13. 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, или небесным параллелям.

В зависимости от географической широты j места наблюдения и от склонений d  светил суточные параллели последних либо пересекают математический горизонт в двух точках, либо целиком располагаются над ним, либо под ним (рис. 8). Точка пересечения светилом восточной части истинного горизонта называется точкой восхода светила, точка пересечения западной части истинного горизонта точкой захода светила.

Светило восходит и заходит на данной широте j , если абcолютное значение его склонения

|d | < (90 | j |).

(1.4)

Если светило находится на небесном экваторе QQ', т.е. его d  = 0, то оно восходит точно в точке востока Е и заходит точно в точке запада W.

Если склонение светила d > 0 (небесная параллель аа), то оно восходит на северо-востоке, а заходит на северо-западе.

Если склонение светила d < 0 (небесная параллель bb), то оно восходит на юго-востоке, а заходит на юго-западе.

Наконец, если абсолютное значение склонения светила

|d | (90 | j |),

(1.5)

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).

 

 

Если наблюдатель находится на земном экваторе (j = 0), то для него согласно условию (1.4) все светила являются восходящими и заходящими. Действительно, на земном экваторе (рис. 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 (j = +90), то для него согласно условию (1.5) светила, имеющие d  > 0, являются незаходящими, а светила с d < 0 невосходящими. Действительно (рис. 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 (d > 0) всегда видны над горизонтом, а светила южного полушария небесной сферы (d < 0) никогда не видны.

Нетрудно сообразить, что наблюдатель, находящийся на южном полюсе Земли, наоборот, всегда будет видеть светила южного полушария небесной сферы (d  < 0) и никогда не увидит светил северного полушария небесной сферы (d > 0).

 

Если наблюдатель находится на широте j , отличной от 0 и от 90, то часть светил будет для него являться восходящими и заходящими, а часть невосходящими и 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 PZQSP' небесного меридиана, содержащую Z (рис. 7), и нижней, если светило пересекает нижнюю часть небесного меридиана PNQ'Z'P', содержащую Z'.

Различают верхнюю кульминацию к югу от зенита (на дуге ZQSP') и к северу от зенита (на дуге PZ).

У светил, не заходящих на данной широте j , 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.