по всему миру. Высотные облака служат для отражения сильно покрасневшего солнечного света, все еще падающего на стратосферу после захода солнца, до поверхности.

Оптические иллюзии и другие явления [ править ]

Это ложный восход , особый вид Паргелиона.
  • Атмосферная рефракция позволяет видеть Солнце, пока оно все еще находится за горизонтом.
  • Свет от нижнего края солнечного диска преломляется больше, чем свет от верхнего края. Это уменьшает видимую высоту Солнца, когда оно появляется чуть выше горизонта. На ширину это не влияет, поэтому Солнце кажется шире, чем высокое.
  • Солнце кажется больше на восходе солнца, чем когда оно находится выше в небе, подобно иллюзии Луны .
  • Кажется, что Солнце поднимается над горизонтом и вращается вокруг Земли, но на самом деле это Земля вращается, а Солнце остается неподвижным. Этот эффект является результатом того факта, что наблюдатель на Земле находится во вращающейся системе отсчета .
  • Иногда происходит ложный восход солнца , демонстрирующий особый вид Паргелия, принадлежащий к семейству гало- оптических явлений .
  • Иногда прямо перед восходом или после захода солнца можно увидеть зеленую вспышку . Это оптическое явление, при котором зеленое пятно видно над Солнцем, обычно не более одной или двух секунд. [13]

См. Также [ править ]

Впечатление, восход , 1872 год, Клод Моне
  • Аналемма
  • Рассвет
  • День
  • Дневное время
  • Сумерки
  • Тень Земли , видимая на восходе солнца
  • Ложный восход
  • Золотой час (фотография)
  • Полдень
  • Красное небо утром
  • Уравнение восхода солнца
  • Закат солнца
  • Сумерки

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f «Определения восхода, заката и сумерек» . Военно-морская обсерватория США .
  2. ^ а б «Восход» . Словарь Мерриама-Вебстера .
  3. ^ Земля является центром Вселенной: 10 главных научных ошибок
  4. Карен Мастерс (октябрь 2004 г.). "Интересно насчет астрономии: как меняется положение восхода и захода Луны?" . Интересно насчет астрономии? Спросите астронома . Астрономический факультет Корнельского университета . Проверено 11 августа 2016 .
  5. ^ "Где восходят солнце и звезды?" . Стэнфордский солнечный центр . Проверено 20 марта 2012 .
  6. ^ а б в К. Саха (2008). Атмосфера Земли - ее физика и динамика . Springer. п. 107 . ISBN 978-3-540-78426-5.
  7. ^ а б Б. Гюнтер, изд. (2005). Энциклопедия современной оптики . Vol. 1. Elsevier . п. 186.
  8. ^ "Гиперфизика, Государственный университет Джорджии" . Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu . Проверено 7 апреля 2012 .
  9. ^ a b Крейг Борен (редактор), Избранные статьи о рассеянии в атмосфере , SPIE Optical Engineering Press, Bellingham, WA, 1989
  10. ^ Corfidi, Stephen F. (февраль 2009). «Цвета сумерек и заката» . Норман, Окей: Центр прогнозирования штормов NOAA / NWS.
  11. ^ «Атмосферные аэрозоли: что это такое и почему они так важны?» . nasa.gov. Август 1996 г.
  12. ^ а б Э. Хехт (2002). Оптика (4-е изд.). Эддисон Уэсли. п. 88 . ISBN 0-321-18878-0.
  13. ^ "Красный закат, зеленая вспышка" .

Внешние ссылки [ править ]

  • Полное физическое объяснение цвета неба простыми словами
  • Книга Excel с функциями VBA для восхода, заката, солнечного полудня, сумерек (рассвет и сумерки) и положения Солнца (азимута и возвышения)
  • Сервис геолокации для расчета времени восхода и захода солнца