Ориентирование по солнцу кратко: Ориентирование по солнцу — урок. Окружающий мир, 2 класс.

Содержание

Ориентирование по Солнцу и способы ориентироваться в разное время суток

Методы ориентирования по Солнцу наряду с методами ориентирования по звездам и Луне —самые точные из всех методов аварийного ориентирования, то есть ориентирования при отсутствии или поломке технических приборов навигации, таких, как компас и навигатор.

Широко распространено мнение, что тень от Солнца в полдень указывает на север. Это, однако, не универсальное правило, и в разных местностях к нему нужно делать поправки.

Ориентирование по местным признакам, таким как муравейники, мох на деревьях и камнях, а также ориентирование по квартальным столбам ввиду низкой точности должны рассматриваться лишь в тех случаях, когда другие способы по разным причинам не могут быть реализованы.

Также стоит отметить, что бывают ситуации, когда даже наличие исправного магнитного компаса не позволит человеку точно определить стороны света. Например, вблизи полюсов, в зонах магнитных аномалий или вблизи объектов, вызывающих магнитные девиации (например, в машине или на морском корабле) компас может давать большие погрешности, и тогда на помощь человеку приходят методы ориентирования по небесным светилам, поскольку их положение на небе не зависит от «земных проблем».

Как ориентироваться ночью, мы рассказывали в отдельной статье, поэтому предлагаю разобраться с методами ориентирования в светлое время суток, то есть с методами ориентирования по Солнцу.

Методы ориентирования по Солнцу

Все методы ориентирования по Солнцу базируются на знаниях астрономии.

Перечислим несколько фактов, взятых из данных этой древней науки:

  1. Земля вращается вокруг Солнца по эллипсовидной орбите.
  2. Земля вращается вокруг своей оси с угловой скоростью равной примерно 15 градусам в час. Причем, если смотреть со стороны северного полюса, то вращение это происходит против часовой стрелки.
  3. Ось вращения Земли наклонена по отношению к орбите Земли примерно на 23,5 градуса.

Даты равноденствий и солнцестояний также нужно учитывать, поскольку в эти дни задача ориентирования по Солнцу несколько облегчается.

Обладая этим небольшим количеством знаний, можно сделать множество выводов, позволяющих разработать методы ориентирования, выявить их достоинства и недостатки и описать рекомендации для использования. Подробнее об этих выводах мы рассказывали в отдельной статье.

Далее рассмотрим самые популярные способы ориентирования по Солнцу. Полагаю, их разнообразие значительно больше, однако, как мне кажется, с практической точки зрения есть смысл разобраться лишь в тех, которые приведу ниже, поскольку этот минимум позволит человеку определить стороны света, а также свои координаты почти в любой точке мира, не забивая голову лишней информацией.

Метод №1. Ориентирование по ключевым моментам времени

Этот метод основан на понимании того, что Солнце в 6 часов утра находится примерно на востоке, в 6 часов вечера — на западе, а в 12 часов дня и 12 часов ночи (актуально для полярного дня в высоких широтах) пересекает истинный меридиан, то есть направление север-юг.

Если на закате стать лицом к Солнцу, то справа окажется север, за спиной — восток, слева — юг.

Таким образом, зная текущее время и положение Солнца на небосводе, можно несколько раз в сутки более-менее точно определить направления сторон света. Точнее найти одно направление, а по нему определить все остальные.

Подробно о том, как пользоваться этим способом мы рассказывали в этой статье…

На том же принципе основан один из методов ориентирования по тени и известному времени, о котором мы рассказывали в отдельном материале… По сути это тот же самый метод ориентирования, но вместо положения Солнца используется положение конца тени гномона.

Главный недостаток этого метода — невозможность определить стороны света в любой момент дня, отличный от 6, 12, 18 и 24 часов. Кроме того, как в этом, так и в других методах ориентирования по Солнцу, опирающихся на показания местного времени, возникает ряд погрешностей, связанных с разницей в показаниях астрономического времени и усредненного «земного», о которых подробно мы рассказывали в этой статье.

Метод №2. По механическим часам и Солнцу

Этот метод основан на понимании того, что Солнце в средних и высоких широтах северного полушария всегда движется по небосводу слева направо со скоростью в два раза меньшей, чем скорость движения часовой стрелки часов.

Таким образом, имея в наличии аналоговые часы, то есть часы со стрелками, выставленные по местному времени, а также зная положение Солнца на небосводе в данный момент, можно, пользуясь циферблатом часов, рассчитать приблизительное направление на юг, а по нему определить и остальные стороны света.

Главный недостаток этого метода — невозможность использования его в низких широтах из-за больших ошибок, возникающих в результате неравномерной скорости движения проекции Солнца на горизонт. Да и в средних широтах в летнее время этот способ ориентирования может давать ошибку, превышающую 15 градусов.

С целью уменьшения описанной ошибки был изобретен вариант этого метода, в котором к часам сбоку перпендикулярно плоскости циферблата подносится спичка, а сам циферблат располагается параллельно небесному экватору.

Оба этих метода, а также их модификации для использования в южном полушарии мы подробно разбирали в отдельной статье.

Эти методы, в отличие от предыдущих, позволяют найти приблизительное расположение сторон света в любой момент времени в течение всего светового дня. Однако по сравнению с предыдущими методами здесь возникает необходимость в аналоговых часах, без которых метод не удастся реализовать.

Метод №3. По Солнцу и известному времени

В основу этого метода легли знания о скорости и направлении движения Солнца по небесной сфере, а также о том, где оно находится в 6, 12, 18 и 24 часа.

Сразу должен сказать, что этот метод пока не получил широкой популярности, поскольку был придуман мной всего несколько лет назад и упоминается лишь в нескольких видеороликах на моем Youtube-канале. Тем не менее, считаю нужным упомянуть и его, поскольку он лишен главного недостатка, присущего предыдущему методу — необходимости иметь часы со стрелками.

Для этого метода достаточно знать расположение Солнца на небосводе и местное время. После того, как такая информация получена, рассчитывается разница между местным временем и одним из ключевых моментов времени, соответствующим определенной стороне света, а затем перемножением разницы на скорость движения Солнца определяется угловое расстояние до известной стороны света. Подробный алгоритм этого метода мы приводили в отдельной статье.

Этот способ одинаково удобно использовать в средних и высоких широтах, как северного, так и южного полушарий. Однако вблизи тропиков и на экваторе он будет давать большие ошибки, поэтому в этих регионах стоит обратить внимание на другие способы ориентирования.

Метод №4. По самой короткой тени от гномона

Гномон является древнейшим инструментом, позволяющим определить направление истинного меридиана, то есть направления на север и юг. Он представляет собой ровный прямой объект (например, столб или шест), закрепленный вертикально на ровной горизонтальной площадке.

