Question

№5. Определите полуденную высоту Солнца в Архангельске (географическая широта 65°) и Ашхабаде (географическая широта 38°) в дни летнего и зимнего солнцестояния. Каковы различия высоты Солнца: а) в один и тот же день в этих городах; б) в каждом из городов в дни солнцестояний? Какие выводы можно сделать из полученных результатов?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

В день летнего солнцестояния склонение Солнца δ = +23°27′

В день зимнего солнцестояния склонение Солнца δ = −23°27′.

____________________________

Полуденная высота солнца: h = 90° – ϕ + δ

____________________________

Архангельск (ϕ = 65°):

Летнее солнцестояние: h = 90° - 65° + 23°27′ = 48°27′

Зимнее солнцестояние: h = 90° – 65° − 23°27′ = 1°33′

_____________________________

Ашхабад (ϕ = 38°):

Летнее солнцестояние: h = 90° – 38° + 23°27′ = 75°27′

Зимнее солнцестояние: h = 90° – 38° − 23°27′ = 28°33′

______________________________

а). Разница между высотой солнца в Архангельске и Ашхабаде (в один и тот же день) составляет 27°, -

ϕ (Арх) - ϕ (Ашх) = 65° - 38° = 27°

б). В день летнего солнцнстояния разница между высотой солнца в Архангельске и Ашхабаде составляет 27°, -

h (Ашх) - h (Арх) = 75°27′ - 48°27′ = 27°

В день зимнего солнцнстояния разница между высотой солнца в Архангельске и Ашхабаде составляет 27°.

h (Ашх) - h (Арх) = 28°33′ - 1°33′ = 27°

Вывод:

Вне зависимости от времени проведения наблюдений, разница между высотой солнца в Архангельске и Ашхабаде  составляет 27°, что представляет собой разность широт, на которых расположены эти города.

Answer 2

Для определения полуденной высоты Солнца используется формула:

$\sin h = \sin \varphi \cdot \sin \delta + \cos \varphi \cdot \cos \delta \cdot \cos H$

где:

• $h$ - полуденная высота Солнца
• $\varphi$ - географическая широта места
• $\delta$ - склонение Солнца
• $H$ - часовой угол местного среднего времени

Склонение Солнца и часовой угол можно рассчитать по следующим формулам:

$\delta = -\arcsin \left( \sin \varepsilon \cdot \sin \left( 2\pi \frac{d_n}{365} - \varepsilon \right) \right)$

$H = 15^\circ \cdot (12 - \text{часовой пояс}) + \text{долгота в градусах}$

где:

• $\varepsilon$ - наклон эклиптики (приближенно принимается около $23.44^\circ$)
• $d_n$ - день года (1 января - 1, 31 декабря - 365 или 366)
• Часовой пояс считается положительным на восток от Гринвича и отрицательным на запад.

Давайте рассчитаем полуденную высоту Солнца для Архангельска и Ашхабада в дни летнего и зимнего солнцестояния.

Для летнего солнцестояния (обычно 21 июня):

1. Архангельск (широта 65°):

   • Долгота: примем за пример 40° восточной долготы (часовой пояс UTC+4 для Москвы)
   • $\delta$ и $H$ рассчитываем для этой даты и места
   • Подставляем значения в формулу и находим $h$

2. Ашхабад (широта 38°):

   • Долгота: 58° восточной долготы (часовой пояс UTC+5 для Туркменистана)
   • $\delta$ и $H$ рассчитываем для этой даты и места
   • Подставляем значения в формулу и находим $h$

Повторим те же шаги для зимнего солнцестояния (обычно 21 декабря).

Вычислив полуденные высоты Солнца для каждого города в указанные даты, можно сравнить результаты и сделать выводы о том, как меняется высота Солнца в разные времена года и на разных широтах.