Зачем людям отслеживать передвижение Солнца
Давно замечено: движение небесных светил всегда соотносится с определенными событиями на земле. Заметки повлияли на появление первых календарей: солнечных, лунных. Современные наблюдения основаны на научных исследованиях развития горячей планеты:
- с Солнцем связаны биологические ритмы живых существ;
- зная о вспышках, предугадывают магнитные бури, чтобы метеозависимая группа населения могла перенести их комфортно;
- движение светила – отличный указатель в ориентировании на местности;
- астрономические расчеты базируются на базовых показателях солнечной активности.
Солнце влияет на погоду, поэтому для планирования деятельности рассчитывают траекторию прохождения и возможность осадков. Наблюдение первобытных людей было направлено на выживание: вовремя успеть в лагерь, построить зимовку, найти дорогу, если заблудился. Они не знали астрономических терминов, но безошибочно научились определять по Солнцу стороны света, исчислять дни, время, придумав песочные, солнечные, каменные часы и приблизив человечество к цивилизации.
Способы ориентирования по солнцу
Многие знают, что полярная звезда всегда ведет на север. Однако, ее видно только ночью, что усложняет ориентирование. Ориентир по солнцу работает с 6.00 и до 18.00.
Утром возможно определить северное направление, встав левой рукой к солнцу. Свер будет за спиной.
Встав в 12.00 к солнцу спиной, тень направит на север. А вечером север будет за спиной, если правая рука будет с солнечной стороны.
Солнечные часы
С незапамятных времен ученые следили за продвижением Солнца и планет, создавали солнечные часы и изучали возможности ориентирования. Если у вас нет часов, то вы можете создать естественные — солнечные часы.
Циферблатом часов будет земля. Поставьте палочку перпендикулярно поверхности земли, она будет отбрасывать тень. Конец этой тени нужно пометить. Спустя 20-30 минут солнце переместиться и соответственно измениться отбрасываемая тень. Второй конец также надо отметить.
Полученные 2 точки соединяют в прямую линию.
Полученные 2 точки соединяют в прямую линию. При черчении рекомендуется находиться посередине между метками: первая слева, а вторая — с правой стороны. Линия укажет восточное направление. При этом вы будете стоять лицом к северу.
Для получения точных замеров рекомендуется использовать длинные палки или, например, столб.
Солнечное ориентирование в пасмурную погоду
Ориентироваться в пасмурный день гораздо сложнее, но все же возможно, если речь идет о весне-лете. В это время года окружающие предметы создают слегка видную тень даже без яркого солнца. Данный метод направлен на определение восточно-западной линии.
В землю втыкают палку под наклоном так, чтобы она не образовывала тень. То есть ее конец смотрит строго на солнце. Отметьте направление палки (к примеру, камешком). Когда вы заметите, что палка отбрасывает тень — ее надо переместить. Снова отметьте направление второго конца палки.
Повторите процедуру несколько раз и соедините полученные метки прямой линией. Так вы получите восточно-западное направление. Северно-южное направление располагается перпендикулярно.
По положению солнца
Этот способ подойдет туристам, которым не важно знать стороны горизонта. Ориентируясь на солнце, они могут составить свой маршрут, чтобы не ходить кругами и не блуждать в лесу
Так гораздо проще выйти до просеки, реки или даже железной дороги.
Сперва необходимо определить угол направления движения относительно солнца (азимут) в конкретный момент. Выбирайте самые отдаленные точки. Добравшись до заданной точки, выбирайте следующий ориентир с тем же азимутом. Не забывайте периодически вносить коррективы в угол направления с учетом движения солнца.
Если солнце располагается сзади, то опираться можно на проекцию Солнца на горизонт. Если же Солнце находится за спиной, то на тень, создаваемую человеком.
Этот метод лучше всего использовать в критических ситуациях, когда требуется идти лишь в одном направлении и не блуждать. Опытный турист может сочетать дополнительно метод определения сторон света по тени от гномона. Так, определив направление или сторону света, необходимо двигаться вперед.
Теоретические основы
Здесь перечислим аксиомы, доказанные факты и некоторые выводы, следующие из них.
Истина №1. Земля вращается вокруг Солнца.