Кроме того гномон является неотъемлемой частью солнечных часов. По его тени люди издревле определяли время. К слову, вопрос определения времени по тени от гномона мы рассматривали в отдельной статье…

Старинные солнечные часы с гномоном на стене английского замка.

В природных условиях в качестве гномона может быть взята метровая прямая палка, которую следует воткнуть или закапать в грунт на ровной горизонтальной площадке, очищенной от травы, листьев, камней и всего того, что может вносить корректировки в положение конца тени, отброшенной палкой.

Когда Солнце окажется в зените, то есть в самой высокой точке траектории своего движения, тень от гномона будет самой короткой.

Таким образом, начав наблюдения в дообеденное время и периодически отмечая на грунте места расположения конца тени, можно через некоторое время, соединив все отметки плавной кривой, найти положение самой короткой тени, а значит и направление на север или на юг, в зависимости от широты местности и времени года.

Сравнивая этот метод с теми, что разобрали ранее, можно сказать, что данный вариант, как и тот, что рассмотрим далее, обладают более высокой точностью, поскольку исключают ошибку, связанную с усредненным «земным» временем. Кроме того, для ориентирования по тени от гномона вовсе не нужны часы.

Тем не менее, есть у этого метода и недостаток: определить стороны света с его помощью можно только, если измерения были начаты до полудня.

Метод №5. По гипотенузе двух теней одинаковой длины

Этот метод основан на понимании того, что траектория Солнца от востока до направления север-юг зеркальна траектории от направления север-юг до запада.

Для того чтобы определить истинный меридиан и сориентироваться в пространстве, нужно отметить конец тени гномона в любой момент времени в утренние часы и измерить ее длину, после чего дождаться, когда в вечернее время тень окажется той же длины, и снова сделать пометку. Биссектриса, проведенная от гномона к центру отрезка, соединяющего две пометки, укажет направление на юг или север в зависимости от широты местности и времени года.

Принцип такого построения основан на том, что Солнце движется с востока на запад, а середина отрезка между концами теней с одинаковой длиной указывает проходится тенью в истинный полдень.

По сравнению со способом определения сторон света по самой короткой тени этот является более точным, если только измерения начали проводиться незадолго после наступления рассвета, когда скорость изменения длины тени значительно выше. Но, как и предыдущий способ, этот требует большого количества времени и очень сильно зависим от погодных условий, поскольку даже временная облачность в послеобеденные часы может не дать закончить измерения в этот день.

Метод №6. По конечным точкам двух теней

В основе этого метода лежит понимание того, что Солнце всегда движется с востока на запад, а значит тень будет двигаться с запада на восток. Если отметить два положения конца тени гномона с промежутком в 15–20 минут, а затем соединить две сделанные отметки, полученный отрезок расположится в направлении запад—восток.

Для реализации этого способа не нужно ждать весь день до того, как тень вечером приобретет ту же длину, что и утром — достаточно просто двух точек, отмечающих концы, на более-менее значимом расстоянии.

Данный метод позволяет сориентироваться по Солнцу без часов в течение короткого промежутка времени, однако может давать существенные погрешности в дни далекие от дат весеннего и осеннего равноденствий. Если же приходится пользоваться данным способом летом или зимой, тогда лучше это делать в обеденные часы: ближе к полудню величина ошибки метода уменьшается. Это особенно актуально для высоких широт в полярный день, когда определение сторон света этим методом в 12:00 и 24:00 будет давать диаметрально противоположные показания, то есть, например, там, где в полдень был определен юг, в полночь определится север и наоборот.

Метод №7. По положению Солнца

Бывают ситуации, когда понимание расположения сторон света не играет особой роли, например, если человек заблудился в незнакомой ему местности, например, в лесу, карты нет и ему не известен аварийный азимут. В этом случае Солнце поможет двигаться в одном направлении, а не ходить зигзагами. А четкое выдерживание направления движения при условии возможности двигаться по азимуту (отсутствие густого подлеска и других труднопроходимых препятствий) поможет максимально быстро и с наименьшими энергетическими затратами добраться до просеки, тропинки, ручья, трассы, железной дороги — всему тому, что поспособствует выходу к людям.

На заметку

Часто доводилось встречать информацию о том, что без ориентиров человек в лесу будет ходить кругами, возвращаясь на прежнее место. В этом случае еще говорят, что «леший крутит». Приводится даже примерный радиус круга, который опишет человек в результате своего движения. Авторы этих заявлений связывают такой эффект с тем, что один шаг у человека всегда короче другого. Однако если провести реальный эксперимент, в котором человек должен будет пытаться двигаться по прямой линии с завязанными глазами, то сразу станет ясно, что описанная информация имеет мало общего с реальностью. В эксперименте на короткой дистанции один и тот же человек в результате ряда экспериментов будет смещаться то влево, то вправо от заданного движения, а в экспериментах с большими расстояниями траектория движения человека будет описывать зигзаги.

Этот способ ориентирования работает по следующему алгоритму:

  1. Определяется угол («азимут») направления движения относительно положения Солнца в данный момент.
  2. Находится ориентир (например, куст, камень или дерево), лежащий в направлении движения и находящийся как можно дальше от человека.
  3. Переместившись к этому ориентиру, по Солнцу и определенному ранее углу уточняется направление дальнейшего движения, на котором находится следующий ориентир.
  4. Таким образом, происходит передвижение от ориентира к ориентиру. При этом время от времени вносятся корректировки в «азимут» с учетом скорости и направления движения Солнца в этой местности.

Если Солнце при этом находится перед лицом человеком, слева или справа от него, то угол удобно измерять относительно проекции Солнца на горизонт. Если же Солнце находится за спиной, что создает некоторые сложности при отсчете угла непосредственно по Солнцу, тогда этот угол отмеряется не от Солнца, а от тени, отбрасываемой человеком.

Такое ориентирование также позволяет провести разведку местности в разных направлениях, уменьшая шансы потеряться, что наиболее актуально в лесу. Для этого:

  1. В исходной точке оставляется хорошо заметный ориентир (например, сложенные пирамидкой палки или привязанный к ветке дерева яркий кусок ткани).
  2. От этого ориентира человек в течение минуты двигается в выбранном направлении, предварительно определив его «азимут».
  3. Через минуту человек поворачивается на 180 градусов и двигается в обратном направлении по обратному азимуту.
  4. Дойдя до оставленного ориентира, выбирается новое направление, которое необходимо разведать, и вся процедура повторяется.

В этом способе удобно пользоваться «азимутом», определенным, как по Солнцу, так и по тени. Так, например, если во время движения, осуществляемого от ориентира, Солнце находилось правее направления движения на угол равный 15 градусам, то при возвращении к ориентиру нужно выбирать направление движения так, чтобы тень была правее на те же 15 градусов.

Данный метод ориентирования весьма приблизительный и, как говорилось ранее, предназначен для аварийных ситуаций, когда человеку все равно, куда идти, лишь бы в одном направлении.

