Равноденствие

редактировать
Астрономическое событие, когда Солнце находится прямо над экватором Земли

UT дата и время. равноденствий и солнцестояние на Земле
событиеравноденствие солнцестояние равноденствие солнцестояние
месяцмартиюньсентябрьдекабрь
год
деньвремяденьвремяденьвремяденьвремя
20152022:452116:382308:202204:48
20162004:312022:352214:212110:45
20172010:292104:252220:022116:29
20182016:152110:072301:542122:22
20192021:582115:542307:502204:19
20202003:502021:432213:312110:03
20212009:372103:322219:212115:59
20222015:332109:142301:042121:48
20232021:252114:582306:502203:28
20242003:072020:512212:442109:20
20252009:022102:422218: 202115:03
Солнце в момент мартовского равноденствия в 2019 году, когда центр солнечного диска касается небесного экватора (воображаемая линия на небесная сфера над земным экватором ) с юга на север.

равноденствие обычно рассматривается как момент времени, когда плоскость (бесконечно расширенный во всех направлениях) экватора Земли проходит через геометрический центр диска Солнца. Это происходит дважды в год, примерно 20 марта и 23 сентября. Другими словами, это момент, когда центр видимого Солнца находится прямо над экватором.

Слово происходит от латинского aequinoctium, от aequus (равный) и nox (родительный падеж noctis) (ночь). В день равноденствия дневное и ночное время примерно одинаково на всей планете. Однако они не совсем равны из-за углового размера Солнца, атмосферной рефракции и быстро меняющейся продолжительности дня, которая наблюдается на большинстве широт вокруг точек равноденствия.. Задолго до понимания этого равенства примитивные экваториальные культуры отмечали день, когда Солнце восходит на востоке и садится на западе, и действительно это происходит в день, ближайший к астрономически определенному событию.

В Северном полушарии, мартовское равноденствие называется весенним или весенним равноденствием, а сентябрьское равноденствие называется осенним или осенним равноденствием.. В Южном полушарии верно обратное. Даты немного различаются из-за високосных лет и других факторов.

Так как Луна (и в меньшей степени планеты) слегка изменяет орбиту Земли на Если отличается от идеального эллипса, равноденствие официально определяется более правильной эклиптической долготой Солнца, чем его склонением. Моментами равноденствий в настоящее время считаются моменты, когда кажущаяся геоцентрическая долгота Солнца составляет 0 ° и 180 °.

Солнце в момент равноденствия, если смотреть с места Фондачелли-Фантина, Сицилия
Содержание
  • 1 Равноденствия на Земле
    • 1.1 Общие положения
    • 1.2 Дата
      • 1.2.1 Современные даты
    • 1.3 Имена
    • 1.4 Продолжительность равноденствия дня и ночи
    • 1.5 Геоцентрический вид астрономических сезонов
      • 1.5.1 Дневные дуги Солнца
    • 1.6 Небесные системы координат
    • 1.7 Культурные аспекты
  • 2 Воздействие на спутники
  • 3 Равноденствия на других планетах
  • 4 См. Также
  • 5 Сноски
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки
Равноденствия на Земле

Общее

Систематически наблюдая восход солнца, люди обнаружил, что это происходит между двумя крайними точками на горизонте , и в конечном итоге отметил среднюю точку между ними. Позже выяснилось, что это происходит в день, когда продолжительность дня и ночи практически равны, а слово «равноденствие» происходит от латинского aequus, что означает «равный», и nox, что означает «ночь».

В северном полушарии весеннее равноденствие (март) традиционно знаменует начало весны в большинстве культур и считается началом Нового года в Ассирийский календарь, индуистский и персидский или иранский календари, а осеннее равноденствие (сентябрь) знаменует начало осени. В древнегреческих календарях также было начало года либо в осеннее, либо в весеннее равноденствие, а в некоторых - во время солнцестояния. Антикитерский механизм предсказывает равноденствия и солнцестояния.

Равноденствия - единственное время, когда терминатор солнца («край» между днем ​​и ночью) перпендикулярен экватору. В результате северное и южное полушария одинаково освещены.

