Кульминация светил. Вид звездного неба на различных географических параллелях. Небесная сфера Что такое верхняя кульминация светила кратко

Рисунок 3.1 Высота светил в кульминации

Особый интерес представляет высота светила во время кульминаций. Наибольшая высота (90) будет в верхней кульминации у светил, проходящих через зенит, т.е. при д = ц. Как можно догадаться из рисунка 3.1, верхняя кульминация светила с д < ц будет происходить к югу от зенита (при д < ц - 90 - под горизонтом), и их высота в этот момент составит h = 90 - ц+ д. Светила с д > ц в момент верхней кульминации будут расположены к северу от зенита на высоте h = ц+ p = 90 + ц - д. Для нижней кульминации все наоборот. Через надир (h = - 90) проходят светила с д = - ц. Соответственно, нижняя кульминация светила с д < -ц произойдет к югу от надира (и зенита) на высоте h = - ц- 180o+ p = - ц- д - 90, а для д > -ц - к северу от надира (зенита) на высоте h = ц- p = ц+ д - 90.

Знания того, что высота полюса мира равна широте места наблюдения, достаточно, чтобы понять, как меняется суточное движение светил на разных широтах. Так, при увеличении широты (при движении на север) северный полюс мира будет подниматься все выше над горизонтом, а небесный экватор и суточные параллели будет пересекать его под все меньшим углом. Соответственно, зоны незаходящих и невосходящих светил будут увеличиваться.

На северном географическом полюсе ц = 90, северный полюс мира совпадает с зенитом, а небесный экватор - с математическим горизонтом. Поэтому суточные параллели не пересекаются с горизонтом, все светила северного небесного полушария являюся незаходящими, а южного - невосходящими. Высота светил равна их склонению и в течение суток не меняется (речь пока идет о светилах, неподвижных относительно небесной сферы), поэтому светила не кульминируют. Кстати, часовой угол t на северном географическом полюсе не определен, поскольку понятие небесного меридиана там теряет смысл (юг со всех сторон, а остальные стороны света отсутствуют). По той же причине не определен и азимут светил (за исключением ненадежного магнитного). Вот такая замечательная точка географический полюс. Прямое восхождение светил привязано к точке на небесной сфере, а не на горизонте, поэтому б на географическом полюсе определяется так же, как и в любой другой точке на поверхности Земли. Однако если все-таки зафиксировать на горизонте какую-либо точку (например, направление нулевого меридиана или положение точки весеннего равноденствия в некоторый начальный момент времени), то все противоречия снимаются. Угол между этой точкой и кругом склонений (вертикалом) светила будет меняться пропорционально времени (на 360 в сутки), поскольку этот угол будет аналогом часового угла (азимута).

При уменьшении широты (движение на юг) наблюдается обратная картина - высота северного полюса мира над горизонтом уменьшается, а небесный экватор и суточные параллели пересекают его под все большим углом. Соответственно, зоны незаходящих и невосходящих светил уменьшаются.

На экваторе ц = 0, северный полюс мира совпадает с точкой севера, южный - с точкой юга, небесный экватор проходит через зенит, суточный параллели перпендикулярны горизонту и делятся им пополам. Зоны невосходящих и незаходящих светил отсутствуют - любое светило на экваторе половину суток находится над горизонтом, половину - под ним.

При дальнейшем движении на юг картина подобна описанной для движения на север, но только с той разницей, что в южном полушарии верхняя точка пересечения небесного экватора и небесного меридиана расположена к северу от зенита, а не к югу.

Небесная сфера - это воображаемая сферическая поверхность произвольного радиуса, в центре которой находится наблюдатель. Небесные тела проектируются на небесную сферу .

Из-за малых размеров Земли, в сравнении с расстояниями до звезд, наблюдателей, расположенных в разных местах земной поверхности, можно считать находящимися в центре небесной сферы . В действительности никакой материальной сферы, окружающей Землю, в природе не существует. Небесные тела движутся в беспредельном мировом пространстве на самых различных расстояниях от Земли. Эти расстояния невообразимо велики, наше зрение не в состоянии их оценить, поэтому человеку все небесные тела представляются одинаково удаленными.

За год Солнце описывает большой круг на фоне звездного неба. Годичный путь Солнца по небесной сфере называется эклиптикой. Перемещаясь по эклиптике . Солнце в равноденственных точках дважды пересекает небесный экватор. Это бывает 21 марта и 23 сентября.