Истина №2. Вращение Земли, если смотреть сверху на северный полюс, осуществляется против часовой стрелки. Из этого следует вывод, что Солнце в начале освещает более восточные регионы. Для наблюдателя же, находящегося на Земле, это выглядит так, как будто Солнце встает на востоке и садится на западе.
Из этой же истины следует, что Солнце в середине своего движения, то есть в промежутке между востоком и западом, что соответствует середине дня, для наблюдателя будет находиться в самой высшей точке своей траектории движения — зените. В это же время оно будет находиться на линии север–юг.
Если представить, что наблюдатель находится в северном полушарии, то получится, что Солнце для него движется по небесной сфере слева направо. Если же наблюдатель переместится в южное полушарие (например, в Австралию), тогда движение Солнца для него будет справа налево. Но это правило четко работает только в средних и высоких широтах, а в тропических зонах и на экваторе оно может изменяться, в связи с явлением, о котором расскажем далее.
Истина №3. Ось вращения Земли наклонена по отношению к Солнцу на угол 23,44 градуса. Это в сочетании с тем, что Земля вращается вокруг Солнца, приводит к тому, что в разное время года для наблюдателя, находящегося в одной точке Земли, траектория движения Солнца по небесной сфере будет смещаться то выше, то ниже.
При более высоком положении Солнца над горизонтом его лучи будут падать на поверхность Земли под более тупым углом, а значит на единицу площади попадет больше света, чем в случае с более низким положением Солнца, — на этой территории потеплеет и со временем настанет лето. Обратный процесс приведет к похолоданию и наступлению зимы.
Из-за наклона земной оси получается, что когда в северном полушарии наступает зима, в южное полушарие приходит лето, и наоборот.
Понимая эти процессы, несложно догадаться, что Солнце будет восходить строго на востоке и заходить строго на западе только в дни весеннего и осеннего равноденствий, когда длина дня равна длине ночи. С марта по сентябрь Солнце будет подниматься на северо-востоке и садиться на северо-западе, а в период с сентября по март будет всходить на юго-востоке и садиться за горизонт на юго-западе.
Чтобы сказать, где Солнце будет в полдень, нужно знать, в какой точке Земли будет находиться наблюдатель.
Для примера рассмотрим период с июня по декабрь в северном полушарии. В этот период в средних и высоких широтах Солнце будет на юге. На экваторе Солнце будет вначале на севере, а затем окажется на юге. В районе тропиков картина будет схожа с картиной на экваторе за тем только исключением, что в северной стороне Солнце будет меньшее количество дней, и тем более будет выражено это различие, чем дальше от экватора и ближе к умеренной зоне будет находиться наблюдатель.
В период с июня по декабрь в северном полушарии будет наблюдаться обратная картина. Отметим, что стабильность будет только в средних и высоких широтах: здесь Солнце в течение всего года в полдень будет находиться на юге.
Глядя на эту схему, можно просчитать нахождение полуденного Солнца и в южном полушарии. Здесь по сравнением с северным полушарием все будет наоборот.
Истина №4. Земля вращается с угловой скоростью примерно 15 градусов в час. Поэтому и наблюдаемое с Земли движение Солнца по небосводу происходит примерно с той же скоростью.
Истина №5. Если стать лицом к северу, то за спиной окажется юг, справа — восток, а слева — запад.
Ну вот, с теоретической частью разобрались, а значит пора переходить непосредственно к рассмотрению методов ориентирования по Солнцу.
Как определить истинный полдень
Зная истинный полдень, можно определить стороны света, ведь именно в этот момент Солнце будет находиться строго в южном или северном направлении, в зависимости от земного полушария, а зная хотя бы одну сторону света — все остальные.
Определить истинный полдень можно разными способами. Далее приведу в пример некоторые простые варианты, не требующие сложных навыков и знаний.
Способ №1 — с помощью астрономических данных. Такие данные часто попадаются среди прогнозов погоды в разных печатных и Интернет-изданиях. Нужно поискать время восхода и захода Солнца в той местности, в которой предполагается определять истинный полдень, сложить это время и разделить его пополам. Полученное значение и будет временем истинного полдня.
Способ №2 — с помощью солнечных часов (гномона). Правильно сконструированные, размеченные и установленные солнечные часы достаточно точно показывают время солнечного полдня. На гномоне момент солнечного полдня совпадает с двенадцатью часами дня.
