تعتمد الحياة على كوكبنا على كمية ضوء الشمس والحرارة. إنه لأمر فظيع أن نتخيل ، ولو للحظة ، ما الذي كان سيحدث لو لم يكن هناك مثل هذا النجم في السماء مثل الشمس. كل نصل من العشب ، كل ورقة ، كل زهرة تحتاج إلى الدفء والضوء ، مثل الناس في الهواء.
زاوية سقوط أشعة الشمس تساوي ارتفاع الشمس فوق الأفق
كمية ضوء الشمس والحرارة التي تدخل سطح الأرض تتناسب طرديًا مع زاوية سقوط الأشعة. يمكن أن تسقط أشعة الشمس على الأرض بزاوية من 0 إلى 90 درجة. تختلف الزاوية التي تضرب بها الأشعة الأرض ، لأن كوكبنا يتخذ شكل كرة. فكلما زاد حجمها كانت أخف وزنا وأكثر دفئا.
وهكذا ، إذا كانت الحزمة بزاوية 0 درجة ، فإنها تنزلق فقط على طول سطح الأرض ، دون تسخينها. تحدث زاوية الوقوع هذه في القطبين الشمالي والجنوبي ، خلف الدائرة القطبية الشمالية. بزوايا قائمة تسقط أشعة الشمس على خط الاستواء وعلى السطح بين المدارات الجنوبية والشمالية.
إذا كانت زاوية أشعة الشمس على الأرض مستقيمة فهذا يدل على أن الشمس في أوجها
إذن زاوية السقوطالأشعة على سطح الأرض وارتفاع الشمس فوق الأفق متساويان. يعتمدون على خط العرض الجغرافي. كلما اقترب خط العرض من الصفر ، كلما اقتربت زاوية سقوط الأشعة من 90 درجة ، وكلما ارتفعت الشمس فوق الأفق ، زادت دفئها وإشراقها.
كيف تغير الشمس ارتفاعها فوق الأفق
ارتفاع الشمس فوق الأفق ليس قيمة ثابتة. على العكس من ذلك ، فهو يتغير دائمًا. والسبب في ذلك يكمن في الحركة المستمرة لكوكب الأرض حول نجم الشمس ، وكذلك دوران كوكب الأرض حول محوره. ونتيجة لذلك ، يتبع النهار الليل ، وتتغير الفصول.
تستقبل المنطقة الواقعة بين المناطق الاستوائية أقصى درجات الحرارة والضوء ، وهنا يتساوى النهار والليل تقريبًا في المدة ، وتكون الشمس في أوجها مرتين في السنة.
السطح خارج الدائرة القطبية الشمالية يتلقى حرارة وضوءًا أقل وأقل ، وهناك مفاهيم مثل الليل والنهار القطبي ، والتي تدوم حوالي ستة أشهر.
ايام اعتدال الخريف والربيع
يتم تمييز التواريخ الفلكية الأربعة الرئيسية ، والتي تحدد ارتفاع الشمس فوق الأفق. 23 سبتمبر و 21 مارس هما اعتدال الخريف والربيع. وهذا يعني أن ارتفاع الشمس فوق الأفق في شهري سبتمبر ومارس هذه الأيام هو 90 درجة.
يضيء نصفي الكرة الأرضية الجنوبي والشمالي بالتساوي بواسطة الشمس ، وخط طول الليل يساوي خط طول النهار. عندما يأتي الخريف الفلكي في نصف الكرة الشمالي ، ثم في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية ، على العكس من ذلك ، الربيع. يمكن قول الشيء نفسه عن الشتاء والصيف. إذا كان الشتاء في نصف الكرة الجنوبي ، فهو الصيف في نصف الكرة الشمالي.
أيام الانقلابات الصيفية والشتوية
22 يونيو و 22 ديسمبر هما الانقلاب الشتوي في الصيف والشتاء. يشهد 22 كانون الأول (ديسمبر) أقصر يوم وأطول ليلة في نصف الكرة الشمالي ، وتكون شمس الشتاء في أدنى ارتفاع لها طوال العام.
فوق خط العرض 66.5 درجة تكون الشمس تحت الأفق ولا تشرق. تسمى هذه الظاهرة ، عندما لا تشرق شمس الشتاء في الأفق ، بالليل القطبي. أقصر ليلة عند خط عرض 67 درجة وتستمر ليومين فقط ، وأطول ليلة عند القطبين وتستمر 6 أشهر!