Точка небесной сферы, которая остается неподвижной при суточном движении звезд, условно называется северным полюсом мира. Противоположная точка небесной сферы называется южным полюсом мира. Жители северного полушария его не видят, т. к. он находится под горизонтом. Отвесная линия, проходящая через наблюдателя, пересекает небо над головой в точке зенита и в диаметрально противоположной точке, называемой надиром.

Ось видимого вращения небесной сферы, соединяющую оба полюса мира и проходящую через наблюдателя, называют осью мира. На горизонте под северным полюсом мира лежит точка севера , диаметрально противоположная ей точка - точка юга . Точки востока и запада лежат на линии горизонта и отстоят от точек севера и юга на 90°.

Плоскость, проходящая через центр сферы перпендикулярно оси мира, образует плоскость небесного экватора , параллельную плоскости земного экватора. Плоскость небесного меридиана проходит через полюсы мира, точки севера и юга, зенит и надир.

Небесные координаты

Система координат, в которой отсчет производится от плоскости экватора, называется экваториальной . Угловое расстояние светила от небесного экватора называется , которое меняется от -90° до +90°. Склонение считается положительным к северу от экватора и отрицательным к югу. измеряется углом между плоскостями больших кругов, один из которых проходит через полюсы мира и данное светило, второй — через полюсы мира и точку весеннего равноденствия, лежащую на экваторе.

Горизонтальные координаты

Угловым расстоянием называется расстояние между объектами на небе, измеряемое углом, который образован лучами, идущими к объекту из точки наблюдения. Угловое расстояние светила от горизонта называют высотой светила над горизонтом. Положение светила относительно сторон горизонта называется азимутом. Отсчет ведется от юга по часовой стрелке. Азимут и высоту светила над горизонтом измеряют теодолитом. В угловых единицах выражают не только расстояния между небесными объектами, но и размеры самих объектов. Угловое расстояние полюса мира от горизонта равно географической широте местности.

Высота светил в кульминации

Явления Прохождения светил через небесный меридиан называются кульминациями. Нижней кульминацией называется прохождение светил через северную половину небесного меридиана. Явление прохождения светилом южной половины небесного меридиана называется верхней кульминацией. Момент верхней кульминации центра Солнца называется истинным полднем, а момент нижней кульминации — истинной полночью. Промежуток времени между кульминациями - полсуток .

У незаходящих светил над горизонтом видны обе кульминации, у восходящих и заходящих нижняя кульминация происходит под горизонтом, ниже точки севера. Каждая звезда кульминирует в данной местности всегда на одной и той же высоте над горизонтом, потому что ее угловое расстояние от полюса мира и от небесного экватора не меняется. Солнце же и Луна меняют высоту, на
которой они кульминируют .

Кульминация небесного светила

прохождение небесного светила, при его видимом суточном движении, через небесный меридиан (см. Небесная сфера). В Северном полушарии Земли при верхнем К. н. с. светило проходит между Северным полюсом мира и точкой Юга и имеет наибольшую высоту (над горизонтом). В момент нижней К. н. с. светило проходит меридиан к С. от полюса мира и его высота - наименьшая. У звёзд, у которых (в данном месте) виден весь их суточный путь по небу, наблюдаются обе К. н. с.; такие звёзды называются незаходящими. В противоположном случае нижнее К. н. с. происходит под горизонтом и звёзды называются заходящими.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Кульминация небесного светила" в других словарях:

Прохождение светила через небесный меридиан. Различают верхнюю (полуденную) кульминацию, когда светило проходит через меридиан ближе к зениту; нижнюю (полуночную) кульминацию, когда светило проходит через меридиан ближе к надиру … Астрономический словарь

- (ново лат., от лат. culmen вершина). 1) прохождение звезды через меридиан. 2) высшая точка небесного светила над горизонтом. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КУЛЬМИНАЦИЯ 1) прохождение звезды чрез… … Словарь иностранных слов русского языка

Прохождение небесного светила через меридиан места, когда светило достигает наибольшей или наименьшей высоты над горизонтом. Различают верхнюю и нижнюю К. Нижняя К. случается обыкновенно под горизонтом и не может быть наблюдаема; только для… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