Способ №3 — с помощью навигатора. Навигатор, показывающий направление на географический север, может послужить для определения наступления истинного полдня. Для этого определяют момент, когда центр солнечного диска окажется строго над южным или северным направлением (в зависимости от земного полушария), определенным с помощью навигатора. Это и будет момент истинного полдня.
Магнитный компас для этого способа малопригоден, поскольку показывает направление на магнитные полюса, а не на географические, что может приводить к ощутимым погрешностям. О том, что такое истинный и магнитный полюс, и в чем их отличие, мы подробно рассказывали в отдельной статье.
Способ №4 — с помощью тени от шеста. На ровной горизонтальной площадке в землю строго вертикально втыкается ровный шест. В дообеденное время начинается измерение длины тени, которую отбрасывает на площадку шест. Тень в начале начнет уменьшаться, а затем увеличиваться. Момент перехода от укорачивания тени до ее удлинения и будет соответствовать солнечному полдню.
В этом варианте достаточно засечь время, в которое тень была наименьшей длины.
Данный способ является одним из способов ориентирования и часто рекомендуется в литературе для определения сторон света на местности в солнечную погоду. Его точность напрямик зависит от того, насколько ровная была выбрана площадка и сам шест, а также от того, насколько ровно был установлен этот шест. Также точность метода повышается при увеличении длины шеста (как правило, используют шест длиной 1—2 метра).
Способ №5 — с помощью биссектрисы. Измерения начинают проводить как можно раньше с утра, что делает их более точными. Для этого:
- На ровной площадке устанавливается шест аналогично предыдущему способу и отмечается конец его тени.
- Измеряется расстояние от места установки шеста до этой точки.
- Проводится окружность с радиусом, равным этому расстоянию и центром в точке установки шеста. Теперь остается ждать, когда тень от шеста снова пересечет эту окружность, но уже в другом месте (восточнее).
- Как только это произойдет, отмечается вторая точка.
- Первая и вторая точки соединяются отрезком — получается своего рода равнобедренный треугольник, у которого третьей вершиной является место установки шеста.
- От точки установки шеста проводится биссектриса, которая делит ранее прочерченный между двумя точками отрезок пополам.
- На следующий день, когда тень от шеста совпадет с биссектрисой, можно сказать, что наступил истинный полдень.
Этот способ, как и предыдущий, также является одним из методов ориентирования по солнцу.
Из всех этих вариантов только первый может работать при любых метеорологических условиях, в любое время суток и давать быстрый результат. Остальные же работают только в светлое время суток, зависимы от погоды и, как правило, более «медленные».
Теперь, опираясь на все вышесказанное и некоторые другие данные, сделаем общие выводы.
Как определить местный меридиан
Примерно за час до полудня необходимо начать подготовку для установления линии меридиана
Важно, чтобы высота вбиваемой палки была не менее 1 метра. Устанавливать кол нужно на хорошо освещаемом солнцем месте и отмечать его тень
Далее с северной стороны необходимо начертить полуокружность так, чтобы радиус полукруга был немного меньше, чем тень, падающая от палки.
Далее следует отметить первое соприкосновение тени от шеста с нарисованной чертой. Затем отметить самую короткую тень, которая будет свидетельствовать о наступлении полдня в данной местности. После нужно зафиксировать точку очередного соприкосновения ее с нарисованной полуокружностью. Полученные от соприкосновения тени вбитого кола с полукругом необходимо соединить прямой линией. К центру полученной черты будет проходить самая короткая тень от шеста (полдень), что позволит проверить, насколько верно выполнено определение меридиана.
Далее в течение второго дня необходимо определить местное время. Для этого следует установить часы на отметке 12:00, когда вы увидите самую короткую тень, которая должна совпасть с центром меридиана. Следует отметить, что солнечное время расходится с реальным временем населенного пункта.
↑ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ НОЧИ
Продолжительность ночи считается от появления на небе ярких звезд до их исчезновения.
Продолжительность ночи меняется в течение года. Самая короткая ночь бывает летом — 22 июня, а самая длинная ночь бывает зимой — 22 декабря. Кроме того, продолжительность ночи разная для разных мест — зимой продолжительность ночи больше в том месте, которое расположено севернее (у которого широта, больше). В местностях, имеющих одинаковую широту, продолжительность ночи одинаковая.
