Почему полные солнечные затмения чаще бывают летом кратко

Обновлено: 01.07.2024

В каком полушарии Земли чаще случаются полные солнечные затмения: в Северном или в Южном? Почему так происходит?

Подсказка 1

Казалось бы, какая разница? Конечно, в северном полушарии больше суши, а затмения, проходящие над океаном, вызывают меньший ажиотаж в СМИ и проходят практически незамеченными. Но если вы заглянете в астрономический календарь, то сможете убедиться, что в северном полушарии полные солнечные затмения происходят намного чаще (в 2–3 раза) даже с учетом океанических затмений. Причину этой асимметрии вам и предстоит объяснить.

Подсказка 2

Зато, по данным того же календаря, в южном полушарии заметно чаще происходят кольцеобразные солнечные затмения.

Подсказка 3

Очевидно, что солнечные затмения чаще происходят летом, потому что Солнце можно наблюдать только днем, а продолжительность дня летом больше. Чем лето в северном полушарии отличается от лета в южном? Чтобы ответить на этот вопрос, вспомните, какие условия должны быть соблюдены для наступления в той или иной точке Земли полного солнечного затмения.

Решение

Для наступления полного солнечного затмения необходимо соблюдение двух условий.

1. Луна должна оказаться на одной прямой между Солнцем и наблюдателем (допустимы небольшие отклонения, но наблюдатель должен находиться в узкой полосе, по которой движется полная лунная тень), как изображено на рис. 1.

2. Наблюдаемый угловой диаметр Луны должен быть больше, чем угловой диаметр Солнца (иначе мы получим кольцеобразное затмение, как показано на рис. 2).

Рассмотрим эти условия подробнее.

Условие 1 равнозначно совпадению новолуния, которое наступает с периодом, задаваемым продолжительностью синодического месяца (в среднем 29,531 суток), и прохождения Луны на небесной сфере через одну из двух точек пересечения видимой лунной орбиты и эклиптики (так называемый узел), что происходит ровно два раза за период, именуемый драконическим месяцем (чуть больше чем 27,215 суток). Оба месяца находятся в иррациональном соотношении с продолжительностью года и поэтому никак не могут быть причиной искомой асимметрии.

Теперь разберёмся с условием 2. Угловой диаметр Луны варьируется от максимума (33'40") в перигее (ближняя к Земле точка лунной орбиты) до минимума (29'24") в апогее (дальняя точка). Продолжительность полного цикла от перигея до перигея называется аномалистическим месяцем (сейчас составляет примерно 27,545 суток) и также не укладывается в год рациональное число раз.

Методом исключения мы дошли до углового диаметра Солнца. Постоянен ли он в течение года? Если бы орбита Земли была точно круговой, то это было бы верно. Но орбита Земли — эллипс, хотя и очень близкий к окружности. Угловой диаметр Солнца в перигелии (ближняя к Солнцу точка орбиты) составляет 32'31", а в афелии (дальняя точка) — 31'27", то есть меняется на 3,4%. Этого вполне достаточно, чтобы вблизи афелия заметно чаще наблюдались полные, а вблизи перигелия — кольцеобразные затмения.

Дата перигелия обычно наступает в промежутке от 2 до 5 января, афелия — с 3 по 6 июля. Это достаточно близко к датам солнцестояний, и можно сделать вывод, что летом в Северном полушарии чаще происходят полные, а в Южном — кольцеобразные затмения. А поскольку, как мы уже выяснили, солнечные затмения чаще наблюдаются летом, мы и получаем ответ на наш вопрос.

Послесловие

На самом деле то, что угловые диаметры Солнца и Луны близки, — очень большая удача для астрономов. Во время затмения диск перекрывает фотосферу, но позволяет полностью наблюдать корону и, в течение короткого времени, значительную часть хромосферы. Если бы Луна была ближе или больше, наблюдение короны сильно осложнилось бы, а хромосферу можно было бы наблюдать только небольшими кусочками. Будь Луна дальше или меньше, мы бы наблюдали только кольцеобразные затмения — явление красивое, но для астрономов почти бесполезное. Собственно, рано или поздно так и произойдет: вследствие постепенного удаления Луны от Земли (приблизительно на 3,4 см в год) примерно через 700 миллионов лет полные солнечные затмения прекратятся.

