Задачи на определение высоты Солнца над горизонтом в полдень

ЗАДАЧИ  НА  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ВЫСОТЫ  СОЛНЦА НАД  ГОРИЗОНТОМ  В  ПОЛДЕНЬ

     Для  решения  такого  типа  задач  школьники  должны  знать, что  в  дни  весеннего  и  осеннего  равноденствия ( 21 марта и  23 сентября), когда Солнце  находится  в  зените  над  экватором, полуденную  высоту  Солнца  вычисляют  по  формуле:  h= 90⁰ – φ,  где

h – угол, под  которым  находится  Солнце  над  горизонтом  в  полдень ;            φ- географическая широта  места  наблюдения.

 На  экваторе  она  будет  составлять : 90⁰ – 0⁰= 90 ⁰ ; на  полюсах 90⁰- 90⁰= 0⁰.

  В остальные  дни  полуденная  высота  определяется  по  формуле:

h = 90⁰ – φ ± δ  , где  δ – склонение  Солнца.

   Летом  ( 22 июня), когда  Солнце  находится  в  зените  над  Северным  тропиком ( тропиком  Рака), полуденная  высота  его  для  Северного  полушария  увеличивается  на  23⁰27' , поскольку  географическая  широта  Северного  тропика  составляет  23⁰27' с.ш., т.е.  δ=  + 23⁰27' , отсюда 

h= 90⁰ – φ + δ , и  для  Москвы  она   составит : h= 90⁰ – 55⁰ 45' + 23⁰27' ;

h= 57⁰42' ( это  максимальная  высота  Солнца  над  горизонтом  Москвы).

   А  зимой  ( 22 декабря), когда  Солнце  находится  в зените  над  Южным  тропиком, 23⁰27' ю.ш.( тропиком  Козерога), полуденная  высота  его  для  Северного  полушария  уменьшается  на 23⁰27', и  для  Москвы  она  составит:  h = 90⁰ -   55⁰ 45' - 23⁰27' = 10⁰48'

h = 10⁰48' ( это  минимальная  высота  Солнца  над  горизонтом  для Москвы).

      Во  все  остальные  дни  нужно  знать, на  сколько  и  в  сторону  какого  полушария  склонилось  Солнце, то  есть на  какой  широте  оно  в  зените  в  полдень. Как  правило,  величину  склонения  для  каждого  дня  определяют на  несколько  лет  и  фиксируют  в  астрономических  ежегодниках.

Задача 1

Определите  полуденную  высоту  Солнца  над  горизонтом  в Ростове-на-Дону  23  сентября.

Решение :

-Для  решения  данной  задачи  необходимо  знать  географическую  широту  г.Ростова-на –Дону : она  составляет  47⁰16'  с.ш.  Поскольку  в  задаче  речь  идёт о  23  сентября,  дне  осеннего  равноденствия, когда Солнце  находится  в  полдень  в  зените  над  экватором  , то δ =0⁰, поэтому  этой  величиной  мы пренебрегаем  и  используем  формулу: :  h= 90⁰ – φ,  отсюда : :  h= 90⁰ – 47⁰16'= 42˚44'

Ответ: Полуденная  высота  Солнца  над  горизонтом  в г.Ростове-на-Дону  будет  составлять 42˚44' .

Задача  2

Определите  высоту  полуденного  Солнца  в  Новороссийске  22  декабря.

Решение :

Географическая  широта  Новороссийска  составляет  44⁰43' с.ш.

  22 декабря – день  зимнего солнцестояния, полуденная  высота  его  для  Северного  полушария  уменьшается  на 23⁰27', т.е.  δ= - 23⁰27'. Эти  значения  подставляем  в формулу  h = 90˚ - φ±δ  , отсюда  :

h = 90⁰ - 44⁰43'- 23⁰27'

h = 21⁰ 50'/

Ответ: Полуденная  высота  Солнца  22  декабрч  в  г.Новороссийске  составит  21⁰50'.

Задача 3

Определите  высоту  полуденного  Солнца  над  горизонтом   в Каире 23 сентября.

Решение :

Географическая  широта  Каира  составляет  30⁰ с.ш.

23 сентября- это день  осеннего  равноденствия  и  Солнце  находится  в  полдень  в  зените  над  экватором  , то δ =0⁰, поэтому  этой  величиной  мы пренебрегаем  и  используем  формулу: :  h= 90⁰ – φ,  отсюда :  h= 90⁰ –30⁰ = 60⁰

Ответ: Полуденная  высота  Солнца  над  горизонтом  в г.Каире  будет  составлять 60⁰