В табличке приведены данные о продолжительности ночи в часах для широт 60° (Ленинград, Таллин, Выборг), 68° (Дно, Остров, Псков, Тарту), 64° (Смоленск, Орша, Могилев, Минск, Белосток), 50° (Киев, Житомир, Ровно, Львов), 46° (Одесса, Кишинев, Тирасполь). Эти данные годятся не только для названных городов, но и для других пунктов, имеющих близкую широту.
Источник
Способы определения сторон света с помощью часов
Несмотря на то, что часы не часто используют для определения сторон света, существует достаточно много способов ориентирования на местности по часам.
Ниже мы рассмотрим самые популярные и точные из них, чтобы критической ситуации вы смогли найти дорогу домой даже в абсолютно незнакомой местности.
По солнцу и часам
Ориентирование по солнцу и часам считается одним из самых точных и идеально подходит для тех, кто оказался в незнакомой местности без компаса или других средств (рисунок 3).
Рисунок 3. Часы проще всего использовать для определения сторон света в солнечную погоду
Ориентирование по солнцу с помощью наручных часов осуществляется в такой последовательности:
Разместите циферблат прибора так, чтобы часовая стрелка показывала четко на Солнце
Очень важно следить за тем, чтобы стрелка всегда указывала в этом направлении, иначе полученные данные будут неверными.
Далее нужно рассчитать угол, образовавшийся между часовой стрелкой и отметкой 12 часов на циферблате. Делим полученный угол пополам.
Линия, разделяющая полученный угол, будет указывать на юг
При этом важно учитывать время суток, в которое проводятся измерения. До полудня юг будет располагаться только с правой стороны, а после полудня – с левой.
Этот метод очень хорошо работает на практике, но, поскольку ориентирование осуществляется с помощью солнца, использовать его можно только в светлое время суток.
По часам со стрелками
Обычные наручные часы со стрелками – лучший экстренный способ ориентирования
Но для точного определения сторон горизонта, крайне важно правильно расположить циферблат часов
Рисунок 4. Обычные часы можно использовать как компас
Чтобы угол, поделенный пополам, а точнее, его разделяющая линия, точно показывала направление, нужно сделать следующее:
- Часовая стрелка должна быть направлена четко в сторону Солнца. Только в таком случае можно будет четко измерить угол между стрелкой и пролегающей тенью.
- Разделение полученного угла пополам поможет определить южное направление. Если все измерения были проведены точно, выбраться из незнакомой местности будет легко.
- Если вы никогда раньше не ориентировались подобным способом, но в ближайшее время собираетесь в путешествие, лучше провести тестирование, например, на даче.
Основное преимущество такого метода в том, что его можно использовать в любом месте и в любое время. Компас не всегда будет под рукой, а вот наручные часы есть у любого путешественника.
Используем часы как компас
Ориентирование на местности по часам, как по компасу достаточно простое. Но, если у вас нет под рукой компаса, ориентирование можно провести и с помощью обычных механических часов (рисунок 4).
Чтобы проложить маршрут в темное время суток, нужно следовать таким рекомендациям:
- В первую очередь нужно дождаться, пока взойдет Луна, а затем визуально следует разделить полный лунный диск на шесть равных частей.
- Далее определяем, какие из них находятся в зоне видимости в данный момент.
- Теперь переходим к главным действиям по ориентированию. Если лунный диск находится в фазе роста, нужно отнимать деления, а если Луна убывает, то прибавляем.
Все дальнейшие действия по определению сторон света остаются прежними, и действовать следует точно так, как и при ориентировании в светлое время суток.
Определение сторон света по часам в лесу
Ориентирование в лесу имеет свои особенности. Сложность состоит в том, что лес не дает полноценного обзора местности. Это осложняет ориентацию и прокладывание маршрута в незнакомой местности (рисунок 5).
В лесу ориентирование по часам осуществляется точно так же, как и на открытом пространстве. Циферблат часов располагается так, чтобы часовая стрелка указывала четко на солнце. Теперь смотрим на цифру 12: ее тень в комплексе с минутной стрелкой должны образовать угол. Именно эта линия будет указывать южное направление. Соответственно, север будет располагаться на противоположной стороне, а запад и восток – по правую и левую стороны.