При решении задачи мы также не учитывали тот факт, что период прохождения Земли по орбите от перигелия до перигелия (аномалистический год, 365,2396 суток) несколько меньше, чем тропический год (365,2422 суток), задающий времена года. Через срок около 41 тысячи лет прохождение перигелия совпадет с осенним равноденствием, и частота полных и кольцеобразных затмений в обоих полушариях сравняется.

Чтобы выяснить, когда происходит солнечное затмение на Земле, почему и с какой частотой случается, человечество веками вело наблюдение, подсчитывая и записывая все феномены. Изначально ученые заметили, что так может произойти в фазе новой луны, но не во всех подряд. Затем, взяв во внимание расположение Луны до и после явления, обнаружили между ними некую связь. Оказалось, именно спутник нашей голубой планеты закрывает звезду от Земли.

Еще позже, ученые обнаружили интересный феномен — независимо от того, когда бывает солнечное затмение, через 2 недели после этого события с Солнцем, каждый раз происходит затмение Луны. При этом спутник нашей планеты всегда виден был в полной фазе. Этот факт в очередной раз стал доказательством связи двух небесных тел.

Перекрытие светила лунной тенью — интересный и красивый феномен, который позволяет увидеть корону и приближенные области звезды, что в естественных условиях сделать довольно сложно. Только в 1996 году ученые получили шанс осматривать и изучать явления на светиле благодаря запущенному спутнику SOHO.

Пьер Жансен, ученый из Франции, наблюдая полное перекрытие звезды лунной тенью, в 1868 году первым провел исследования хромосферы небесного тела, и в результате обнаружил спектр абсолютно нового химического элемента — гелий.

В 1882 году наблюдая за феноменом, египетские очевидцы заметили комету, летящую возле главной космической звезды. Ей дали название Комета затмения.

Что такое солнечное затмение

Солнечное затмение — это уникальное космическое действие, заключающееся в закрытии небесного светила в полной мере или частично тенью от земного спутника. Редкий процесс происходит при условии новолуния, когда спутник поворачивается к нам темной стороной. При этом яркая планета и естественный спутник Земли размещаются в области 12 градусов с обеих сторон лунного узла (мест пересечения орбит). Если посмотреть с космоса, Солнце, Луна и голубая планета выстраиваются на единой линии.

Узнаем, как происходит солнечное затмение. Начинается событие с восходом в западных областях, а завершается в восточных. Это происходит потому, что земной спутник летит по орбите в направлении с востока на запад. Глобальное перекрытие может длиться несколько минут. В максимальную фазу явления, становится темно, на небосводе виднеются звезды, а вместо Солнца — темный диск спутника в окружении светящейся каймы — короны.

Ученые создали специальный календарь, который сможет подсказать, как часто: сколько раз во сколько лет бывает солнечное затмение, указать точную дату грядущего события, с точкой, фазой и территорией распространения перекрытия Солнца.

Уникальное событие сопровождается рядом явлений. Можно наблюдать:

теневые волны — оптическое атмосферное явление, иногда происходящее на фоне светлых плоскостей за пару минут до и после максимальной фазы:
четки Бейли — оптический эффект, появляющийся в начале или конце максимальной фазы абсолютного затмения;
бриллиантовое кольцо — эффект, предшествующий максимальной фазе, когда последние звездные лучи проходят через долины края диска Луны;
снижение температуры в атмосфере.

Кроме того, перекрытие диска звезды оказывает влияние на мир фауны. Птицы ложатся спать, а животные начинают вести себя беспокойно.

Когда бывает солнечное затмение

Невероятно красивое и интересное событие – солнечное затмение, за которым может вести наблюдение масса людей. Характеристика явления содержит специфические термины и определения, привычные ученым-астрономам. Чтобы понять, как часто бывает солнечное затмение, и какие предпосылки для появления феномена, необходимо их изучить.

