Азимут и высота солнца над горизонтом
Вычисление азимута и высоты солнца над горизонтом по заданным координатам и времени наблюдения. Возможно как задание координат вручную, так и выбор значения из справочника городов.
Продолжаем тему, начатую статьей Восход и закат солнца.
На повестке дня вычисление азимута солнца и его высоты над горизонтом в любой момент времени в точке с заданными координатами. Азимут мы откладываем от севера по часовой стрелке.
Алгоритм расчета взят отсюда. Описал его какой-то хороший швед. Он старался как мог, но все равно для стороннего человека ничего не понятно. Например, я могу еще понять, как мы переходим от одной системы координат к другой, но понять, почему долгота перигелия солнца вычисляется как
, где d — количество дней от эпохи J2000 — это уже выше моих сил.
Видимо где-то далеко, в башне из слоновой кости, сидят астрономы, и все эти цифры рассчитывают, а потом все остальные смертные их используют. Может быть какой-нибудь астроном когда-нибудь расскажет о том, как это все происходит; пока же пришлось взять на веру все эти магические цифры и воплотить расчет в жизнь. Очевидно, так делает большинство.
Есть несколько книг, которые обычно рекомендуют людям на форумах, когда не хотят отвечать развернуто, типа, «смотри вон там», и я тоже приведу их здесь:
Jean Meeus. Astronomical algorithms
Peter Duffett-Smith. Practical Astronomy with your calculator.
Как и в случае калькуляторов для расчета времени восхода и захода солнца, ниже представлены два калькулятора — первый берет информацию о координатах и часовом поясе из справочника городов, т. е. остается только выбрать город и ввести время наблюдения; а второй позволяет задать координаты и часовой пояс «вручную». Информацию о городах могут добавлять в справочник зарегистрированные пользователи.
Отрицательная высота над горизонтом соответствует темному времени суток — солнце «под» горизонтом. Пересечение с горизонтом утром происходит примерно на азимуте 90 градусов, из чего можно сделать смелый вывод, что солнце восходит все-таки на востоке.
Paul Schlyter (это швед) утверждает, что ошибка в расчетах не превышает одной угловой минуты для дат в диапазоне 1900 – 2100.
Источник
Разница между азимутом и высотой
Азимут используется в астрономии, навигации, геологии и других областях для измерения положения объекта на горизонте или относительно горизонта. Азимут отсчитывается на восток от правильного севера. В астрономии азимут часто используется вместе с высотой, которая является мерой вертикального положения объекта, такого как звезда или планета, над горизонтом.
Азимут измеряется в градусах, если горизонт представляет собой горизонтальный круг на 360 °. В современной системе направление на север — 0 °, на восток — 90 °, на юг — 180 °, а на запад — 270 °. Термин азимут происходит от арабского термина al samt , который в средневековой исламской астрономии относился к направлению небесного объекта, измеренному вдоль горизонта. Современный термин образован от множественного числа слова: al summut .
Одно заметное различие между современной системой азимута и системой, используемой в средневековой исламской астрономии, заключается в том, что исламские астрономы, как правило, измеряли азимут от линии восток-запад, тогда как сегодня азимут измеряется от правильного севера. Причина, по которой азимут измеряется с использованием интервала 0–360 °, может быть связана с тем фактом, что во многих древних календарях было 360 дней, и казалось, что звезды перемещаются примерно на 1 градус в день вокруг Полярной звезды.
Помимо астрономии, азимут также используется в таких областях, как навигация и геология. Например, это важно для геологии, потому что геологи должны определять пространственную ориентацию геологических единиц, которые они исследуют. Например, при определении ориентации наклонного осадочного слоя геологам необходимо определить угол простирания. Угол простирания — это азимут горизонтальной линии, которая обычно перпендикулярна направлению наклона осадочного слоя или направлению падения. Угол простирания, наряду с углом падения, важен при картировании и интерпретации геологических структур.
Что такое высота?
В географии и науках о Земле высота — это мера вертикального расстояния до точки над уровнем моря. Уровень моря обеспечивает удобную поверхность, которая по существу, хотя и не всегда, является однородной по всей планете, что позволяет надежно измерять расстояния независимо от местоположения. Другие планеты, на которых нет открытых водоемов, имеют другие базовые уровни для измерения топографии. На Марсе, например, воображаемая сфера, называемая ареоидом, используется как эквивалент уровня моря на Земле. Центр ареоида находится в центре Марса, а радиус ареоида составляет 3396 км.
Точки данных о высотах обычно используются для построения контурных карт. Контурная линия — это линия, проходящая через несколько точек с одинаковым значением. Например, на карте высот кто-нибудь проведет линию через все точки длиной 10 м, а другую линию через все точки длиной 20 метров. В дополнение к соединению точек одного и того же значения, горизонтальные линии также должны иметь равные интервалы на одной и той же карте. Карта контурных линий с интервалом между контурами 10 м будет иметь значения контурных линий 10 м, 20 м, 30 м и т. Д. Интервал между контурными линиями представляет разницу в высоте. Таким образом, точка, находящаяся между 10 м и 20 м контурными линиями, будет точкой, находящейся на высоте от 10 м до 20 м над уровнем моря. Контурные карты полезны для определения рельефа местности, например для определения того, какие точки находятся в долинах, а какие — на холмах.
Высота оказывает значительное влияние на климат. Например, высокогорные районы обычно холоднее, чем более низкие. Большая часть населения Земли живет в пределах 150 м или менее от уровня моря. Самая высокая точка, на которой живут люди, — Тибетское плато на высоте около 5330 м. Люди не могут жить на больших высотах, поскольку выше этого порога температура становится слишком низкой для ведения сельского хозяйства, а уровень кислорода в атмосфере слишком низким для жизни человека.
Заметные возвышения на поверхности Земли включают вершину Эвереста на высоте 8849 м над уровнем моря. Самая низкая точка суши на Земле находится на берегу Мертвого моря, которое находится на 420 м ниже уровня моря.
Самая высокая точка Солнечной системы — Олимп-Монс, щитовой вулкан на Марсе высотой 26000 м. Еще одна известная звездная точка Солнечной системы — это экваториальный хребет или горный хребет на спутнике Сатурна Япете. Хребет проходит прямо вдоль экватора на протяжении более трех четвертей окружности Луны и имеет высоту около 20 000 м.
Сходства между азимутом и высотой
Азимут и высота используются для измерения пространственного положения точки данных. Они также используются для создания карт и имеют отношение к таким областям, как геология и навигация.
Различия между азимутом и высотой
Хотя между азимутом и углом места есть сходства, есть и важные различия. Эти отличия заключаются в следующем.
- Азимут измеряется в градусах, тогда как высота обычно измеряется в футах или метрах.
- Азимут измеряет положение точки на горизонте, тогда как высота измеряет расстояние до точки над уровнем моря или эквивалентную точку отсчета на поверхности планеты.
- Опорные точки, используемые в азимуте, могут быть одинаковыми для других планет, тогда как опорные точки для высоты (например, уровня моря) будут отличаться от планеты к планете.
- Азимут имеет числовое значение от 0 до 360, тогда как высота теоретически может принимать любое значение.
Иллювиация против элювиации
Резюме
Азимут — это измерение положения объекта вдоль горизонта по часовой стрелке или на восток от правильного севера. Азимут измеряется в градусах, и это слово происходит от средневекового арабского термина, обозначающего примерно то же понятие. Азимут используется в различных областях, включая астрономию, геологию и навигацию. Высота — это расстояние по вертикали до точки над уровнем моря. Эталонный уровень, эквивалентный уровню моря, используется на других планетах, на которых нет океанов или открытых водоемов, для формирования удобного базового уровня. Возможная максимальная и минимальная высота зависит от планеты, на которой вы живете. Высота самой высокой горы на Земле составляет всего 8849 м, тогда как на Марсе есть вулканы высотой 26000 метров. Азимут и высота похожи в том, что они оба используются для измерения положения точки в пространстве. Они также различаются во многом. Азимут измеряется в градусах, отсчитывается от прямого севера, имеет опорные точки, которые не меняются от планеты к планете, и имеет числовой диапазон от 0 до 360. Высота измеряется в линейных единицах, обычно в футах или метрах, измеряется вертикально от уровня моря, имеет контрольные точки, которые могут изменяться в зависимости от планеты, на которой проводятся измерения, и имеет диапазон измерения, который теоретически может принимать любое числовое значение. .
Автор: Калеб Стром Магистр и Бакалавр наук Калеб Стром имеет степень бакалавра наук. Кандидат наук о Земле из Калифорнийского университета в Сан-Диего, а в настоящее время является аспирантом по геологии в Калифорнийском государственном политехническом университете Помона. Он проводил научные исследования в области планетологии в Институте океанографии и астрофизики Скриппса в Центре астрофизики и космических наук Калифорнийского университета в Сан-Диего. Калеб Стром имеет степень бакалавра наук о Земле в Калифорнийском университете в Сан-Диего. аспирант, работающий над степенью магистра наук. Кандидат геологических наук в Государственном политехническом университете Калифорнии, Помона. Его магистерские исследования относятся к планетарной науке, и он участвовал в опубликованных исследованиях, связанных с космохимией, работая в лаборатории геохимии изотопов Скриппса. Он также имеет опыт археологических изысканий, раскопок и коллекций. Его навыки включают спутниковое дистанционное зондирование, геологическое картирование, археологические раскопки и съемки, а также масс-спектроскопию. Калеб также опубликовал популярные статьи для журналов, связанных с геологией, астрономией, археологией, антропологией и историей.
Источник