Рисунок 5. Часы могут стать незаменимым средством ориентирования в лесу
Детальная инструкция по ориентированию на местности по часам приведена в видео.
Горизонтальные солнечные часы
В горизонтальных солнечных часах циферблат располагается горизонтально. Гномон в этом случае по аналогии с экваториальными часами расположен в северном (для средних и высоких широт северного полушария) направлении под углом к горизонту, равном широте местности.
Старинные солнечные часы из меди на стене крепости в крепости на горе Святого Михаила, Корнуолл, Великобритания.
Такие солнечные часы также располагаются строго по географическим сторонам света.
Пометка на циферблате, соответствующая 12 часам дня, делается по аналогии с предыдущим вариантом солнечных часов. В момент пересечения тени гномона этой отметки фиксируется время на обычных часах. После этого ровно через час делается следующая пометка. И так до тех пор, пока Солнце не скроется за горизонт. Все пометки соединяются прямыми с местом установки гномона — получаются своего рода лучи.
Лучи, соответствующие утренним часам, рисуются на циферблате зеркально вечерним. Далее каждый луч нумеруется по аналогии с предыдущим вариантом солнечных часов.
На таком циферблате также можно сделать пометки для определения даты. Для этого:
- В день летнего солнцестояния в течение дня через каждый час на циферблат наносятся пометки, соответствующие концу тени гномона.
- Отметки соединяются плавной кривой.
- Возле полученной кривой подписывается дата и месяц, в день которой были сделаны пометки.
- Аналогичные действия повторяются ровно через месяц и так до тех пор, пока не настанет день зимнего солнцестояния.
- С противоположной стороны кривых наносятся даты и месяца, соответствующие периоду с декабря по июнь. Так, июль будет соответствовать маю, август — апрелю, сентябрь — марту, октябрь — февралю, а ноябрь — январю.
Для того, чтобы приблизительно определить дату по таким часам, нужно посмотреть, на какой кривой находится конец тени гномона или между какими кривыми, а затем методом интерполяции определить приблизительную дату и месяц. Для этого конечно необходимо знать хотя бы, в какой период проводится измерение, ведь, например, 21 ноября тень будет примерно той же длины, что и 21 января.
Методы ориентирования по Солнцу
Все методы ориентирования по Солнцу базируются на знаниях астрономии.
Перечислим несколько фактов, взятых из данных этой древней науки:
- Земля вращается вокруг Солнца по эллипсовидной орбите.
- Земля вращается вокруг своей оси с угловой скоростью равной примерно 15 градусам в час. Причем, если смотреть со стороны северного полюса, то вращение это происходит против часовой стрелки.
- Ось вращения Земли наклонена по отношению к орбите Земли примерно на 23,5 градуса.
Даты равноденствий и солнцестояний также нужно учитывать, поскольку в эти дни задача ориентирования по Солнцу несколько облегчается.
Обладая этим небольшим количеством знаний, можно сделать множество выводов, позволяющих разработать методы ориентирования, выявить их достоинства и недостатки и описать рекомендации для использования. Подробнее об этих выводах мы рассказывали в отдельной статье.
Далее рассмотрим самые популярные способы ориентирования по Солнцу. Полагаю, их разнообразие значительно больше, однако, как мне кажется, с практической точки зрения есть смысл разобраться лишь в тех, которые приведу ниже, поскольку этот минимум позволит человеку определить стороны света, а также свои координаты почти в любой точке мира, не забивая голову лишней информацией.
Когда, кому и в каких условиях пригодятся знания?
Теперь понятно, как узнать время без часов. Как видите, вариантов достаточно много. Конечно, в наше время, если забыли или даже потеряли часы, а мобильник не работает, то можно спросить у прохожих.
Поэтому старые методы нам считаются смешными. И мы не будет следить за звездами, определять время по теням. А если такая ситуация случается в туристическом походе и у нас просто нет выбора, тогда данные знания просто необходимы
Важно для далеких путешествий брать с собой компас. Он не только поможет определить путь, но и подскажет нужное время
И солнечные часы в этом случае станут просто необходимы. Тогда по тени можно узнать точное время. Поэтому для дальних походов стоит внимательно изучить все возможные сложности, которые там могут возникнуть.