КУЛЬМИНАЦИЯ - 1) Прохождение небесного светила через меридиан; напр. верхняя К. солнца определяет полдень. 2) (Перен.) момент или период высшего подъема, развития, напряжения (напр., кульминационная точка, кульминационный пункт в развитии какого либо действия … Словарь политических терминов

Прохождение светила при его суточном движении через полуденную (верхняя кульминация светила) или полуночную (нижняя кульминация светила) часть плоскости небесного меридиана наблюдателя. EdwART. Толковый Военно морской Словарь, 2010 … Морской словарь

У этого термина существуют и другие значения, см. Кульминация. Кульминация (астрономия) момент прохождения светила через небесный меридиан в процессе его суточного движения. Иначе: моменты прохождения светилом точек пересечения суточной… … Википедия

I Время основная (наряду с пространством) форма существования материи, заключающаяся в закономерной координации сменяющих друг друга явлений. Оно существует объективно и неразрывно связано с движущейся материей. См. Пространство и время,… …

Момент, когда для данного места на Земле центр Солнца (истинного или т. н. среднего) находится в нижней кульминации (См. Кульминация небесного светила). Прохождению через меридиан истинного Солнца соответствует истинная П., прохождению… … Большая советская энциклопедия

Аберрация света. Смещение наблюдаемого положения звезд, вызванное движением Земли. Аберрация сферическая. Размытие изображения, построенного зеркалом или линзой со сферической поверхностью. Аберрация хроматическая. Размытие и окрашенность краев у … Энциклопедия Кольера

Используется в астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере. Координаты светил или точек задаются двумя угловыми величинами (или дугами), однозначно определяющими положение объектов на небесной сфере.… … Википедия

Вследствие суточного вращения небесной сферы все светила описывают круги, плоскости которых параллельны плоскости небесного экватора, т.е. они движутся по суточным параллелям. В общем случае светило часть времени находится под плоскостью горизонта и не видно для наблюдателя.

Точка пересечения суточной параллели светила и восточной части горизонта называется точкой восхода светила , а точка пересечения с западной частью горизонта точкой захода светила . Суточная параллель пересекает небесный меридиан в двух точках. Явление пересечения светилом небесного меридиана называется кульминацией светила. Кульминация называется верхней , если светило пересекает верхнюю часть меридиана PZQSP", в которой находится точка зенита Z, и нижней , если светило пересекает небесный меридиан в его нижней части PNQ"Z"P", содержащей точку надира Z". В том случае, когда нижняя кульминация происходит над горизонтом (h > 0), такое светило называется незаходящим , а если даже во время верхней кульминации светило находится под горизонтом (h < 0), то оно называется невосходящим . Таким образом, все светила на небесной сфере разбиваются на три большие группы - незаходящие, невосходящие и светила, которые восходят и заходят (рис. 8). Принадлежность светила к той или иной группе определяется его склонением и широтой места наблюдения .

4.1.1. Горизонтальные координаты

Для звезд с :

Верхняя кульминация (см. рис. 9):

A =0 o ,

Нижняя кульминация:

A =180 o ,

Восход и заход:

A зависит от , z =90 o h =0 o .

Для звезд с :

Верхняя кульминация (см. рис. 10):

A =180 o ,

Нижняя кульминация:

A =180 o ,

Восход и заход: A зависит от , z =90 o h =0 o .

Таким образом мы видим, что верхняя кульминация светил может происходить как к югу, так и к северу от зенита, в зависимости от соотношения величин склонения и широты места наблюдения . Из этих же формул легко вывести условия видимости светил :

- незаходящие светила

- невосходящие светила

- светила восходят и заходят

Очевидно, что даже при строго равномерном вращении небесной сферы горизонтальные координаты изменяются неравномерно. Высота светил медленнее всего изменяется вблизи меридиана, а азимут в эти моменты изменяется наиболее быстро.

4.1.2. Экваториальные координаты

I система . Склонение остается неизменным. Поскольку точка Q сохраняет неизменное положение на небесной сфере, то часовой угол t светила непрерывно меняется. Так как часовой угол отсчитывается вдоль экватора, то приращение t для светила будет равно углу поворота небесной сферы, следовательно, часовой угол t меняется равномерно. В момент верхней кульминации t=0 o =0 h , а в момент нижней кульминации t=180 o =12 h .

II система . Склонение остается неизменным. Прямое восхождение также не изменяется, так как оно отсчитывается от точки весеннего равноденствия , которая сама участвует в суточном вращении небесной сферы.