По той же причине, это также время, когда для наблюдателя Солнце восходит на одном из полюсов вращения Земли и садится на другом; в течение короткого периода времени как Северный, так и Южный полюса находятся в дневном свете.

Другими словами, равноденствия - единственное время, когда подсолнечная точка находится на экваторе, что означает, что Солнце находится точно над головой в точке на экваториальной линии. Подсолнечная точка пересекает экватор, двигаясь на север во время мартовского равноденствия и на юг во время сентябрьского равноденствия.

Дата

Когда Юлий Цезарь установил юлианский календарь в 45 г. до н.э., он установил 25 марта как дату весеннего равноденствия; это уже был начальный день года в персидском и индийском календарях. Поскольку юлианский год длиннее, чем тропический год, в среднем примерно на 11,3 минуты (или 1 день за 128 лет), календарь «сдвинулся» относительно двух равноденствий - так что в 300 весеннее равноденствие произошло примерно 21 марта, а к 1500 году н.э. оно сместилось назад к 11 марта.

Этот сдвиг побудил Папу Григория XIII установить современное Григорианский календарь. Папа хотел и далее соблюдать указы Никейского собора 325 г. н.э. относительно даты Пасхи, что означает, что он хотел перенести дату весеннего равноденствия на дату, когда он упал в то время (21 марта - день, назначенный ему в пасхальной таблице юлианского календаря), и сохранить его примерно на этой дате в будущем, чего он достиг, уменьшив количество високосных лет со 100 до 97 каждые 400 лет. Однако оставалось небольшое остаточное отклонение даты и времени весеннего равноденствия примерно на ± 27 часов от его среднего положения, практически все потому, что распределение 24-часовых центуриальных високосных дней вызывает большие скачки (см. скачок по григорианскому календарю солнцестояние ). Это, в свою очередь, повышает вероятность того, что он может выпасть на 22 марта, и, таким образом, день Пасхи теоретически может начаться до равноденствия. Астрономы-консультанты выбрали соответствующее количество дней, которые нужно пропустить, чтобы равноденствие колебалось с 19 по 21 марта, но никогда не приходилось на 22 марта (в Европе).

Современные даты

Даты равноденствий постепенно меняются в течение цикла високосных лет, поскольку год по григорианскому календарю не соизмерим с периодом обращения Земли вокруг Солнца. И только после полного григорианского цикла високосных лет, продолжающегося 400 лет, сезоны начинаются примерно в одно и то же время. В 21 веке самое раннее мартовское равноденствие будет 19 марта 2096 года, а самое позднее - 21 марта 2003 года. Самое раннее сентябрьское равноденствие будет 21 сентября 2096 года, а самое позднее - 23 сентября 2003 года (всемирное время ).

Имена

  • Весеннее равноденствие и осеннее равноденствие: эти классические названия являются прямыми производными от латинского (ver = весна и autumnus = осень). Это исторически универсальные и до сих пор наиболее широко используемые термины для равноденствий, но они потенциально сбивают с толку, поскольку в южном полушарии весеннее равноденствие не бывает весной, а осеннее равноденствие не бывает осенью. Эквивалентные общеупотребительные английские термины весеннее равноденствие и осеннее (или осеннее) равноденствие еще более двусмысленны. Люди все чаще называют сентябрь равноденствие в южном полушарии как весеннее равноденствие.
  • мартовское равноденствие и сентябрьское равноденствие : названия, относящиеся к месяцам года, в которые они происходят, без двусмысленности в отношении какое полушарие является контекстом. Однако они по-прежнему не универсальны, так как не все культуры используют календарь на основе солнечной энергии, в котором равноденствия происходят каждый год в один и тот же месяц (как это не делается в исламском календаре и еврейском календаре, например). Хотя эти термины стали очень распространенными в 21 веке, они иногда использовались, по крайней мере, еще в середине 20 века.
  • Северное равноденствие и южное равноденствие : названия, относящиеся к кажущееся направление движения Солнца. Северное равноденствие происходит в марте, когда Солнце пересекает экватор с юга на север, а южное равноденствие происходит в сентябре, когда Солнце пересекает экватор с севера на юг. Эти термины можно использовать однозначно для других планет. Они редко встречаются, хотя впервые были предложены более 100 лет назад.
  • Первая точка Овна и первая точка Весов : имена, относящиеся к астрологическим знакам Солнцу. входит. Однако из-за прецессии равноденствий созвездия , где в настоящее время находятся точки равноденствия, - это Рыбы и Дева соответственно.

