Сторінка
1

Визначення географічної широти за астрономічними спостереженнями

1. Висота полюса світу над горизонтом. Звернемося до малюн­ка 12. Ми бачимо, що висота полюса світу над горизонтом hр = Ð РСN, а географічна широта місця j = ÐСОR. Ці два кути (ÐРСN і ÐСОR.) дорівнюють один одному як кути із взаємно перпендикулярними сторонами: [ОС]^[СN], [ОR] ^ [СР]. Рів­ність цих кутів дає найпростіший спосіб визначення географічної широти місцевості j: кутова відстань полюса світу від горизонту , дорівнює географічній широті місцевості. Щоб визначити географічну широту місцевості, досить виміряти висоту полюса світу над горизонтом, оскільки

hp = j.

2. Добовий рух світил на різних широтах. Тепер нам відомо, що із зміною географічної широти місця спостереження змінюється орієнтація осі обертання небесної сфери відносно горизонту. Роз­глянемо, якими будуть видимі переміщення небесних світил у райо­ні Північного полюса, на екваторі й на середніх широтах Землі.

На полюсі Землі полюс світу знаходиться в зеніті, і зорі рухаються по колах, паралельних горизонту (мал. 14, а). Тут зорі не заходять і не сходять, їх висота над горизонтом незмінна.

На середніх географічних широтах зорі сходять і заходять, але є й такі, що ніколи не опускаються під горизонт (мал. 14, б). Наприклад, навколополярні сузір'я (див. мал. 10) на географіч­них широтах СРСР ніколи не заходять. Сузір'я, розташовані далі від Північного полюса світу, ненадовго показуються над горизон­том, а сузір'я, які лежать біля Південного полюса світу, не сходять.

Та чим далі на південь просувається спостерігач, тим більше південних сузір'їв він може бачити. На земному екваторі, якби вдень не заважало Сонце, за добу можна було б побачити сузір'я всього зоряного неба (мал. 14, в).

Для спостерігача на екваторі всі зорі сходять і заходять перпендикулярно до площини горизонту. Кожна зоря тут про­ходить над горизонтом рівно половину свого шляху. Північний полюс світу збігається для спостерігача з точкою півночі, а Пів­денний полюс світу — з точкою півдня. Вісь світу лежить у пло­щині горизонту (див. мал. 14, в).

3. Висота світил у кульмінації. Полюс світу при позірному обертанні неба, що відображає обертання Землі навколо осі, зай­має незмінне положення над горизонтом на даній широті (див. мал. 12). Зорі за добу описують над горизонтом навколо осі світу кола, паралельні небесному екватору. При цьому кожне світило за добу двічі перетинає небесний меридіан (мал. 15).

Явища проходження світил через небесний меридіан назива­ються кульмінаціями. У верхній кульмінації висота сві­тила максимальна, у нижній:— мінімальна. Проміжок часу між к \ л ь,м і н а щям_и^д суданлІЕ» Одсішши-а 66 к.

У світила M1, яке на даній широті ф не заходить (див. мал. 15), видно (над горизонтом) обидві кульмінації, у зір, які сходять і заходять (M1, М2, М3), нижня кульмінація відбу­вається під горизонтом, нижче від точки півночі. У світила М4. яке знаходиться далеко на пів­день від небесного екватора, обидві кульмінації можуть бути невидимі (світило, що не схо­дить) .

Момент верхньої кульміна­ції центра Сонця називається справжнім полуднем, а момент нижньої кульмінації — справж­ньою північчю.

Знайдемо залежність між висотою h світила М у верхній кульмінації, його схиленням 6 і широтою місцевості j. Для цього скористаємося малюн­ком 16, на якому зображено прямовисну лінію ZZ',— вісь світу РР' і проекції небесного екватора <QQ' та лінії горизонту NS (полуденна лінія) на пло­щину небесного меридіана (РZSP’N).

Ми знаємо, що висота полю­са світу над горизонтом дорів­нює географічній широті місце­вості, тобто hр = j. Отже, кут між полуденною лінією NS і віссю світу РР' дорівнює ши­роті місцевості j, тобто ÐРОN = hp = j. Очевидно, що нахил площини небесного еква­тора до горизонту, який вимірюється ÐQOS, дорівнюватиме 90° — j, оскільки ÐQOZ. = ÐРОN як кути із взаємно перпенди­кулярними сторонами (див. мал. 16). Тоді зоря М із схилен­ням б, яка кульмінує на південь від зеніту, має у верхній кульмі­нації висоту

h = 90° - j + 6 (1)

З цієї формули видно, що географічну широту можна визначити, вимірюючи висоту будь-якого світила з відомим схиленням б у верхній кульмінації. При цьому слід враховувати, шо коли світило в момент кульмінації знаходиться на південь від екватора, то його схилення від'ємне.