Вопросы

2. Если наблюдатель находится на Северном полюсе Земли, то какие светила будут незаходящими, невосходящими, будут восходить и заходить? А на земном экваторе?

3. У каких светил можно наблюдать и верхнюю, и нижнюю кульминацию?

Задачи

7. К каким светилам на широте Казани () относятся Сириус (, ), Капелла (, ) и Альдебаран (, )? Каково значение зенитного растояния z этих звезд в моменты кульминаций?

Решение: Вычислим значение угла ( для Казани и сравним его со значением склонения звезд. Склонение Капеллы больше этого угла, следовательно, эта звезда является незаходящей. Модуль склонений остальных звезд меньше угла (), следовательно, они восходят и заходят.

Для вычисления зенитных расстояний в моменты кульминаций воспользуемся формулами (3,5,7). Результаты для Сириуса: z вк = 72 o 27", z нк = 140 o 53". Для Капеллы: z вк = 9 o 49", z нк = 78 o 15". Для Альдебарана: z вк = 39 o 20", z нк = 107 o 46"

8. Решить предыдущую задачу применительно к Северо-Кавказской Астрономической Станции КГУ ().

9. Какое склонение должна иметь звезда, кульминирующая в Казани в зените?

10. (117) Каково склонение звезды, наблюдавшейся в Архангельске () в нижней кульминации на высоте 10 o .

11. (113) Восходит ли в Архангельске () звезда Фомальгаут ( Южной Рыбы), склонение которой равно -30 o 05".

Кульминация небесного светила

прохождение светила через небесный меридиан. Различают верхнюю (полуденную) кульминацию, когда светило проходит через меридиан ближе к зениту; нижнюю (полуночную) кульминацию, когда светило проходит через меридиан ближе к надиру.

Астрономический словарь . EdwART . 2010 .

Смотреть что такое "Кульминация небесного светила" в других словарях:

Прохождение небесного светила, при его видимом суточном движении, через небесный меридиан (см. Небесная сфера). В Северном полушарии Земли при верхнем К. н. с. светило проходит между Северным полюсом мира и точкой Юга и имеет наибольшую… …

- (ново лат., от лат. culmen вершина). 1) прохождение звезды через меридиан. 2) высшая точка небесного светила над горизонтом. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КУЛЬМИНАЦИЯ 1) прохождение звезды чрез… … Словарь иностранных слов русского языка

Прохождение небесного светила через меридиан места, когда светило достигает наибольшей или наименьшей высоты над горизонтом. Различают верхнюю и нижнюю К. Нижняя К. случается обыкновенно под горизонтом и не может быть наблюдаема; только для… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

КУЛЬМИНАЦИЯ - 1) Прохождение небесного светила через меридиан; напр. верхняя К. солнца определяет полдень. 2) (Перен.) момент или период высшего подъема, развития, напряжения (напр., кульминационная точка, кульминационный пункт в развитии какого либо действия … Словарь политических терминов

Прохождение светила при его суточном движении через полуденную (верхняя кульминация светила) или полуночную (нижняя кульминация светила) часть плоскости небесного меридиана наблюдателя. EdwART. Толковый Военно морской Словарь, 2010 … Морской словарь

У этого термина существуют и другие значения, см. Кульминация. Кульминация (астрономия) момент прохождения светила через небесный меридиан в процессе его суточного движения. Иначе: моменты прохождения светилом точек пересечения суточной… … Википедия

I Время основная (наряду с пространством) форма существования материи, заключающаяся в закономерной координации сменяющих друг друга явлений. Оно существует объективно и неразрывно связано с движущейся материей. См. Пространство и время,… … Большая советская энциклопедия

Момент, когда для данного места на Земле центр Солнца (истинного или т. н. среднего) находится в нижней кульминации (См. Кульминация небесного светила). Прохождению через меридиан истинного Солнца соответствует истинная П., прохождению… … Большая советская энциклопедия

Аберрация света. Смещение наблюдаемого положения звезд, вызванное движением Земли. Аберрация сферическая. Размытие изображения, построенного зеркалом или линзой со сферической поверхностью. Аберрация хроматическая. Размытие и окрашенность краев у … Энциклопедия Кольера

Используется в астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере. Координаты светил или точек задаются двумя угловыми величинами (или дугами), однозначно определяющими положение объектов на небесной сфере.… … Википедия