Продолжительность дня и ночи равноденствия

Контурная диаграмма продолжительности светового дня в зависимости от широты и дня года, показывающая приблизительно 12 часов дневного света на всех широтах во время равноденствий Земля в мартовское равноденствие 2019 г.

День обычно определяется как период, когда солнечный свет достигает земли при отсутствии местных препятствий. В день равноденствия центр Солнца проводит примерно одинаковое количество времени над и под горизонтом в каждом месте на Земле, поэтому ночь и день примерно одинаковой длины. Восход и закат можно определить по-разному, но широко распространенное определение - это время, когда верхняя часть Солнца находится на уровне горизонта. Согласно этому определению, в дни равноденствий день длиннее ночи:

  1. С Земли Солнце выглядит как диск, а не как точка света, поэтому, когда центр Солнца находится ниже горизонта, его верхний край может быть видно. Восход, который начинается днем, происходит, когда вершина солнечного диска появляется над восточным горизонтом. В этот момент центр диска все еще находится за горизонтом.
  2. Атмосфера Земли преломляет солнечный свет. В результате наблюдатель видит дневной свет до того, как верхняя часть солнечного диска появится над горизонтом.

В таблицах восхода / захода солнца атмосферная рефракция предполагается равной 34 угловым минутам, а предполагаемый полудиаметр ( видимый радиус ) Солнца составляет 16 угловых минут. (Видимый радиус незначительно меняется в зависимости от времени года, немного больше в перигелии в январе, чем в афелии в июле, но разница сравнительно небольшая.) Их комбинация означает, что когда верхний край Солнца находится видимого горизонта, его центр находится на 50 угловых минут ниже геометрического горизонта, который является пересечением с небесной сферой горизонтальной плоскости через глаз наблюдателя.

Эти эффекты делают день примерно на 14 минут длиннее, чем ночь на экваторе и еще дольше к полюсам. Настоящее равенство дня и ночи происходит только в местах, достаточно удаленных от экватора, чтобы иметь сезонную разницу в продолжительности дня не менее 7 минут, что на самом деле происходит за несколько дней до зимней стороны каждого равноденствия.

Время заката и восхода солнца зависит от местоположения наблюдателя (долгота и широта ), поэтому даты, когда день и ночь равны, также зависят от местоположения наблюдателя..

Третья поправка для визуального наблюдения восхода (или заката) - это угол между видимым горизонтом, видимым наблюдателем, и геометрическим (или ощутимым) горизонтом. Это называется уклоном горизонта и варьируется от 3 угловых минут для зрителя, стоящего на берегу моря, до 160 угловых минут для альпиниста на Эвересте. Эффект большего падения на более высокие объекты (достигающий более 2½ ° дуги на Эвересте) объясняет феномен снега на горной вершине, становящегося золотым на солнечном свете задолго до того, как освещаются нижние склоны.

Дата, когда день и ночь совпадают, называется эквилюксом; неологизм, который, как считается, был придуман в 1980-х годах, получил более широкое признание в 21 веке. При самых точных измерениях истинное равноденствие бывает редко, потому что продолжительность дня и ночи меняется быстрее, чем в любое другое время года вокруг равноденствий. В средних широтах дневной свет увеличивается или уменьшается примерно на три минуты в день в дни равноденствия, и, таким образом, соседние дни и ночи достигают друг друга только в пределах одной минуты. Дата наиболее близкого приближения к эквилюксу незначительно зависит от широты; в средних широтах это происходит за несколько дней до весеннего равноденствия и после осеннего равноденствия в каждом соответствующем полушарии.

Геоцентрический взгляд на астрономические сезоны

В течение полугода с центром в июньское солнцестояние Солнце восходит к северу от востока и заходит к северу от запада, что означает более длинные дни с более короткими ночами для в северном полушарии и более короткие дни с более длинными ночами для южного полушария. В течение полугода с центром декабрьского солнцестояния Солнце восходит к югу от востока и заходит к югу от запада, а продолжительность дня и ночи меняется на противоположную.