Ориентирование по солнцу и часам
Итак, начнем.
Для начала расположим часы так, чтобы стрелка, которая показывает часы, была направлена в сторону Солнца.
Следите за этим правилом, очень важно, иначе ваши усилия будут напрасны.
Следующим шагом делаем следующее, рассчитаем угол между двенадцатью часами и часовой стрелкой, потом разделим этот угол пополам.
Посмотрите, линия которая разделяет угол будет показывать на юг.
Внимание! Юг с правой стороны будет находиться только до двенадцати часов, после этого времени, Юг будет по левую сторону.
Это очень хороший способ, практически в любой момент можно определить то или иное направление (не считая ночи, так как солнца нет).
Также смотрите внимательнее на часовые разницы, полагаясь на это, только тогда измеряйте свой путь.
Как определить время по солнцу?
- Здоровье
- Беременность
- Дети
- Отношения
- Красота
- Досуг
Определение времени по солнцу в определенной ситуации может выручить вас, так например, вы будете знать точное время, если забыли часы дома и не опоздаете на автобус или электричку. Способ определения времени по солнцу полезен не только путешественникам и дачникам, но и всем остальным, не имеющим часов людям. Есть разные способы определения времени по солнцу, собственно о них мы и расскажем вам сегодня. Рекомендуем ознакомиться, КАК ОРИЕНТИРОВАТЬСЯ ПО СОЛНЦУ?
АК УЗНАТЬ ВРЕМЯ ПО СОЛНЦУ В СЕВЕРНОМ ПОЛУШАРИИ ЗЕМЛИ
Итак, чтобы определить время по солнцу вам потребуется изготовить (сделать) самые простые солнечные часы. Для этого вам понадобиться определить точное направление сторон света, тоненькая палочка и солнце. Самый простой способ определить время по солнцу — это сделать солнечные часы из компаса и спички.
КАК УЗНАТЬ ВРЕМЯ ПО СОЛНЦУ В ЮЖНОМ ПОЛУШАРИИ ЗЕМЛИ
В Южном полушарии земли, время по солнцу и компасу узнается точно также как и в северном полушарии, за исключением того, что стрелка компаса должна показывать не на север, а на юг.
КАК УЗНАТЬ ВРЕМЯ ПО СОЛНЦУ НА ЭКВАТОРЕ
На экваторе солнце проходит ровно над поверхностью горизонта, поэтому узнавать направление севера не нужно, а для определения времени по солнцу необходимо сделать такие же часы как в первом случае, но только разместить их не горизонтально, а вертикально. Рекомендуем ознакомиться, КАК СДЕЛАТЬ КОМПАС?
Учимся определять время по птицам
Наблюдение за птицами помогает в любой ситуации определить примерное время суток. Способ неточный, но иногда единственный.
Во сколько просыпаются птицы?
3-4 часа ночи: крапивник (март-конец осени), зяблик (с марта—октябрь), овсянка (круглый год), пищуха (круглый год).
4 часа ночи: щегол (круглый год), скворец (март—ноябрь), канареечный вьюрок (круглый год), зеленушка (круглый год), белая трясогузка (март—октябрь), жаворонок (март—октябрь), соловей (апрель—сентябрь), камышовка дроздовидная (апрель—август).
2-3 часа ночи: горихвостка-лысушка (апрель—сентябрь), горихвостка-чернушка (март—октябрь), перепел и полевой жаворонок (март—октябрь).
3 часа ночи: иволга и кукушка (апрель—сентябрь), синица большая (круглый год), зарянка (март—ноябрь).
Дидактическое пособие для Вашего детского сада
С помощью солнечных часов педагог ДОО закладывает прочный фундамент для интеллектуального потенциала детей. Речь о развитии мыслительных, математических, логических и аналитических способностей дошкольников всех половозрастных групп.
Заказывайте настоящие солнечные часы для детского сада, чтобы каждая прогулка стала для Ваших ребятишек интересной и познавательной. Прибор продается в комплекте метеоплощадки — вместе с другими модулями, разработанными для предметно-исследовательской деятельности в ДОО.
Для заказа оставьте свою заявку на сайте или позвоните нам.
Развивайтесь вместе с «Умничкой»!
https://youtube.com/watch?v=8LERPbwgAsA