Вместе с тем, этот метод прекрасно сочетается с методами ориентирования по гномону. Так, сориентировавшись на местности по гномону всего один раз и выбрав нужное направление движения, можно использовать данный метод в течение всего последующего светового дня. Важно отметить, что для уменьшения ошибки нужно, ориентируясь на этот метод двигаться примерно одинаковое число часов, как до обеда, так и после него. Например, если движение началось в 8 часов утра, то и заканчивать движение нужно в 4 часа вечера. Это, конечно же, не означает, что движение должно быть непрерывным без отдыха, однако как скорость движения, так и время на отдых с утра и вечером должны быть примерно одинаковыми. Кроме того, двигаться можно, например, с 7 утра до 10 дня, а после — с 2 часов дня до 5 часов вечера.

Думаю, о том, как определять стороны света по Солнцу, мы разобрались, а теперь хотелось бы немного поговорить о том, как по Солнцу вычислить свои координаты. Эта тема не пользуется большой популярностью и многие туристы о ней вообще не в курсе, но поскольку определение своего места положения напрямую относится к теме ориентирования, не вижу смысла не рассмотреть ее.

Определение координат по Солнцу

Сразу хочу сказать, что точно определить свои координаты по небесным светилам без специальных приборов и таблиц не получится, но, как говорится, на безрыбье и рак — рыба.

Для определения широты и долготы местности по Солнцу потребуются небольшие построения.

Итак, чтобы найти свое местоположение на поверхности земного шара, необходимо узнать координаты, а именно широту и долготу.

Широта местности, где производится измерение, определяется по длине тени гномона. Зная длину тени и высоту самого гномона, можно рассчитать высоту Солнца над горизонтом в момент наступления истинного полдня. Из полученных данных вычисляется угол наклона небесного экватора, а вслед за ним — и широта местности.

Нескольким способам определения широты местности по тени от гномона мы посвятили раздел в этой статье.

Стоит, однако, отметить, что найти широту местности по Солнцу без специальных таблиц можно только в определенное время года: в декабре, марте, июне и сентябре, когда траектория движения Солнца совпадает с плоскостью небесного экватора либо лежит на максимальном от него удалении, которое выражается в угловых единицах и примерно равно 23,5 градусам. В другое время года широту местности можно узнать только по Полярной звезде, о которой мы рассказывали здесь.

Для определения долготы местности кроме гномона понадобятся часы, показывающие точное время и дату, а также знание часового пояса, относительно которого выставлялись часы.

Алгоритм определения широты описывается следующими пунктами:

  1. С помощью гномона определяется истинный меридиан.
  2. Зная часовой пояс, в котором изначально настраивались часы, находится время по Гринвичу.
  3. Часы переводятся на гринвичское время.
  4. По часам отмечается время прохождения тени гномона через истинный меридиан.
  5. С помощью поправки времени, которая узнается из специальной таблицы или графика, определяется время по Гринвичу, в момент которого Солнце в этот день окажется (или уже оказалось, что актуально для западных долгот) в зените. Для этого значение с учетом его знака («+» или «–»), взятое из таблицы уравнения времени, вычитается из 12 часов дня.
  6. Находится разница между полученным по часам временем и тем, что удалось посчитать в предыдущем пункте. Это время показывает разницу между временем, когда Солнце будет в зените в рассматриваемой местности, и временем, когда оно будет в зените в нулевом меридиане.
  7. Зная эту разницу и скорость движения Солнца по небосводу, находится долгота. Для этого полученная разница делится на 15 градусов в час.
  8. Далее делается уточнение долготы: восточная она или западная. Если Солнце оказалось в зените раньше посчитанного по пункту 5 времени, тогда долгота восточная, если позже, — западная.

Рассмотрим данный метод на конкретном примере:

  1. Представим, что на часах в данный момент — 16:35, а часовой пояс, по которому они выставлялись +2. Переводим часы на время по Гринвичу: 16:35 – 2 = 14:35.
  2. В момент пересечения тени от гномона линии, соответствующей истинному меридиану, наши часы показали время 17:32.
  3. Допустим, что день, в который проводится определение долготы, — 4 марта. По таблице уравнения времени находим величину, соответствующую этой дате. Она равна –12 (минус двенадцать).
  4. Узнаем время по Гринвичу, когда в нулевом меридиане Солнце находилось в зените: 12:00 – (–00:12) = 12:12.
  5. Рассчитываем сколько времени прошло от гринвичского солнечного полдня до солнечного полдня в данной местности: 17:32 – 12:12 = 5:20.
  6. Рассчитываем, какое угловое расстояние прошло Солнце за этот промежуток времени: 5:20 * 15 = 80 градусов.
  7. Поскольку время местного солнечного полдня настало после 12:12, то долгота западная.
  8. Ответ: местность, в которой проводились измерения, находится на 80 градусах западной долготы.

Подтверждение измерений

При отсутствии данных об уравнении времени, можно обойтись и без них, но тогда ошибка, скорее всего, заметно вырастет.

Таким образом, зная широту и долготу, можно приблизительно оценить район своего местонахождения. Из своего опыта могу сказать, что ошибка по долготе в средних широтах может достигать десятков километров. Связана такая ошибка, в первую очередь, со сложностью проведения чистого эксперимента в условиях дикой природы, поскольку тень от гномона из-за относительно большого видимого диаметра Солнца частично размыта, а площадка, на которой производятся измерения истинного меридиана, может иметь некоторый наклон. При этом даже незначительные ошибки в измерениях долготы приводят к значительным отклонениям от истинного положения на местности: на границе тропиков они могут достигать 95 км на 1 градус просчета, а вблизи экватора — все 110 км. Поэтому этот метод пригоден лишь для определения района дислокации, но никак не для более «тонкой» работы.

Как видим, методы ориентирования по Солнцу многочисленны и разнообразны. Но именно благодаря такому разнообразию можно подобрать оптимальный метод под те или иные условия.

К сожалению, самым большим недостатком всех этих методов является зависимость их от времени суток и погодных условий. Так, например, не получится сориентироваться по Солнцу ночью. Для таких случаев существуют способы ориентирования по звездам, о которых мы рассказывали здесь.

Также серьезной проблемой для ориентирования по Солнцу станет пасмурная погода.

Когда Солнце закрыто тучами, предметы не оставляют теней, а точное положения Солнца на небосводе определить не получается.

Невозможно ориентироваться по Солнцу в пещерах, катакомбах и под водой на большой глубине либо в условиях повышенной мутности, что делает эти методы не совсем актуальными, например, для спелеологов и аквалангистов.

В том числе и по указанным причинам людям, которые готовятся отправиться как в далекое путешествие, так и в лес за грибами, нужно обзавестись картами и современными средствами ориентирования, не забыв научиться ими пользоваться еще до выхода на маршрут. Не лишним также будет запомнить карту местности хотя бы в общих чертах, а также определить и записать на бумажке аварийный азимут, по которому в случае поломки или утери средств навигации, можно будет, ориентируясь по Солнцу, выйти к людям.