Также в день равноденствия Солнце встает повсюду на Земле (кроме полюсов) примерно в 06:00 и заходит примерно в 18:00 (по местному солнечному времени). Это время неточно по нескольким причинам:

  • В большинстве мест на Земле используется часовой пояс, который отличается от местного солнечного времени на минуты или даже часы. Например, если в месте используется часовой пояс с опорным меридианом 15 ° к востоку, Солнце встанет около 07:00 в день равноденствия и зайдет через 12 часов, около 19:00.
  • Продолжительность дня также зависит от переменной орбитальной скорости Земли вокруг Солнца. Этот комбинированный эффект описывается как уравнение времени. Таким образом, даже место, которые лежат на опорном меридиане своего часового пояса не будет видеть восход и заход солнца в 6:00 и 18:00. В мартовское равноденствие они наступают на 7-8 минут позже, а в сентябрьское равноденствие они происходят примерно на 7-8 минут раньше.
  • Восход и заход солнца обычно определяются для верхней границы солнечного диска, а не для него. центр. Верхняя конечность уже поднята, по крайней мере, за минуту до появления центра, и верхняя конечность также сходит позже, чем центр солнечного диска. Кроме того, когда Солнце находится близко к горизонту, атмосферная рефракция смещает его видимое положение над его истинным положением немного больше, чем его собственный диаметр. Таким образом, восход солнца происходит более чем на две минуты раньше, а закат - на такое же время позже. Эти два эффекта в совокупности делают день равноденствия 12 7 длинным, а ночь только 11 53. Однако обратите внимание, что эти числа верны только для тропиков. Для умеренных широт расхождение увеличивается (например, 12 минут в Лондоне); и ближе к полюсам становится намного больше (по времени). На расстоянии около 100 км от любого полюса Солнце встает в течение полных 24 часов в день равноденствия.
  • Высота горизонта изменяет продолжительность дня. Для наблюдателя на вершине горы день длиннее, а стояние в долине сокращает день.
  • Солнце больше по диаметру, чем Земля, поэтому более половины Земли в любой момент находится под солнечным светом. времени (из-за непараллельных лучей, образующих точки касания за линией равного дня и ночи).

Дневные дуги Солнца

Некоторые из приведенных выше утверждений можно прояснить, изобразив дневную дугу ( т. е. путь, по которому Солнце кажется движется по небу). На фотографиях это показано на каждый час в день равноденствия. Кроме того, некоторые «призрачные» солнца также указываются ниже горизонта, до 18 ° ниже него; Солнце в таких областях до сих пор вызывает сумерки. Представленные ниже изображения можно использовать как для северного, так и для южного полушарий. Считается, что наблюдатель сидит возле дерева на острове, изображенном посреди океана; зеленые стрелки указывают направления света.

  • В северном полушарии север находится слева, Солнце встает на востоке (дальняя стрелка), достигает высшей точки на юге (стрелка вправо), при движении к вправо и садится на западе (рядом стрелка).
  • В южном полушарии юг находится слева, Солнце восходит на востоке (рядом со стрелкой), достигает высшей точки на севере ( стрелка вправо), при перемещении влево и установке на западе (дальняя стрелка).

Показаны следующие особые случаи:

Системы небесных координат

Небесная сфера

Мартовское равноденствие происходит примерно тогда, когда Солнце, кажется, пересекает небесный экватор на север. В Северном полушарии термин «весенняя точка» используется для обозначения времени этого явления и точного направления в пространстве, где в это время существует Солнце. Эта точка является источником некоторых систем небесных координат, которые обычно относятся к астрономической эпохе, поскольку она постепенно изменяется (прецессирует ) с течением времени:

Диаграмма, показывающая разницу между небесной долготой Солнца, равной нулю, и склонением Солнца, равной нулю. небесная широта Солнца никогда не превышает 1,2 угловых секунд, но на этой диаграмме она преувеличена.

