Вращение Земли и местное солнечное время
Земля вращается вокруг оси с запада на восток и делает полный оборот за сутки. Значит, за 1 час она поворачивается на 360° : 24 = 15°, а на 1° — за 4 минуты. Поэтому на востоке утро наступает раньше: там Солнце уже поднялось, когда на западе ещё ночь.
Пример. В пункте на 40° в. д. местный полдень (12:00). Сколько местного солнечного времени в пункте на 25° в. д.?
Разность долгот 15° → 1 час. Второй пункт западнее, значит, там 11:00.
Обратная задача: если в пункте полдень, а по Гринвичу 8:00, то пункт «опережает» Гринвич на 4 ч, то есть лежит на 4 · 15° = 60° восточнее: 60° в. д.
Проверь себя. На сколько минут различается местное солнечное время двух пунктов, долготы которых отличаются на 5°?
Ответ: 20
Часовые пояса и поясное время
Жить по «своему» солнечному времени в каждом городе неудобно, поэтому Землю поделили на 24 часовых пояса примерно по 15° долготы. Отсчёт ведётся от всемирного времени UTC (нулевой пояс, Гринвич). В России 11 часовых зон — от МСК−1 до МСК+9. Границы зон проводят по границам регионов, поэтому они не совпадают с меридианами.
| Город | UTC | Разница с Москвой |
|---|---|---|
| Калининград | +2 | −1 ч |
| Москва | +3 | 0 |
| Самара | +4 | +1 ч |
| Екатеринбург | +5 | +2 ч |
| Омск | +6 | +3 ч |
| Новосибирск, Красноярск | +7 | +4 ч |
| Иркутск | +8 | +5 ч |
| Якутск | +9 | +6 ч |
| Владивосток | +10 | +7 ч |
| Магадан | +11 | +8 ч |
| Петропавловск-Камчатский | +12 | +9 ч |
Пример. Самолёт вылетел из Москвы (UTC+3) в 10:00 по московскому времени и летел 4 часа до Новосибирска (UTC+7). Который час в Новосибирске в момент посадки?
Посадка в 14:00 по Москве. В Новосибирске на 4 часа больше: 18:00.
Проверь себя. В Москве (UTC+3) 22:00. Который час в Иркутске (UTC+8)? Ответ — число часов.
Ответ: 3
Орбита, наклон оси и времена года
Ось Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66,5° (отклонена от перпендикуляра на 23,5°) и сохраняет своё направление в пространстве. Поэтому в течение года Солнце поочерёдно сильнее освещает то одно, то другое полушарие.
| Дата | Событие (Северное полушарие) | Солнце в зените над | За Северным полярным кругом |
|---|---|---|---|
| 21 марта | весеннее равноденствие | экватором | день ≈ ночь по всей Земле |
| 22 июня | летнее солнцестояние | Северным тропиком (23,5° с. ш.) | полярный день |
| 23 сентября | осеннее равноденствие | экватором | день ≈ ночь по всей Земле |
| 22 декабря | зимнее солнцестояние | Южным тропиком (23,5° ю. ш.) | полярная ночь |
Полуденная высота Солнца
Высота Солнца — угол между направлением на Солнце и плоскостью горизонта. В полдень она максимальна за день. Чем выше Солнце, тем сильнее нагревается поверхность.
φ — широта пункта (северная со знаком «+», южная — «−»); δ — широта, над которой Солнце в зените: 0° в равноденствия, +23,5° 22 июня, −23,5° 22 декабря.
| Дата | Северное полушарие | Южное полушарие |
|---|---|---|
| 21 марта, 23 сентября | 90° − φ | 90° − φ |
| 22 июня | 90° − φ + 23,5° | 90° − φ − 23,5° |
| 22 декабря | 90° − φ − 23,5° | 90° − φ + 23,5° |
Пример. Город на 56° с. ш. 22 июня: h = 90° − 56° + 23,5° = 57,5°. 22 декабря: 90° − 56° − 23,5° = 10,5°. В равноденствия: 90° − 56° = 34°.
Проверь себя. Какова полуденная высота Солнца 22 июня на Северном тропике (в градусах)?
Ответ: 90