Сарос (его еще называют драконический период) — является временным промежутком, в конце которого вследствие повторений положения спутника, узлов его орбиты на небе и Солнца, в аналогичной последовательности все время повторяются феномены. Еще ученые Египта и Древней Греции, определяя, как часто бывает солнечное затмение на Земле, упоминали о драконическом периоде в своих записях. Сарос составляет около 585 и 1/3 суток, что равно 18 годам, 10 и 1/3 суток. В високосном году этот период составляет на 1 сутки больше.

Один драконический период имеет 43 солнечных и 28 луны, среди которых:

15 частичных;
12 полных;
14 кольцеобразных;
2 гибридных.

На то, как часто происходит солнечное затмение, влияют определенные условия. Основываясь на саросе, астрономы прогнозируют будущее событие, но достоверно указать на точное время наступления и локацию пока не представляется возможным. За один год мы имеем возможность наблюдать 2-5 затмений диска звезды. А за 100 лет — 237 в среднем. В некоторых точках земного шара феномен в большой фазе появляется очень редко.

К примеру, на территории столицы России с 16 по 18 век можно было увидеть 159 уникальных событий затмения Солнца. Из них всего было 3 глобальных. Следующий такой раз случился в 1887 году, а затем в 1945. Еще одно такое затмение появится шанс отследить в Москве только в октябре 2126 года — полное, а в июле 2075 года — кольцеобразное. Теперь мы примерно знаем, сколько раз бывает солнечное затмение в определенные временные интервалы.

Как происходит солнечное затмение

Затемнения бывают полными, частичными и кольцеобразными. Каждое явление имеет свои уникальные отличия:

что такое полное солнечное затмение — это феномен, сопровождающийся попаданием конуса лунной тени на поверхность Земли. Луна располагается на таком расстоянии от нас, что абсолютно закрывает Солнце. Интересно почему, но полные солнечные затмения чаще бывают летом;
частичное — перекрытие с пересечением поверхности нашей планеты полутенью от ночного светила. А конус тени при этом не касается земной поверхности;
кольцевое — явление сопровождается пересечением поверхности Земли конусообразным продолжением лунной тени. При этом Луна находится на достаточном расстоянии, чтобы полностью перекрыть горячую планету. На пике события между осью лунной тени и центром планеты расстояние становится минимальным.

Там, где с Земли есть возможность увидеть момент явления в самой полной мере — называют точкой абсолютного перекрытия. В период кольцеобразного явления момент самой большой длительности, может совпадать (или наоборот, не совпадать) с моментом полнейшего затмения.

Ученые наблюдают и гибридные процессы. Такое затмение Солнца — это феноменальное событие, которое наступает с пересечением поверхности Земли верхушкой конуса тени от Луны по ходу перекрытия на осевой линии. Такой феномен уникален, ведь из кольцеобразного вида может перейти в абсолютное и наоборот.

Поскольку такие события довольно редкие и интересные, не странно, что все хотят увидеть каждую их фазу. Многие отдают себе отчет, что наблюдать затмение звезды лунной тенью, не защитив глаза, категорически запрещено. Всего один взгляд на яркую звезду может повредить глазную сетчатку. Ультрафиолет вызывает ожог, который разрушает палочки и колбочки в зрачке, образует слепое пятнышко.

Зная, сколько раз во сколько лет бывает солнечное затмение, решив понаблюдать за феноменом, нужно помнить, что глядеть на звездный диск нельзя не только незащищенными глазами, но и через рентгеновскую фотопленку, тонированное стекло, подзорную трубу и солнцезащитные очки. Можно использовать:

очки с протекцией от воздействия ультрафиолетовых лучей;
черно-белую непроявленную пленку;
специальный фотофильтр;
сварочные очки.