Автор: Максим Чечетов

Как ориентироваться по солнцу, звездам и луне

Для того, чтобы успешно путешествовать, а порой и чтобы просто выжить, необходимо уметь ориентироваться в незнакомой местности как минимум по сторонам света. Не всегда есть GPS или компас, но всегда есть звезды, солнце и луна (за исключением тех моментов, когда эти ориентиры скрыты от нас облачностью – но это временное явление). В данной статье вы как раз узнаете, как ориентироваться по звездам, солнцу и луне, как определить с их помощью стороны света.

Компас появился в 11 веке нашей эры, а до него путешественники пользовались исключительно небесной навигацией. Днем они передвигались, ориентируясь по солнцу, ночью же пользовались расположением звезд и луны. И на самом деле, это не так уж и сложно. Погрешность в ориентировании по солнцу, звездам и луне в градус-два критично для современной навигации, но никак не мешает ориентироваться по сторонам света.

Ориентирование по солнцу.

Простейший способ ориентирования по солнцу.

Необходимо запомнить, с какой стороны находилось Солнце при начале движения. Если у вас есть часы – отслеживание смещения солнца и корректировка маршрута не составит труда. Если часов у вас нет – придется подключать внутренние. На привалах можно сверять направление с помощью солнечных часов, описание которых ниже.

Ориентирование на местности по Солнцу включает в себя ряд методик, которые требуют ниличие базовых знаний из географии и геометрии. Всем известный факт, что Солнце в северном полушарии встает на востоке и садится на западе, на самом деле не совсем точен. К примеру, в зимнее время восход солнца тяготит к юго-востоку, а закат – к юго-западу.

Также, можно использовать метод «солнечных часов».

Необходимо вбить палку в землю и пока вы отдыхаете, солнце изменит свое положение на небосводе. В данном случае, солнечные часы будут работать как солнечный компас. Соединив точки, будет получена восточно-западная стрелка, правда, ошибка может составить порядка 10 градусов. Значение ошибки зависит от времени года и географического положения. Таким образом, вы получите две стороны света – восток и запад, соответственно восток справа, запад слева, север вверху, юг внизу. Все просто.

Не стоит забывать и про классику ориентирования: в северном полушарии летом в полдень стать спиной к Солнцу. Спереди будет север, справа – восток, а слева – запад. В другое время дня, лучше всего использовать наручные часы (механические).

Ориентирование по часам и Солнцу.

 осуществляется следующим образом: Достаточно направить часовую стрелку на солнце. Линия север-юг будет биссектрисой угла между часовой стрелкой, направленной на солнце и линией 1 часа. В первой половине дня юг будет справа от солнца, а после обеда наоборот – слева.

Таким образом, вы сможете без проблем придерживаться направления маршрута, ориентируясь по солнцу, не применяя ни компас, ни электронные помощники.

Ориентирование по звездам.

Ориентирование по звездам в северном полушарии.

Для ориентирования по звездам в северном полушарии необходимо помнить, что самым главным ориентиром на ночном небе является Полярная звезда. Она единственная не «шастает» по небосводу, в то время как остальные звезды и созвездия меняют свое местоположение на небе.

Полярная звезда всегда указывает на север, отклоняясь в течение ночи всего на полтора градуса. Погрешность очень мала, так что данный ориентир в звездном небе крайне удачен.

Некоторые считают, что Полярная звезда – самая яркая звезда на ночном небе, но это не так. Да, она ярче большинства, но та же Венера, которую легко спутать со звездой, гораздо ярче Полярной звезды.

Прежде чем найти Полярную звезду, нужно отыскать на небе два самых знаменитых созвездия — Большую и Малую Медведицу, так называемые «ковши». В Большой Медведице нам нужны две самые правые звезды, образующие как бы «стенку» ковша. Проводим от верхней звезды прямую линию, равную пяти расстояниям от двух «крайних» звезд Большой Медведицы и упираемся в Полярную звезду, пристроившуюся в ручке ковша Малой Медведицы.

Конечно, проще было бы сразу найти Малую Медведицу, но, как показывает практика, Большая Медведица сразу бросается в глаза, а вот Малую порой видно не очень хорошо.

Если же Большая Медведица скрыта облаками или увидеть ее мешает густая растительность, Полярную звезду можно отыскать с помощью созвездия Кассиопеи. Это созвездие, хорошо видимое на фоне Млечного Пути, напоминает букву «М» или «W», кому как нравится. Полярная звезда расположена на прямой линии слева от центральной звезды Кассиопеи.

Итак, когда мы отыскали Полярную звезду, определить стороны света по звездам остается делом техники: когда вы смотрите прямо на звезду, с правой стороны будет восток, с левой — запад, а за спиной — юг.

Ориентирование по звездам в южном полушарии.

В южном полушарии нет Полярной звезды, поэтому ориентирование по звездам необходимо осуществлять с помощью другого созвездия – Южного креста, который всегда указывает на южный полюс. Южный Крест — это четыре яркие звезды, расположенные в форме креста. Важно не спутать его с Ложным Крестом, который находится правее, звезды его менее яркие и расположены дальше друг от друга. Кроме того, левее Южного Креста располагаются две звезды-ориентира.

Направление на юг определяют, проводя воображаемую линию через вертикальную ось Южного Креста. Здесь нам понадобятся те самые звезды-ориентиры. Мысленно проводим между ними линию, и из центра этой линии проводим перпендикуляр. Там, где линии исходящие из Южного Креста и звезд-ориентиров пересекутся, и будет расположен Южный Полюс.

Есть еще один универсальный способ, как определить направление по звездам.

Нужно закопать в землю две палки разной длины. По движению любой звезды, кроме Полярной, относительно этих палок можно легко определить, в каком направлении вы смотрите.

Если звезда поднимается вверх — вы смотрите на восток. Если опускается вниз — вы смотрите в западном направлении. Если звезда совершает петлеобразные движения вправо — вы смотрите на север, а если влево — на юг.

Данный способ показывает лишь приблизительные направления и применять его нужно лишь в самых крайних случаях, когда вы по тем или иным причинам не можете воспользоваться способами ориентации по звездам, указанным выше.

Ориентирование на местности по луне.

Порой ориентирование по луне является единственным способом ориентации по небесным светилам ночью, например, когда на небе тучи и лишь положение луны можно определить из-за ее яркости.

Если известны фазы луны, определить стороны света по луне не составит особого труда. Серп растущего месяца располагается на западной части неба, серп убывающей луны – на восточной. В вечернее время первая четверть луны находится на южной стороне света. Полная луна в первый час суток находится на южной стороне. В 7 часов утра третья четверть также находится на юге.

