§ 1.6. Явления, связанные с суточным вращением небесной сферы
а) Восход и заход светил.
Вследствие суточного вращения небесной сферы все светила описывают круги, плоскости которых параллельны плоскости небесного экватора, т.е. они движутся по суточным параллелям.
В зависимости от географической широты места наблюдения и от склонений светил суточные параллели последних либо пересекают математический горизонт в двух точках, либо целиком располагаются над ним, либо под ним (рис. 1.8). Точка пересечения светилом восточной части истинного горизонта называется точкой восхода светила, точка пересечения западной части истинного горизонта — точкой захода светила.
Можно показать, что светило восходит и заходит на данной широте , если абcолютное значение его склонения
|| < (90° — | |). |
(1.7) |
Если светило находится на небесном экваторе QQ', т.е. его = 0, то оно восходит точно в точке востока Е и заходит точно в точке запада W.
Если склонение светила > 0 (небесная параллель аа), то оно восходит на северо-востоке, а заходит на северо-западе.
Если склонение светила < 0 (небесная параллель bb), то оно восходит на юго-востоке, а заходит на юго-западе.
Наконец, если абсолютное значение склонения светила
|| (90° — | |), |
(1.8) |
то его суточная параллель не пересечет математического горизонта и оно будет либо незаходящим (суточная параллель ll располагается целиком над горизонтом) либо невосходящим светилом (суточная параллель kk располагается целиком под горизонтом). Соотношение (1.8) называется условием и незаходимости, и невосходимости светил.
Рис. 1.8. Суточное движение светил в средних географических широтах. |
Рис. 1.9. Суточное движение светил на земном экваторе. |
Рис. 1.10. Суточное движение светил на северном полюсе Земли. |
Если наблюдатель находится на земном экваторе ( = 0°), то для него согласно условию (1.7) все светила являются восходящими и заходящими. Действительно, на земном экваторе (рис. 1.9) северный полюс мира Р лежит на горизонте, в точке севера N, а южный полюс Р’ — в точке юга S. Небесный экватор QQ' перпендикулярен к математическому горизонту и проходит через зенит Z. Поэтому и плоскости суточных параллелей всех светил также перпендикулярны к плоскости математического горизонта. Следовательно, все светила восходят и заходят, видны над горизонтом в течение 12 часов и столько же часов не видны.
Если наблюдатель находится на северном географическом полюсе Земли ( = 90°), то для него согласно условию (1.8) светила, имеющие > 0, являются незаходящими, а светила с < 0 — невосходящими. Действительно (рис. 1.10), на северном географическом полюсе Земли северный полюс мира Р совпадает с зенитом Z, а небесный экватор QQ' — с математическим горизонтом. Поэтому плоскости суточных параллелей светил параллельны плоскости математического горизонта, и светила не восходят и не заходят. Светила северного полушария небесной сферы ( >0) всегда видны над горизонтом, а светила южного полушария небесной сферы ( < 0) никогда не видны.
Нетрудно сообразить, что для наблюдателя, находящегося на южном полюсе Земли, все будет с точностью до наоборот.
Если наблюдатель находится на широте , отличной от 0° и от 90° (средние географические широты), то часть светил будет для него являться восходящими и заходящими, часть — невосходящими и часть — незаходящими.
б) Кульминации светил.
Суточная параллель каждого светила пересекает небесный меридиан в двух точках, лежащих на концах диаметра параллели.
Явление пересечения светилом небесного меридиана называется кульминацией светила.
Кульминация называется верхней, если светило пересекает верхнюю часть небесного меридиана, содержащую Z, и нижней, если светило пересекает нижнюю часть небесного меридиана, содержащую Z'.
Различают кульминации к югу от зенита и к северу от зенита.
У светил, не заходящих на данной широте , доступны для наблюдений обе кульминации — и верхняя и нижняя; у восходящих и заходящих светил — только верхняя, нижняя кульминация происходит под горизонтом; у невосходящих светил обе кульминации недоступны наблюдениям, так как происходят под горизонтом.