ديسمبر هو شهر السنة الذي توجد فيه أطول ليالي في نصف الكرة الشمالي. يستيقظ الناس في وسط روسيا للعمل في الظلام ويعودون أيضًا في الليل. هذا شهر صعب بالنسبة للكثيرين ، لأن قلة ضوء الشمس تؤثر سلبًا على الحالة الجسدية والمعنوية للناس. لهذا السبب ، قد يتطور الاكتئاب.
في موسكو عام 2016 ، سيكون شروق الشمس في 1 ديسمبر في الساعة 08.33. في هذه الحالة سيكون طول اليوم 7 ساعات و 29 دقيقة. سيكون غروب الشمس في الأفق مبكرًا جدًا عند الساعة 16.03. ستكون الليل 16 ساعة و 31 دقيقة. وهكذا اتضح أن خط طول الليل أطول بمرتين من خط طول النهار!
الانقلاب الشتوي لهذا العام هو 21 ديسمبر. أقصر يوم سيستمر 7 ساعات بالضبط. ثم يستمر الوضع نفسه لمدة يومين. وبالفعل اعتبارًا من 24 ديسمبر ، سيتحول اليوم إلى ربح ببطء ولكن بثبات.
في المتوسط في اليوم الواحد سيكونأضف دقيقة واحدة من ضوء النهار. في نهاية الشهر ، سيكون شروق الشمس في ديسمبر في تمام الساعة 9 صباحًا ، أي بعد 27 دقيقة من 1 ديسمبر
22 يونيو هو الانقلاب الصيفي. كل شيء يحدث عكس ذلك تمامًا. على مدار العام ، يكون في هذا التاريخ أطول يوم في المدة وأقصر ليلة. هذا عن نصف الكرة الشمالي.
في الجنوب العكس. ظواهر طبيعية مثيرة للاهتمام مرتبطة بهذا اليوم. بعد الدائرة القطبية الشمالية يأتي اليوم القطبي ، والشمس لا تغرب تحت الأفق في القطب الشمالي لمدة 6 أشهر. تبدأ الليالي البيضاء الغامضة في سان بطرسبرج في يونيو. تستمر من منتصف يونيو تقريبًا لمدة أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع.
قد تختلف كل هذه التواريخ الفلكية الأربعة من يوم إلى يومين ، حيث لا تتزامن السنة الشمسية دائمًا مع السنة التقويمية. كما تحدث التعويضات في السنوات الكبيسة.
ارتفاع الشمس فوق الأفق والظروف المناخية
الشمس هي واحدة من أهم العوامل المكونة للمناخ. اعتمادًا على كيفية تغير ارتفاع الشمس فوق الأفق فوق منطقة معينة من سطح الأرض ، تتغير الظروف المناخية والفصول.
على سبيل المثال ، في أقصى الشمال ، تسقط أشعة الشمس بزاوية صغيرة جدًا وتنزلق فقط على طول سطح الأرض دون تسخينها على الإطلاق. في ظل ظروف هذا العامل ، يكون المناخ هنا قاسياً للغاية ، فهناك التربة الصقيعية والشتاء البارد مع الرياح والثلوج الباردة.
كلما ارتفعت الشمس فوق الأفق ، كان المناخ أكثر دفئًا. على سبيل المثال ، عند خط الاستواءحار للغاية ، استوائي. كما أن التقلبات الموسمية غير محسوسة عمليًا في منطقة خط الاستواء ، فهناك صيف أبدي في هذه المناطق.
قياس ارتفاع الشمس فوق الأفق
كما يقولون ، كل شيء عبقري بسيط. حتى هنا. جهاز قياس ارتفاع الشمس فوق الأفق بسيط للغاية. إنه سطح أفقي بقطب في منتصف طوله متر واحد. في يوم مشمس ظهرًا ، يلقي العمود بأقصر ظل. بمساعدة هذا الظل الأقصر ، يتم إجراء الحسابات والقياسات. من الضروري قياس الزاوية بين نهاية الظل والجزء الذي يربط نهاية القطب بنهاية الظل. ستكون قيمة الزاوية هذه هي زاوية الشمس فوق الأفق. هذا الجهاز يسمى عقرب.
Gnomon هي أداة فلكية قديمة. وهناك أجهزة أخرى لقياس ارتفاع الشمس فوق الأفق مثل السدس ، الرباعي ، الإسطرلاب.