Строго говоря, в момент равноденствия эклиптическая долгота Солнца равна нулю. Его широта не будет точно равна нулю, поскольку Земля не находится точно в плоскости эклиптики. Его склонение тоже не будет нулевым. Средняя эклиптика определяется барицентром Земли и Луны вместе взятых, поэтому Земля перемещается немного выше и ниже эклиптики из-за наклона орбиты Луны. Современное определение равноденствия - это моменты, когда кажущаяся геоцентрическая долгота Солнца составляет 0 ° (северное равноденствие ) или 180 ° (южное равноденствие ). См. Диаграмму рядом.

Из-за прецессии земной оси положение весенней точки на небесной сфере со временем меняется, а экваториальная и эклиптическая системы координат меняются соответственно. Таким образом, при указании небесных координат объекта необходимо указать, в какое время берется точка весеннего неба и небесный экватор. Это эталонное время называется равноденствием даты.

. Верхняя кульминация весенней точки считается началом звездных дней для наблюдателя. часовой угол точки весеннего времени является, по определению, звездным временем.

наблюдателя. Используя текущие официальные границы созвездия IAU и принимая во внимание переменную скорость прецессии и вращение небесного экватора - точки равноденствия сдвигаются по созвездиям следующим образом (выражается в нумерации астрономических лет, когда год 0 = 1 г. до н.э., -1 = 2 г. до н.э., и т. д.):

  • Мартовское равноденствие перешло из Тельца в Овна в году −1865, перешло в Рыбы в году −67, перейдет в Водолея в году 2597, а затем в Козерога в 4312 году. В 1489 году он прошел в пределах 10 угловых минут от Кита, не пересек границу.
  • Сентябрь равноденствие перешло из Весов в Деву в -729 году, перейдет в Льва в 2439 году.

Культурные аспекты

Равноденствия иногда считают началом весны и осени. Ряд традиционных праздников урожая отмечается в день равноденствий.

Воздействие на спутники

Одним из последствий периодов равноденствия является временное нарушение работы спутников связи. Для всех геостационарных спутников в период равноденствия есть несколько дней, когда Солнце проходит непосредственно за спутником относительно Земли (т. Е. В пределах ширины луча антенны наземной станции) на короткий период каждый день. Огромная мощность Солнца и широкий спектр излучения перегружают приемные цепи земной станции шумом и, в зависимости от размера антенны и других факторов, временно нарушают или ухудшают работу цепи. Продолжительность этих эффектов варьируется, но может составлять от нескольких минут до часа. (Для данной полосы частот антенна большего размера имеет более узкую ширину луча и, следовательно, более короткую продолжительность «окон отключения Солнца».)

Спутники на геостационарной орбите также испытывают трудности с поддержанием мощности во время равноденствие, из-за того, что теперь они должны пройти через тень Земли и полагаться только на энергию батареи. Обычно спутник движется либо к северу, либо к югу от тени Земли из-за его смещения оси в течение года. Во время равноденствия, поскольку геостационарные спутники расположены над экватором, они будут помещены в тень Земли на самое продолжительное время в году.

Равноденствия на других планетах
Когда планета Сатурн находится в момент равноденствия, его кольца отражают мало солнечного света, как это видно на этом изображении, сделанном Кассини в 2009 году.

Равноденствия происходят на любой планете с наклоненной осью вращения. Ярким примером является Сатурн, где в момент равноденствия система колец обращена ребром к Солнцу. В результате они видны только тонкой линией, если смотреть с Земли. Если смотреть сверху - вид, впервые наблюдаемый во время равноденствия с космического зонда Cassini в 2009 году - они получают очень мало солнечного света ; действительно, они получают больше планетного света, чем света от Солнца. Это явление происходит в среднем каждые 14,7 лет и может длиться несколько недель до и после точного равноденствия. Последнее равноденствие на Сатурне было 11 августа 2009 года, а следующее будет 6 мая 2025 года.

Последнее равноденствие на Марсе было 8 апреля 2020 года (северная осень), а следующее будет 7 февраля 2021 года. (северный источник).

См. также
Сноски
Ссылки
Внешние ссылки
Найдите равноденствие в Викисловаре, бесплатном словаре.
Викискладе есть материалы, связанные с Равноденствием.
Викицитатник содержит цитаты, связанные с: Равноденствием
Последняя правка сделана 2021-05-19 12:44:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте