300 вопросов по астрономии
Длительность дней, ночей и сумерек на разных широтах земного шара
- Принято считать, что в обычном, невисокосном году 21 марта и 23 сентября — дни весеннего и осеннего равноденствий, когда и день и ночь длятся на всем земном шаре по 12 часов. Посмотрите, однако, в отрывной календарь, например 1962 г.. и вы найдете там, что еще 19 марта длительность дня составляла 12 ч 03 мин; 20 марта — 12 ч 07 мин, а 21 марта — 12 ч 12 мин. Подобно этому 23 сентября день продолжался 12 ч 14 мин; 24 сентября 12 ч 09 мин; 25 сентября 12 ч 04 мин и только 26 сентября день продолжался 12 часов. Чем объясняется такое расхождение календаря с общепринятым мнением?
Ответ - Часто приходится читать, что дни и ночи на земных полюсах продолжаются по полгода. Однако фактически светлое время на Северном полюсе начинается примерно 28 февраля и заканчивается 13 октября, т. е. продолжается почти 7,5 месяца. Чем это объясняется?
Ответ - Почему почти в любом месте северного и южного заполярных поясов сплошные дни с незаходящим Солнцем продолжаются больше времени, чем непрерывные ночи с невосходящим Солнцем?
Ответ - Теоретически на обоих полярных кругах один раз в году должен быть 24-часовой день и один раз в году 24-часовая ночь. Фактически же круглосуточный день на северном полушарии бывает на 65° 59' с. ш., а круглосуточная ночь на 67° 07' с. ш. (т. е. не на полярном круге). То же самое наблюдается и на южном полушарии Земли. Чем это можно объяснить?
Ответ - «А 23 марта, в день весеннего равноденствия, Солнце (на Северном полюсе) казалось бы перерезанным горизонтом как раз пополам», — разъясняет один из героев повести Жюля Верна «Путешествие капитана Гаттераса». Так ли это?
Ответ - «Местом ссылки Меншикова была пустыня, где земля оттаивает летом только на четверть аршина и морозы зимой доходят до 40°, весны нет, лето продолжается месяц, а ночь в течение семи месяцев тянется». Меншиков был сослан в город Березов, ныне село Березово Ханты-Мансийского национального округа (64° с. ш.). Установите длительность полярной ночи в этом селе.
Ответ - «Солнце освещает Хибинские тундры только летом. Во тьме полярной ночи, которая продолжается много месяцев, невозможно пробраться сквозь сугробы снега». Вычислите продолжительность полярной ночи в Мончегорске (68° с. ш.), например, в 1955 г.
Ответ - «(18 января ст. ст.) первый свет показался над Новой Землей* в полдень заря зарумянилась... (24 января ст. ст.) солнышко-батюшко как бы с красным фонариком прошло по горам... (2 февраля ст. ст.) солнышка мы навидались. В полном лике оно над морем встало». Вычислите, на какой широте зимовали поморы. Время действия — конец XIX в. Днем восхода Солнца считать 24 января ст. ст. Склонение Солнца взять из школьного астрономического календаря на 1955 г.
Ответ - Вот отрывок из песни зимовщиков на Шпицбергене (XIX в.):
Не морозы там страшат,
Страшит темна ночка.
Там с Михайлы, с ноября
Долга ночь настанет
И до Сретения дня
Зоря не проглянет.
(Михайлов день—8/XI ст. ст.; Сретение—2/II ст. ст.) Широта Шпицбергена (мыс. Южный) — 76°29'. Разберитесь в достоверности сроков начала и конца полярной ночи, приведенных в песне.
Ответ - «Экспедиция У. Э. Парри в 1819 г. зимовала возле острова Мелвилл, в заливе Уинтер Харбор; зимняя ночь началась 6 ноября и закончилась 7 февраля». Определите по каждой из этих дат широту места зимовки и объясните разницу в полученных широтах.
Ответ - «После 31 октября (1914 г.) Солнце скрылось за горизонтом. Наступила долгая полярная ночь...» и далее: «...полярная ночь длилась 103 суток». Здесь говорится о зимовке «Таймыра». Найдите широту места зимовки. Даты указаны по новому стилю.
Ответ - Может ли быть так, чтобы в конце полярной ночи Солнце взошло над горизонтом, затем в течение нескольких суток не показывалось, а потом снова и уже окончательно взошло? Чем это объяснялось бы, если бы так случилось?
Ответ - «...Выползает из-за гор огромная, многоугольная Луна, багровая, угрюмая. Корней Степанович смотрит на эту раздавленную Луну». Где можно видеть сильно деформированные диски Солнца и Луны и чем объясняется такая деформация?
Ответ - Какие моменты принимаются за начало и конец восхода и захода Солнца и Луны?
Ответ - «Я просыпался с первыми же лучами Солнца. А летом оно у нас (в Финляндии) не ленилось и вставало рано: в самые длинные дни в половине третьего утра... Трудно рано улечься, если в половине десятого только садится Солнце и в 12 часов настолько светло, что можно читать». Вычислите длительность дня и приблизительную широту местности. Время указано местное среднее солнечное. Рефракцию не учитывать.
Ответ - Вот несколько отрывков из художественной литературы:
«Был поздний майский вечер. Белая петербургская ночь не мешала работать».
«Был конец апреля, рано светало — наступали белые ночи — и сидеть в сквере было приятно».
«Ленин приехал в Петроград в ночь на 4 апреля. Он покинул его после июльских событий (5/VII). Девяносто дней и девяносто ночей. Белых ночей. Кто, пережив их, не запомнил навек петербургские белые ночи семнадцатого года?»
Разберитесь, в каких отрывках и о каких белых ночах идет речь. Месяцы и даты везде указаны по старому стилю. Широта Ленинграда 59° 54'.
Ответ - В какой из столиц северных государств белые ночи не отличаются от ленинградских?
Ответ - Все путешественники отмечают, что в тропических странах, и особенно на экваторе, сумерки непродолжительны: после захода Солнца очень быстро наступает ночь. Чем это объясняется?
Ответ - [Вблизи от экватора] «примерно через полчаса после захода Солнца царит уже почти полная ночь». Проверьте это утверждение с помощью формулы cosz = sinφ sinδ +cosφ cosδ Х cos(t + τ), где τ — продолжительность сумерек, δ и t — склонение и часовой угол Солнца, угол z для гражданских сумерек равен 97°. Вычислите τ на экваторе для эпох равноденствий.
Ответ - Как известно, на средних северных широтах с эпохи зимнего солнцестояния длительность дней начинает возрастать, а длительность ночей — убывать. Правда, увеличение дня становится заметно только в январе. Почему, однако, дни в январе больше прибывают в своей вечерней части, чем в утренней? Для ответа на вопрос используйте отрывной календарь на любой год.
Ответ - Известно, что на средних северных широтах дни зимой бывают длиннее, чем, например, в Москве, а летом продолжительность дней в Москве больше, чем на юге. С какого же времени дни в Москве становятся продолжительнее, чем дни в южных областях?
Ответ
<< Назад | К оглавлению | Дальше >>