 

Ориентирование по солнцу. Способы ориентирования по солнцу

orientirovanie po solncu

Солнечный ориентир с давних времен помогал человеку найти нужную сторону света, выйти к намеченной точке какой-либо местности, не заблудиться в природных условиях без каких-либо устройств навигации. Сегодня точно так же, чтобы правильно прокладывать намеченный маршрут и не сбиваться с пути, поможет ориентирование по солнцу.

Способы ориентирования по солнцу

Казалось бы, всем известно, как правильно и просто можно определить восток и запад: солнце поднимается и заходит в этих сторонах горизонта. Но, это не совсем точно. Чтобы правильно определять нужное направление, необходимо учитывать свое местонахождение – Южное полушарие или Северное, поскольку место восхода и захода солнца, по которому можно ориентироваться, различается. Так, в Северном полушарии светило восходит на востоке и закатывается на западе только 21 марта и 23 сентября, — это дни весеннего и осеннего равноденствия. После 21 марта место восхода сдвигается ближе к северу, а в день летнего солнцестояния (21 июня) оно восходит на северо-востоке и заходит на северо-западе, потому что в этот день северный полюс максимально приближен к планете Солнце. Когда близится зимний сезон, светило заходит уже ближе к югу, в день зимнего солнцестояния (22 декабря) восход происходит на юго-востоке, а закат – на юго-западе. Соответственно, касаемо Южного полушария, восход и заход  происходит с точностью наоборот относительно Северного.

Способы ориентирования по солнцу

Если под рукой нет механических часов, можно использовать естественный «циферблат».

Способы ориентирования на местности по солнцу: использование часов

Существуют различные способы ориентирования по солнцу. Одним из самых точных является ориентация по местности при помощи механических часов (расположить их при этом нужно горизонтально местности). Известно, что в полдень,  т.е. когда часовая стрелка показывает 12 часов, солнце находится на юге. За то время, пока часовая стрелка совершает два оборота на циферблате, солнце делает один по небосводу. Это поможет ориентироваться при поиске южного направления. Простой расчет показывает, что за одинаковый промежуток времени светило смещается на угол, в два раза меньший, чем часовая стрелка.

Таким образом, если проложить биссектрису, указывающую на светило между стрелкой часов и делением, равным 12 часам, то эта двенадцатичасовая отметка, как и прежде, будет указывать южное направление. Положение солнца до полудня должно рассчитываться по циферблату с левой стороны, после полудня – с правой. Следует учитывать декретное время при ориентировании по часам, т.е. погрешность составляет примерно 10 градусов: летом за основу расчета берется цифра 1, а зимой – деление на цифре 2. Если солнце очень яркое, сориентироваться по часам поможет какой-нибудь предмет, дающий тень, например, спичка.

Если под рукой только электронные часы, их можно использовать точно так же, как механические, только придется нарисовать циферблат на экране. При этом нужно знать о нахождении солнца (это касается Северного полушария) около 7 часов утра на востоке, 13 часов – юг, 19 часов – это запад. С этими знаниями можно определить все промежуточные направления.


Этот способ наиболее эффективный при применении в средних и северных широтах,  особенно зимой. Весной и осенью он менее точен, а летом лучше его не применять из-за того, что солнце находится слишком высоко, что влечет большие погрешности расчетов (25 градусов и более).

Ориентирование на местности по солнцу: солнечные часы

Если под рукой нет механических часов, можно использовать естественный «циферблат». Способ заключается в определении сторон света по тени, отбрасываемой от линейного предмета. Если времени на ожидание солнечного перемещения нет, можно воспользоваться более быстрым вариантом этого метода:

  1. Для этого нужно вставить палку в землю, чтобы она отбрасывала четкую тень.
  2. Отметить первую метку на земле там, где заканчивается тень от палки.
  3. Приблизительно через 20 минут тень переместится на некоторое расстояние, это будет местом для второй метки.
  4. Необходимо соединить две получившиеся метки прямой линией, это получится ось восток-запад. Высокая палка более точно определяет направление.
  5. Необходимо встать таким образом, чтобы первая метка находилась слева, а вторая справа. Таким образом, вы встанете лицом точно на север, справа окажется восток, а слева западное направление. Это касается определения сторон северного полушария. В южном полушарии тень будет указывать на юг, слева окажется запад, а по правую руку – восток.
Ориентирования на местности по солнцу

Второй вариант этого способа более точный, но им можно воспользоваться, если вы располагаете большим количеством времени. Наблюдение начинается до того, как светило войдет в зенит:

  1. Вставляется длинная палка в землю, как в первом случае, делается первая отметка.
  2. Между основанием шеста и первой отметкой протягивается веревка, начиная с этой метки, на земле прочерчивается полукруг.
  3. Пока солнце будет восходить, время близиться к полудню, тень от палки будет становиться все короче, удаляясь от границы очерченной дуги. Перемещение тени совершается в восточном направлении. Когда солнце перейдет зенит, тень от палки начнет расти, пока снова не коснется начерченной дуги. Это место нужно отметить второй меткой.
  4. Обе метки соединяются прямой линией, а чтобы определить северное направление, необходимо встать в такое же положение, аналогичное предыдущему описанному варианту.

Самый простой способ, по аналогии с вышеперечисленными методами, состоит в следующем: необходимо встать спиной ровно в полдень к направлению солнечного света, развести руки вправо и влево. Падающая тень будет указывать северное направление, позади будет юг, по правую руку – восток, по левую руку – запад. Не стоит забывать о том, что, в южном полушарии падающая тень, наоборот, указывает южное направление.

Солнечное ориентирование в пасмурную погоду

Ориентирование на местности по солнцу возможно даже в пасмурную погоду. Осуществляется оно при помощи теней, которые отбрасывают предметы летом даже при отсутствии солнечного света. Этот способ позволяет определить линию восток-запад.

Необходимо воткнуть в землю длинную палку (примерно сорок сантиметров) таким образом, чтобы она не отбрасывала тень: это означает, что ее верхушка указывает на солнце. Далее, нужно подождать, пока она снова не начнет отбрасывать тень, и, по мере продвижения тени, выкладывать камешки там, куда указывал конец палки на земле. Таким образом, получится, что  тень будет продвигаться с запада на восток, от первого положенного камешка до второго. Линию север-юг определяют перпендикулярно линии запад-восток.

Ориентирование по солнцу возможно даже после его заката: летними ночами, относительно северных широт, от близкого расположения к горизонту зашедшего светила, северная сторона небосвода становится более светлой, а южная – более темной.

Несмотря на видимую сложность, способы ориентирования на местности относительно дневного светила позволяют, не отрываясь от похода, определяться с правильностью направления относительно сторон света, знакомых объектов, а также определять собственное местоположение относительно населенных пунктов или знакомых ориентиров. Необходимо лишь учитывать правильность расчетов, а также декретное время.

Ориентирование по солнцу | Интернет проект Я выживу


В далекие времена, когда еще не был изобретен первый компас, не была нарисована первая карта, люди пользовались лишь естественными источниками ориентирования. Выявленные чисто эмпирическим путем методы ориентации в пространстве, позже подтвердились географическими и научными открытиями. Действительно, ориентирование по солнцу и луне даже сейчас остается эффективным способом определения своего местоположения на местности.

Итак, как же пользоваться Солнцем и луной? Сначала, может показаться сложным, понять нижеописанные рекомендации, но стоит один раз попрактиковаться, то полученные знания засядут глубоко в вашем сознании. Перейдем непосредственно к способам ориентирования.

Ориентирование по Солнцу

Самый элементарный способ ориентирования по солнцу – запомнить, с какой стороны находилось Солнце при выходе в маршрут. Стоит отметить, что в этом случае не надо отслеживать движение данного небесного тела по времени, надо просто отложить в памяти начальное «точечное» положение Солнца. При окончании туристического маршрута надо вспомнить, где оно находилось в начале, затем двигаться в определенную сторону.

Гораздо сложнее дела обстоят с определением сторон света. Ориентирование на местности по Солнцу включает в себя ряд методик, которые требуют базовые знания из географии и геометрии. Общепризнанный факт, что Солнце в северном полушарии встает на востоке и садится на западе, на самом деле не совсем точен. К примеру, в зимнее время восход солнца тяготит к юго-востоку, а закат – к юго-западу.

Также, можно использовать метод «солнечных часов» - вбить палку в землю и зафиксировать два положения вершины тени с дискретностью 20 минут. Соединив точки, будет получено восточное направление, правда, ошибка может составить порядка 10 градусов. Значение ошибки зависит от времени года и географического положения.

 

Не стоит забывать и про классику ориентирования: летом в полдень стать спиной к Солнцу. Спереди будет север, справа – восток, а слева – запад. В другое время дня, лучше всего использовать наручные часы (механические). 

Ориентирование по часам и Солнцу осуществляется следующим образом: повернуть часы в горизонтальном направлении так, чтобы часовая стрелка указывала на Солнце. Биссектриса (линия, которая делит угол на две равные части) угла между текущей стрелкой часов и цифрой «1» на циферблате, укажет на южное направление. Запомните, что данный угол всегда должен быть острым, то есть меньше 90 градусов. Для уменьшения погрешности измерения надо располагать циферблат под углом, равным географической широте местности.

 

 

Ориентирование по луне

Настенные календари, телепередачи о здоровье и интернет помогут вам найти много исчерпывающей информации о значимости луны в жизни человека. Как же она поможет при ориентировании?

Зная фазы луны, определение сторон света можно осуществлять и в ночное время. Серп растущего месяца располагается на западной части неба. В вечернее время первая четверть луны находится на южной стороне света. Полная луна в первый час суток находится на южной стороне. В 7 часов утра третья четверть также находится на юге. Серп убывающей луны находится в восточной части неба.

Вот часть тех советов, которые помогут вам сориентироваться на местности. Солнце и луна - не всегда точные способы ориентирования, однако если больше нет возможности, то их вполне можно использовать. Мы на нашем сайте уже затрагивали методики ориентирования, в частности ориентирование по компасу. 

Добавить комментарий

Ориентирование на местности по Солнцу, Луне и звездам.

Каждый охотник, грибник и турист знает, что компас это основной прибор для определения направления в незнакомой местности. Но бывает, что в силу каких-то обстоятельств его при себе не оказывается. В этом случае в незнакомой местности охотник должен уметь определять направление сторон горизонта по различным окружающим его объектам: небесным светилам, деревьям, муравейникам, бабочкам и т.д.
Наиболее точно установить стороны света позволяют космические ориентиры: солнце, луна и звезды.

Ориентирование по солнцу

Когда на небе видно светило очень удобно его использовать для ориентирования. Если при себе имеются часы, то задача облегчается. При определении сторон горизонта часовую стрелку направляем на солнце. Чтобы более точно провести эту операцию ставим перпендикулярно часам спичку в центр циферблата и добиваемся того, чтобы тень от нее совпала с часовой стрелкой. Проделав это, делим пополам угол между стрелкой и цифрой 1. Продолжив мысленно линию, разделяющую угол получим направление на юг.

Следует знать, что до полудня делить угол нужно до 13 часов, а после полудня тот угол, по которому пройдет стрелка после 13 часов.

1

При отсутствии часов по солнцу можно определить примерное направление. Для этого нужно запомнить, что весной оно на юге бывает около 13 часов, на востоке — около 7 часов и на западе — около 19 часов.

Восход и заход светила точно на востоке и западе бывает только два раза в год — 21 марта и 23 сентября. Летом солнце восходит на северо-востоке, а заходит на северо-западе. Зимой восходит на юго-востоке, а заходит на юго-западе. Также учитываем, что в зимнее время оно никогда не бывает на западе и на востоке.

Ориентирование по луне

Луна совершает полный оборот вокруг Земли за 27,3 суток, в процессе прохождения она занимает различные положения относительно Земли и Солнца. В связи с этим ее вид постоянно изменяется, происходит смена так называемых лунных фаз.

Различают четыре основные фазы Луны:

1) Новолуние — на небе не видна.

2) Первая четверть- форма полукруга обращенного выпуклой стороной вправо (рождающийся месяц), видна после захода солнца в западной стороне неба.

3) Полнолуние — полный диск луны, виден с момента захода солнца до утра.

4) Последняя четверть — форма полукруга обращенного выпуклой стороной влево (старая Луна), появляется примерно за 6 часов до восхода солнца в восточной стороне неба.

2

Для ориентирования по Луне необходимо запомнить следующее: в первой четверти она на юге бывает около 19 часов, в фазе полной луны в 22 часа — на юго-востоке, а в 4 часа утра на юге-западе, в последнюю четверть она бывает на юге примерно в 7 часов утра.

Ищем север по Полярной звезде

Этот ориентир известен практически всем, его используют в безоблачную ночь. Полярная звезда всегда находится на севере, ее лишь нужно отыскать. Для этого необходимо, прежде всего, найти созвездие Большой Медведицы (имеет форму ковша).

Это созвездие состоит из семи звезд, на территории нашей страны оно видно круглый год. Обнаружив ковш, по двум его крайним звездам определяем направление на Полярную звезду, которая входит в созвездие Малой медведицы, оно в свою очередь имеет такую же форму, только меньше в размерах.

3

Весной Большая Медведица находится в зените, летом — ручка ковша направлена на запад, осенью — созвездие находится низко над горизонтом в северной части неба, зимой — на северо-востоке, низко над горизонтом.

Определяем стороны горизонта по Млечному пути

В ясную ночь на небе отчетливо виден Млечный путь, он образован огромным количеством звезд и представляет собой полосу серебристого цвета.