Но смотреть на перекрытие небесного светила можно не дольше 30 секунд, особенно, если оно частичное. Наименьшая скорость движения тени спутника по Земле — около 1 километра в секунду. Вблизи темного лунного диска можно разглядеть слегка красноватые протуберанцы, которые являются частью хромосферы самой яркой планеты.

Submit to our newsletter to receive exclusive stories delivered to you inbox!

Онтонио Веселко

Лучший ответ:

Пармезан Черница

Связано это с тем, что расстояние от Земли до Солнца в июле больше, чем в январе (Земля в афелии), поэтому угловой размер Солнца летом чуть меньше, чем зимой. Угловой размер Луны больше, чем Солнца в июле. Солнце будет иметь летом наименьший видимый диаметр, поэтому полные солнечные затмения чаще бывают именно летом

Вы можете из нескольких рисунков создать анимацию (или целый мультфильм!). Для этого нарисуйте несколько последовательных кадров и нажмите кнопку Просмотр анимации.

Вопросы и задачи

На сколько угловых минут поворачивается Земля вокруг своей оси за одну минуту?
На какой угловой высоте находится Солнце, если длина тени от вертикального предмета равна его высоте?
В каких случаях высота светил над горизонтом Земли не меняется в течение суток?
Для наблюдателя, находящегося на географическом полюсе Земли, Солнце полгода расположено над горизонтом и полгода — под горизонтом. А Луна?
Почему терминатор Венеры — линия раздела дня и ночи — при наблюдения с Земли имеет форму дуги эллипса?
Можно ли в воде глубокого колодца увидеть отражение Солнца?
Луна, если ее наблюдать с Земли, восходит не менее двух минут. В течение какого времени восходит Земля для наблюдателя на Луне?
На Венере настолько густая облачность, что не видно небесных светил. Можно ли, находясь на Венере, убедиться в ее вращении вокруг своей оси и определить направление этого вращения?
Какой вид имеет кольцо Сатурна для наблюдателей, находящихся на экваторе и на полюсах этой планеты?
Если на Земле наблюдается полное лунное затмение, то что увидит космонавт, очутившийся в это время на Луне?
Почему полные солнечные затмения в северном полушария Земля чаще бывают летом, а не зимой?
Освещенная заходящим Солнцем белая стена кажется ярче поверхности Луны, находящейся на той же высоте над горизонтом, что и Солнце. Означает ли это, что поверхность Луны состоит из темных пород?
Одинаковый ли вид имеет Солнце с Луны и с Земли?
Изменится ля видимое расположение звезд на небе, если вдруг исчезнет земная атмосфера?
Какие наблюдения доказывают, что кометы не находятся в земной атмосфере, как это полагали в древности?
Почему с полуночи до рассвета наблюдается больше метеоров, чем с вечера до полуночи?

Микроопыт

Видимые размеры дисков Солнца и Луны у горизонта кажутся увеличенными по сравнению с их видимыми размерами в зените. Как можно экспериментально доказать, что это увеличение кажущееся?

Любопытно, что…

. детальное исследование неба стимулировалось и астрологией. К примеру, около двух с половиной тысяч лет назад жрецы Ассирии умели предсказывать даты затмений.

. телескопы вовсе не дают увеличенного изображения звезд. Задача телескопа — увеличение светового потока, попадающего в глаз человека от наблюдаемого объекта. Поэтому и строят телескопы-гиганты с зеркалами диаметром в несколько метров.

. оптическое приборостроение стало одной из первых отраслей индустрии, где непосредственное участие физиков поставило кустарное эмпирическое мастерство на уровень совершенного производства.

. знаменитый английский астроном Гершель вполне серьезно считал, что Солнце — обитаемо, его поверхность довольно холодна и только плавающие над ней облака очень горячи.

Ответы

Микроопыт

Нужно спроецировать диски, удобнее солнечные, в обоих случаях на лист бумаги с помощью длиннофокусной (почему?) линзы, при этом линза и лист должны быть перпендикулярны лучам. Измеряя размеры изображений, можно убедиться, что они равны.

Читайте также: