Сумерки природное явление. Астрономические сумерки
Каждый день мы наблюдаем различные атмосферные явления. Чаще всего мы не задумываемся об их особенностях и природе. Но стоит внимательнее оглянуться по сторонам - и мы заметим, что многие из этих явлений гораздо интереснее, чем кажутся на первый взгляд. Одним из ярких примеров являются сумерки.
Что такое сумерки? Этим определением называют два временных периода:
- промежуток времени между видимым заходом солнца и наступлением ночи;
- период между ночью и видимым восходом солнца.
Итак, мы ответили на вопрос о том, что такое сумерки. Но, оказывается, они подразделяются на три типа:
- гражданские;
- навигационные;
- астрономические.
В этой статье мы подробно расскажем об особенностях каждой из разновидностей сумерек.
Гражданские сумерки
На изображении выше вы можете узнать о «синем часе» и «золотом часе».
Гражданские сумерки наступают в тот момент, когда Солнце заходит, и заканчиваются после того, как его центр опускается ниже горизонта на 6 градусов. Эта разновидность сумерек является самой светлой. По этой причине на небе нельзя различить мелкие звезды. Но при благоприятных атмосферных условиях можно наблюдать наиболее яркие небесные тела. Так, в безоблачную погоду в период гражданских сумерек можно без использования оптических приборов разглядеть на небе Венеру.
В этот период времени можно видеть все наземные объекты почти так же хорошо, как в дневное время. Поэтому в утренние гражданские сумерки можно начинать, а в вечерние - завершать работы, проводимые на открытом воздухе. Кстати, поэтому они и называются гражданскими – в это время вы можете хорошо видеть без дополнительного освещения.
В некоторых широтах гражданские сумерки могут продолжаться на протяжении всей ночи. Иными словами, вечерние сумерки вместо ночи постепенно переходят в утренние. Такое явление принято называть белыми ночами. На территории России их можно наблюдать в Санкт-Петербурге, Перми, Якутске, Воркуте и ряде других городов.
Навигационные сумерки
После завершения вечерних гражданских сумерек приходит время сумерек навигационных. Наблюдать их можно также перед наступлением утренних гражданских сумерек.
В этот период центр Солнца располагается на 6-12 градусов ниже линии горизонта. Во время навигационных сумерек можно различать смутные очертания наземных объектов. Однако без искусственного освещения увидеть их детали не представляется возможным. Нельзя в этот период различить и цвета предметов. По этим причинам полевые работы без использования осветительных приборов в таких условиях не проводят.
Зато в этот период времени можно видеть все навигационные звезды. В то же время, различима линия горизонта. Это позволяет судоводителям ориентироваться в пространстве с помощью секстанта, измеряя углы между горизонтом и звездами – поэтому сумерки «навигационные».
Военные нередко начинают атаки во время навигационных сумерек. Это связано с тем, что в этот период противнику сложнее всего их обнаружить.
Астрономические сумерки
Астрономическими сумерками называют период времени, когда центр Солнца находится на 12-18 градусов ниже горизонта. С их наступлением астрономы могут приступать к наблюдению за большинством небесных объектов. В этот период хорошо видны не только крупные планеты и звезды, но и мелкие светила. Однако объекты с особо слабым и рассеянным свечением можно видеть только астрономической ночью.
Впрочем, разница между ночью и астрономическими сумерками понятна только тем, кто специализируется на изучении небесных светил. Для обычного же наблюдателя совершенно незаметен переход астрономических сумерек в ночь. Иными словами, они воспринимаются, как часть ночи.
Надеемся, что в этой статье вы нашли подробный ответ на вопрос о том, что такое сумерки. Осталось только отметить, что продолжительность сумерек в целом и каждого их периода в частности сильно варьируется, в зависимости от того, на какой широте их наблюдают.
Сумерки и заря
сайт - "Наблюдатель"
08-08-2007
Гражданские сумерки. Солнце лишь недавно зашло за горизонт.
Любой человек прекрасно знает, что небо после захода Солнца полностью темнеет не сразу, а лишь спустя какое-то время. Сначала на небе загораются лишь самые яркие звезды и планеты, после чего звезд становится все больше и больше и, наконец, небо совсем темнеет, на нем высыпают самые слабые звезды. Ближе к утру в восточной части над самым горизонтом занимается небо первыми лучами рассвета. И сначала исчезает полоса Млечного Пути, а также самые слабые звезды. И почти незаметно в лучах рассвета начинают исчезать звезды. Не успеешь оглянуться, как остаются лишь самые яркие светила, которые также постепенно «растворяются» в яркой утренней заре. И вот над горизонтом появляется Солнце, возвещая о начале нового светового дня.
Период времени, в течение которого Солнце находится под горизонтом, но видны признаки заката (рассвета), обусловленные рассеянием солнечного света в верхних слоях атмосферы Земли, называется сумерками. Сумерки бывают гражданскими, навигационными и астрономическими. Гражданские сумерки – наиболее светлая часть периода плавного перехода от ночи ко дню утром и обратно вечером, когда центр солнечного диска погружен под плоскость горизонта не более чем на 6°. Навигационные сумерки продолжаются, пока Солнце не опустится под горизонт на 12°, после чего следуют астрономические сумерки, которые продлятся до того, пока Солнце не погрузится под горизонт на 18°. Лишь после этого наступает ночь. Утром сумерки следуют в обратном порядке: астрономические, навигационные, гражданские, после чего Солнце появляется над горизонтом.
В течение гражданских сумерек можно наблюдать лишь самые яркие планеты и звезды. С наступлением навигационных сумерек проявляются очертания созвездий, но самые слабые звезды, доступные невооруженному глазу, появляются лишь к концу сумерек астрономических. С мая по август в северных и средних широтах нашей страны продолжается период белых ночей. Вблизи летнего солнцестояния даже на широте Москвы на протяжении всей ночи длятся навигационные сумерки, а по-настоящему темные ночи возвращаются на широту Москвы (56°) лишь 9 августа и длятся до 3 мая. Сначала продолжительность темной ночи составляет менее часа, но с каждым днем ее продолжительность растет и ко дню зимнего солнцестояния составляет 12 часов! Но это расчет для широты Москвы, а для своей широты каждый из вас может провести аналогичный расчет. Для этого вам необходимо воспользоваться следующими формулами:
- Для расчета астрономических сумерек: склонение Солнца = 90° - широта местности – 18°;
Для навигационных сумерек: склонение Солнца = 90° - широта местности – 12°;
Для гражданских сумерек: склонение Солнца = 90° - широта местности – 6°.
А день, которому соответствует то или иное склонение Солнца вы можете узнать из астрономических справочников, программ-планетариев или звездной карты с нанесенной на нее эклиптикой.
А вот что про сумерки и зарю написано в книге С.П.Хромова и М.А.Петросянца «Метеорология и климатология»: «После захода Солнца вечером темнота наступает не сразу. Небо, особенно в той части горизонта, где зашло Солнце, остается светлым и посылает к земной поверхности постепенно убывающую рассеянную радиацию. Аналогично утром еще до восхода Солнца небо светлеет больше всего в стороне восхода и посылает к земле рассеянный свет. Это явление неполной темноты носит название сумерек вечерних и утренних. Причиной его является освещение Солнцем, находящимся под горизонтом, высоких слоев атмосферы и рассеяние ими солнечного света.
Так называемые астрономические сумерки продолжаются вечером до тех пор, пока Солнце не зайдет под горизонт на 18°; к этому моменту становится настолько темно, что различимы самые слабые звезды. Астрономические утренние сумерки начинаются с момента, когда солнце имеет такое же положение под горизонтом. Первая часть вечерних астрономических сумерек или последняя часть утренних, когда солнце находится под горизонтом не ниже 8°, носит название гражданских сумерек.
Продолжительность астрономических сумерек изменяется в зависимости от широты и времени года. В средних широтах она от 1,5 до 2ч., в тропиках меньше, на экваторе немногим дольше одного часа.
В высоких широтах летом солнце может не опускаться под горизонт менее чем на 18°, то полной темноты вообще не наступает и вечерние сумерки сливаются с утренними. Это явление называют белыми ночами.
Сумерки сопровождаются красивыми, иногда очень эффектными изменениями окраски небесного свода в стороне Солнца. Эти изменения начинаются еще до захода и продолжаются после восхода Солнца. Они имеют довольно закономерный характер и носят название зари. Характерные цвета зари- пурпурный и желтый. Но интенсивность и разнообразие цветовых оттенков зари изменяются в широких пределах в зависимости от содержания аэрозольных примесей в воздухе. Разнообразны и тона освещения облаков в сумерках.
В части небосвода, противоположной солнцу, наблюдается противозаря, также со сменой цветовых тонов, с преобладанием пурпурных и пурпурно-фиолетовых. После захода Солнца в этой части небосвода появляется тень Земли: все более растущий в высоту и в стороны серовато-голубой сегмент. Явление зари объясняется рассеянием света мельчайшими частицами атмосферных аэрозолей и дифракцией света на более крупных частицах.
Следует упомянуть о явлении зодиакального света. Так называют нежное сияние в виде наклонного конуса, направленного по эклиптике. Оно наблюдается над Солнцем, находящимся под горизонтом, но уже на темном небе, т. е. после конца или до начала астрономических сумерек. Сквозь это сияние просвечивают звезды. В тропических широтах зодиакальный свет наблюдается лучше, чем в умеренных. Считают, что зодиакальный свет вызван рассеянием солнечного света космической (метеорной) пылью».
И астрономические и следуют в этом порядке при заходе Солнца и, в обратном - при восходе. Гражданские сумерки – наиболее светлая часть периода плавного перехода от ночи ко дню утром и обратно вечером, когда центр солнечного диска погружен под плоскость горизонта не более чем на 6°. Началом(концом) навигационных сумерек принято считать момент, когда высота Солнца равна 12°. В ААЕ приводится продолжительность утренних и вечерних гражданских и навигационных сумерек для наблюдателя, находящегося на уровне моря.
В авиации используют термин светлое время суток , оно равно сумме продолжительности дня (времени от восхода до заката) и продолжительности гражданских сумерек. В некоторых документах вместо гражданских сумерек добавляют 30 минут до восхода и столько же после заката. Для определения времени моментов естественного освещения, пользуются Календарным справочником , специальными графиками или ААЕ , в которых они даны для наблюдателя, находящегося на уровне моря.
Нажать для увеличения
Нажать для увеличения
Приведённые графики составлены для северных широт от 0 до 90 градусов. На верхней и нижней рамках нанесены шкалы календарных дат, а на боковых рамках - шкалы времени. Широта места обозначена рядом кривых линий. Графики рассчитаны для меридиана 30 градусов восточной долготы по московскому времени.
Пример определения моментов восхода и захода Солнца для точки N55˚0.0΄ E082˚56.0΄.
По графику определяем для заданной даты и широты точки моменты восхода и захода Солнца на меридиане 30 градусов восточной долготы. Для этого, на верхней шкале находим заданную дату и опускаемся вертикально до линии заданной широты. Из полученной точки проводим горизонтальную линию и, на боковой шкале, отсчитываем искомый момент восхода Солнца на меридиане 30 градусов восточной долготы. Для определения момента захода Солнца заданную дату берут на нижней рамке графика. Получаем:
Т на λ=30˚ Всх=5:40; Зх=20:25
Определяем моменты восхода и захода Солнца в заданной точке по московскому времени:
∆λ= E082˚56.0΄-E030˚0.0΄=E052˚56΄;
Переводим градусы долготы в часы и минуты (1˚=4мин) ∆λt= 3:32
Восход Tмск=5:40-3:32=6:08
Закат Tмск=20:25-3:32=16:53
Для определения областей полярных дня и ночи, можно воспользоваться другим графиком:
Нажать для увеличения
| Оглавление | 9. Измерение времени >>8. Сумерки. Белые ночи.
После захода Солнца не наступает сразу полная темнота. Некоторое время еще довольно светло, потому что, пока Солнце не опустилось глубоко под горизонт оно продолжает освещать атмосферу над наблюдателем. А рассеянные в атмосфере солнечные лучи освещают поверхность Земли (см. рис. 16).
| Рис. 16. Сумерки |
Промежуток времени между заходом Солнца и наступлением полной темноты называют вечерними сумерками , а промежуток времени с того момента ночи, когда небо на востоке начинает светлеть и до восхода Солнца - утренними сумерками .
Различают сумерки гражданские , навигационные и астрономические . Гражданские сумерки длятся, когда высота Солнца составляет больше -6 o 51" (необходимо учитывать рефракцию и конечный угловой размер Солнца). В конце гражданских сумерек необходимо включать искусственное освещение и на небе появляются самые яркие звезды. В течение навигационных сумерек высота Солнца заключена в пределах от -6 o 51" до -12 o и на небе видно достаточно звезд, чтобы можно было узнать рисунок созвездий, т.е. осуществлять ориентирование по звездам - навигацию. Астрономические сумерки - это та часть суток, когда высота Солнца заключена в пределах от -12 o до -18 o . В конце астрономических сумерек на небе исчезают последние следы вечерней зари, и становятся видны самые слабые звезды.
Летом на достаточно высоких широтах Солнце ночью не опускается ниже -6 0 51", так что вечерние гражданские сумерки переходят в утренние. Это явление называется сплошными гражданскими сумерками или белыми ночами . Аналогично можно ввести понятие сплошных навигационных сумерек и сплошных астрономических сумерек .
Задачи
32. Определить продолжительность белых ночей в Санкт-Петербурге ().
Решение:
1) В день начала (и окончания) белых ночей в момент нижней кульминации Солнца
его центр должен находиться на высоте
h
min
=-6 o
51", т.е.
Отсюда склонение Солнца в этот день равно:
2) В какие дни года склонение Солнца равно этой величине? Очевидно, что где-то вблизи 22 июня, одна дата - начала белых ночей - до 22 июня, а вторая - окончания - после 22 июня.
4) За сколько дней склонение Солнца вблизи солнцестояния изменится на эту величину? 30 дней вблизи 22 июня склонение Солнца изменяется со скоростью 0 o .1 в день. Значит, полученное нами изменение склонения Солнца произойдет за два с половиной дня. Следовательно, белые ночи в Санкт-Петербурге длятся 5 дней.
33. Определить продолжительность сплошных астрономических сумерек в Казани ().
34. Сколько дней длятся сплошные навигационные сумерки в Москве ?
7. Суточное движение Солнца
|
Оглавление |
9. Измерение времени >>
| Публикации с ключевыми словами: |
Слово «сумерки»
, имеющее целый ряд смысловых оттенков и пользующееся в последние годы высокой популярностью благодаря произведениям массовой культуры, происходит от вполне конкретного оптического явления, связанного со сменой дня и ночи.
Каждому из тех, кто сейчас читает эти строки, наверняка неоднократно доводилось наблюдать это явление лично. Ниже мы рассмотрим причины его возникновения, а также некоторые особенности влияния сумерек на человеческую психику.
Что такое сумерки?
Сумерками называют интервал времени перед восходом и после заката солнца, когда естественное освещение обеспечивается отражением солнечных лучей от верхних слоев земной атмосферы, а само солнце при этом находится ниже линии горизонта. Первоначальное значение слова «сумерки» именно таково.
Сумерки могут быть утренними и вечерними: первые представляют собой плавный переход между ночью и днем, вторые - наоборот, между днем и ночью. Сумерками могут также называть промежутки времени, когда солнце находится над линией горизонта, но естественная освещенность понижена из-за таких природных явлений, как , плотные грозовые облака и т. д., но такое употребление данного слова является скорее художественным приемом, чем точным и правильным использованием термина.
Какие бывают сумерки?
Период сумерек принято делить на три этапа: гражданские, навигационные и астрономические сумерки. Данная система разделения основывается на измерении расположения центра солнечного диска относительно линии горизонта. Существуют разные взгляды на разделение вышеперечисленных видов сумерек.
Согласно одной системе классификации эти три вида сумерек наступают последовательно, друг за другом; согласно другой все они наступают одновременно, но отличаются друг от друга по времени своего завершения: первыми заканчиваются гражданские, затем навигационные, и только потом астрономические сумерки. В России принято пользоваться первым способом классификации сумерек.
Важно понимать, что такая система классификации является довольно условной. Считается, что во время гражданских сумерек можно без искусственного освещения выполнять на открытой местности любые виды работ. Во время навигационных сумерек , но еще отчетливо различима линия горизонта, что позволяет производить навигационные вычисления при управлении судном. В период астрономических сумерек небо визуально воспринимается уже как полностью темное, что позволяет без затруднений производить астрономические наблюдения за такими небесными объектами, как звезды, но такие объекты, как туманности, различимы еще недостаточно отчетливо для наблюдения невооруженным взглядом.
Разумеется, возможность наблюдать астрономические объекты зависит не только от положения солнца, но и от степени облачности, а также от интенсивности искусственного освещения местности, с которой ведется наблюдение.
В ряде стран интервал гражданских сумерек учитывается в некоторых законодательных актах. Так, например, в странах, где ночное ограбление карается более сурово, чем дневное, период гражданских сумерек может входить или не входить в ночной период с точки зрения закона. В юридической практике для определения продолжительности гражданских сумерек используют не положение солнечного диска относительно линии горизонта, а некий фиксированный промежуток времени (обычно составляющий 20-30 минут) после заката или до восхода солнца.
Как сумерки влияют на человеческую психику?
С психологической точки зрения сумерки являются периодом, на протяжении которого человеческая психика наименее устойчива и наиболее подвержена влиянию дестабилизирующих факторов. В практическом смысле это означает, что в сумерки следует по возможности избегать принятия ответственных решений и выполнения задач, требующих повышенного внимания.
Некоторые люди во время сумерек испытывают смутное беспокойство, другие - наоборот, ощущают эмоциональный подъем. К какой бы из этих категорий не относились лично вы, постарайтесь в любой ситуации учитывать тот факт, что сумерки - это всего лишь обыденное астрономическое явление, которое можно просто переждать, а можно плодотворно использовать для достижения своих целей.