4

Для того, чтобы с его помощью определить стороны света нужно запомнить, что он всегда проходит с севера на юг.

Как ориентироваться по солнцу:описание,фото | ТУРИЗМ И ПУТЕШЕСТВИЯ

Ориентирование по солнцу позволяет определить три жизненно важных фактора: направление на стороны света, положение ориентирующегося относительно известных населенных пунктов и направление движения к знакомым объектам. Часто случается, что ни компаса, ни навигатора под рукой нет. В этом случае, определить стороны горизонта можно и по солнцу.

Что такое ориентирование

Самые разные ситуации могут произойти во время путешествий или прогулок за грибами. Заблудиться можно как в дремучем, густом лесу, так и в открытой степи. В любом случае, для того чтобы найти дорогу домой, нужно правильно ориентироваться в окружающем пространстве. Это значит — уметь определить стороны горизонта, свое положение по отношению к ближайшим населенным пунктам и выбрать направление движения к ним. Основы этих знаний заложены в школьной программе. Для ориентации в географии обозначают четыре главных направления – север, запад, юг и восток.

За годы своего существования человечество выработало большое количество разных методов определения сторон света. Еще в древности люди знали основной принцип как ориентироваться по солнцу – восточное направление указывает место его восхода, а западное – место заката. Все древние карты ориентировались на юг, который определялся положением солнца в зените. Для ориентации в географии обозначают четыре главных направления – север, запад, юг и восток. За годы своего существования человечество выработало большое количество разных методов определения сторон света. Еще в древности люди знали основной принцип как ориентироваться по солнцу – восточное направление указывает место его восхода, а западное – место заката. Все древние карты ориентировались на юг, который определялся положением солнца в зените

Способы ориентирования по солнцу

Казалось бы, всем известно, как правильно и просто можно определить восток и запад: солнце поднимается и заходит в этих сторонах горизонта. Но, это не совсем точно. Чтобы правильно определять нужное направление, необходимо учитывать свое местонахождение – Южное полушарие или Северное, поскольку место восхода и захода солнца, по которому можно ориентироваться, различается.

Так, в Северном полушарии светило восходит на востоке и закатывается на западе только 21 марта и 23 сентября, – это дни весеннего и осеннего равноденствия. После 21 марта место восхода сдвигается ближе к северу, а в день летнего солнцестояния (21 июня) оно восходит на северо-востоке и заходит на северо-западе, потому что в этот день северный полюс максимально приближен к планете Солнце. Когда близится зимний сезон, светило заходит уже ближе к югу, в день зимнего солнцестояния (22 декабря) восход происходит на юго-востоке, а закат – на юго-западе. Соответственно, касаемо Южного полушария, восход и заход  происходит с точностью наоборот относительно Северного.Если под рукой нет механических часов, можно использовать естественный «циферблат».

Ориентирование на местности по солнцу: солнечные часы

Если под рукой нет механических часов, можно использовать естественный «циферблат». Способ заключается в определении сторон света по тени, отбрасываемой от линейного предмета. Если времени на ожидание солнечного перемещения нет, можно воспользоваться более быстрым вариантом этого метода: Для этого нужно вставить палку в землю, чтобы она отбрасывала четкую тень. Отметить первую метку на земле там, где заканчивается тень от палки. Приблизительно через 20 минут тень переместится на некоторое расстояние, это будет местом для второй метки. Необходимо соединить две получившиеся метки прямой линией, это получится ось восток-запад. Высокая палка более точно определяет направление. Необходимо встать таким образом, чтобы первая метка находилась слева, а вторая справа. Таким образом, вы встанете лицом точно на север, справа окажется восток, а слева западное направление. Это касается определения сторон северного полушария.

В южном полушарии тень будет указывать на юг, слева окажется запад, а по правую руку – восток. Ориентирования на местности по солнцу Второй вариант этого способа более точный, но им можно воспользоваться, если вы располагаете большим количеством времени. Наблюдение начинается до того, как светило войдет в зенит: Вставляется длинная палка в землю, как в первом случае, делается первая отметка. Между основанием шеста и первой отметкой протягивается веревка, начиная с этой метки, на земле прочерчивается полукруг. Пока солнце будет восходить, время близиться к полудню, тень от палки будет становиться все короче, удаляясь от границы очерченной дуги. Перемещение тени совершается в восточном направлении.

Когда солнце перейдет зенит, тень от палки начнет расти, пока снова не коснется начерченной дуги. Это место нужно отметить второй меткой. Обе метки соединяются прямой линией, а чтобы определить северное направление, необходимо встать в такое же положение, аналогичное предыдущему описанному варианту. Самый простой способ, по аналогии с вышеперечисленными методами, состоит в следующем: необходимо встать спиной ровно в полдень к направлению солнечного света, развести руки вправо и влево. Падающая тень будет указывать северное направление, позади будет юг, по правую руку – восток, по левую руку – запад. Не стоит забывать о том, что, в южном полушарии падающая тень, наоборот, указывает южное направление.

По положению Солнца

Бывают ситуации, когда понимание расположения сторон света не играет особой роли, например, если человек заблудился в незнакомой ему местности, например, в лесу, карты нет и ему не известен аварийный азимут. В этом случае Солнце поможет двигаться в одном направлении, а не ходить зигзагами. А четкое выдерживание направления движения при условии возможности двигаться по азимуту (отсутствие густого подлеска и других труднопроходимых препятствий) поможет максимально быстро и с наименьшими энергетическими затратами добраться до просеки, тропинки, ручья, трассы, железной дороги — всему тому, что поспособствует выходу к людям.

На заметку

Часто доводилось встречать информацию о том, что без ориентиров человек в лесу будет ходить кругами, возвращаясь на прежнее место. В этом случае еще говорят, что «леший крутит». Приводится даже примерный радиус круга, который опишет человек в результате своего движения. Авторы этих заявлений связывают такой эффект с тем, что один шаг у человека всегда короче другого. Однако если провести реальный эксперимент, в котором человек должен будет пытаться двигаться по прямой линии с завязанными глазами, то сразу станет ясно, что описанная информация имеет мало общего с реальностью. В эксперименте на короткой дистанции один и тот же человек в результате ряда экспериментов будет смещаться то влево, то вправо от заданного движения, а в экспериментах с большими расстояниями траектория движения человека будет описывать зигзаги.

Этот способ ориентирования работает по следующему алгоритму:

  1. Определяется угол («азимут») направления движения относительно положения Солнца в данный момент.
  2. Находится ориентир (например, куст, камень или дерево), лежащий в направлении движения и находящийся как можно дальше от человека.
  3. Переместившись к этому ориентиру, по Солнцу и определенному ранее углу уточняется направление дальнейшего движения, на котором находится следующий ориентир.
  4. Таким образом, происходит передвижение от ориентира к ориентиру. При этом время от времени вносятся корректировки в «азимут» с учетом скорости и направления движения Солнца в этой местности.

