В звёздных лабиринтах: Ориентирование по небу

Определить направление полуденной линии можно по моменту кульминации центра солнечного диска. В момент прохождения небесного меридиана Солнце достигает максимальной высоты и, следовательно, земные предметы при этом отбрасывают наиболее короткие тени.

Исходя из этого, можно пользоваться простым и в то же время достаточно надёжным способом определения полуденной линии. Надо выбрать какой-либо предмет, отбрасывающий на ровную поверхность достаточно тонкую тень (можно вбить в землю колышек), и вблизи истинного полудня ³) отмечать через небольшие промежутки времени положение конца тени на земле.

³Из-за введения часовых поясов и декретного времени момент кульминации Солнца не совпадает с 12 часами дня по местному времени. Так, например, в Москве Солнце кульминирует в 12 ч. 30 минут по московскому времени.

Направление самой короткой тени будет совпадать с направлением «север—юг».

В тех случаях, когда определение направления «север—юг» по Солнцу необходимо осуществить не в полдень, а в иное время дня, это можно сделать, имея в виду следующие обстоятельства. Поскольку, перемещаясь по небесной сфере суточным движением, Солнце совершает один полный оборот за 24 часа, за один час оно перемещается по дуге на 15°. Поэтому, зная местное время, можно по положению Солнца в данный момент приблизительно оценить, в каком месте небесной сферы оно будет находиться (или находилось, если наблюдение проводится после полудня) в полдень.

Характер движения Солнца в значительной степени зависит от времени года и географической широты. В средних широтах северного полушария, где располагается большая часть территории нашей страны, способы определения времени по Солнцу практически повсюду одинаковы. То же можно сказать и об использовании Солнца в качестве ориентира для определения сторон света.

В обиходе часто можно услышать: Солнце восходит на востоке, а заходит на западе. Но это не соответствует истине: данное утверждение бывает справедливо только дважды в году: в дни весеннего и осеннего равноденствий. В даты равноденствий день и ночь составляют ровно половину суток, т. е. 12 часов. (Эти же даты считаются началом астрономической весны и астрономической осени.) Но если обратиться к отрывному или настольному календарю, то мы увидим, что в 1978 г., например, день равен ночи не в даты равноденствий, а 18 марта и 26 сентября. Это обусловлено явлением рефракции — преломлением лучей в атмосфере, вследствие чего светило кажется выше, чем на самом деле, и поэтому его восход происходит раньше, а заход позднее. В среднем величина рефракции составляет 35', т. е. несколько превосходит угловой диаметр солнечного диска.

В летнее полугодие точки восхода и захода Солнца приближаются к северу, в зимнее полугодие — к югу. Азимуты этих точек определяются текущим положением Солнца на эклиптике. На широте Москвы азимуты точек восхода и захода изменяются в пределах от 47° до 137° к востоку и западу от точки юга (к востоку отрицательные, к западу положительные)⁴).

⁴Это азимуты точек на Земле. Они отсчитываются иначе, чем азимуты в небесной системе координат.

Для определения азимутов точек восхода и захода Солнца на разных широтах служит формула

cos A = sin δ cos φ

которая даёт азимут точки захода. (Если азимут получается отрицательным, то его числовое значение нужно вычесть из 180°.) Для точки восхода азимут берётся со знаком «минус».

Поправки для моментов восхода и захода Солнца можно рассчитать по номограмме, помещаемой в Астрономическом Календаре — ежегоднике Всесоюзного астрономо-геодезического общества (подробнее о нём мы расскажем в конце книги).

Иначе выглядит суточное движение Солнца в зоне тропиков. Для наглядности опишем движение Солнца непосредственно на экваторе земного шара.

Как уже было сказано выше, половина эклиптики расположена в северном полушарии небесной сферы, половина в южном. Иначе говоря, в период между 21 марта и 23 сентября Солнце находится в северном полушарии небесной сферы, а в период с 23 сентября по 21 марта в южном.