Если Солнце при этом находится перед лицом человеком, слева или справа от него, то угол удобно измерять относительно проекции Солнца на горизонт. Если же Солнце находится за спиной, что создает некоторые сложности при отсчете угла непосредственно по Солнцу, тогда этот угол отмеряется не от Солнца, а от тени, отбрасываемой человеком.

Такое ориентирование также позволяет провести разведку местности в разных направлениях, уменьшая шансы потеряться, что наиболее актуально в лесу. Для этого:

  1. В исходной точке оставляется хорошо заметный ориентир (например, сложенные пирамидкой палки или привязанный к ветке дерева яркий кусок ткани).
  2. От этого ориентира человек в течение минуты двигается в выбранном направлении, предварительно определив его «азимут».
  3. Через минуту человек поворачивается на 180 градусов и двигается в обратном направлении по обратному азимуту.
  4. Дойдя до оставленного ориентира, выбирается новое направление, которое необходимо разведать, и вся процедура повторяется.

В этом способе удобно пользоваться «азимутом», определенным, как по Солнцу, так и по тени. Так, например, если во время движения, осуществляемого от ориентира, Солнце находилось правее направления движения на угол равный 15 градусам, то при возвращении к ориентиру нужно выбирать направление движения так, чтобы тень была правее на те же 15 градусов.

Данный метод ориентирования весьма приблизительный и, как говорилось ранее, предназначен для аварийных ситуаций, когда человеку все равно, куда идти, лишь бы в одном направлении.

Вместе с тем, этот метод прекрасно сочетается с методами ориентирования по гномону. Так, сориентировавшись на местности по гномону всего один раз и выбрав нужное направление движения, можно использовать данный метод в течение всего последующего светового дня. Важно отметить, что для уменьшения ошибки нужно, ориентируясь на этот метод двигаться примерно одинаковое число часов, как до обеда, так и после него. Например, если движение началось в 8 часов утра, то и заканчивать движение нужно в 4 часа вечера. Это, конечно же, не означает, что движение должно быть непрерывным без отдыха, однако как скорость движения, так и время на отдых с утра и вечером должны быть примерно одинаковыми. Кроме того, двигаться можно, например, с 7 утра до 10 дня, а после — с 2 часов дня до 5 часов вечера.

Думаю, о том, как определять стороны света по Солнцу, мы разобрались, а теперь хотелось бы немного поговорить о том, как по Солнцу вычислить свои координаты. Эта тема не пользуется большой популярностью и многие туристы о ней вообще не в курсе, но поскольку определение своего места положения напрямую относится к теме ориентирования, не вижу смысла не рассмотреть ее.

По конечным точкам двух теней

В основе этого метода лежит понимание того, что Солнце всегда движется с востока на запад, а значит тень будет двигаться с запада на восток. Если отметить два положения конца тени гномона с промежутком в 15–20 минут, а затем соединить две сделанные отметки, полученный отрезок расположится в направлении запад—восток.

Для реализации этого способа не нужно ждать весь день до того, как тень вечером приобретет ту же длину, что и утром — достаточно просто двух точек, отмечающих концы, на более-менее значимом расстоянии.

Данный метод позволяет сориентироваться по Солнцу без часов в течение короткого промежутка времени, однако может давать существенные погрешности в дни далекие от дат весеннего и осеннего равноденствий. Если же приходится пользоваться данным способом летом или зимой, тогда лучше это делать в обеденные часы: ближе к полудню величина ошибки метода уменьшается. Это особенно актуально для высоких широт в полярный день, когда определение сторон света этим методом в 12:00 и 24:00 будет давать диаметрально противоположные показания, то есть, например, там, где в полдень был определен юг, в полночь определится север и наоборот.

Солнечное ориентирование в пасмурную погоду

Ориентирование на местности по солнцу возможно даже в пасмурную погоду. Осуществляется оно при помощи теней, которые отбрасывают предметы летом даже при отсутствии солнечного света. Этот способ позволяет определить линию восток-запад. Необходимо воткнуть в землю длинную палку (примерно сорок сантиметров) таким образом, чтобы она не отбрасывала тень: это означает, что ее верхушка указывает на солнце. Далее, нужно подождать, пока она снова не начнет отбрасывать тень, и, по мере продвижения тени, выкладывать камешки там, куда указывал конец палки на земле.

Таким образом, получится, что  тень будет продвигаться с запада на восток, от первого положенного камешка до второго. Линию север-юг определяют перпендикулярно линии запад-восток. Ориентирование по солнцу возможно даже после его заката: летними ночами, относительно северных широт, от близкого расположения к горизонту зашедшего светила, северная сторона небосвода становится более светлой, а южная – более темной. Несмотря на видимую сложность, способы ориентирования на местности относительно дневного светила позволяют, не отрываясь от похода, определяться с правильностью направления относительно сторон света, знакомых объектов, а также определять собственное местоположение относительно населенных пунктов или знакомых ориентиров. Необходимо лишь учитывать правильность расчетов, а также декретное время.

Природные ориентиры

В случае когда выдался пасмурный день, можно воспользоваться другими ориентирами, имеющимися в лесу, так как ориентироваться по солнцу не представляется возможным. Подсказать, где север, а где юг, могут деревья. Лишайники и мох покрывают обычно северную сторону их ствола. От солнечных лучей влага с южной стороны деревьев просыхает достаточно быстро, поэтому лишайник не имеет шансов выжить.

Кроме того, ветви с южной стороны дерева более длинные и густые. Поможет определить стороны горизонта и обычный муравейник. Обычно он расположен с южной стороны дерева, т. к. иначе на него бы падала тень. Муравьям же необходимы солнечные лучи. Кроме того, склон муравейника с северной стороны более крутой. Природные ориентиры нужно обязательно использовать в комплексе, не полагаясь на какой-либо один. Если внимательно присматриваться к окружающим предметам, а также знать, как ориентироваться по солнцу и компасу, любой поход в лес обязательно закончится благополучно. 

 

Ориентирование по часам: краткая инструкция и описание

Опубликовано Olga в

Ориентирование на местности – главный навык для любого туриста. Обычно для прокладывания маршрута по незнакомой местности используется компас. Но что делать, если этого прибора под рукой не оказалось или он неожиданно вышел из строя? В данном случае определить свое местоположение и установить примерный маршрут помогут обычные наручные часы со стрелками.

Если знать, как правильно их использовать, наручные часы станут вполне полноценной заменой компасу. В сегодняшней статье мы детально рассмотрим ориентирование по часам в самых разных ситуациях.

Как осуществляется ориентирование по часам

Ориентирование в диких условиях с помощью часов обычно подразумевает использование механических приборов со стрелками. Этот процесс настолько простой, что с ним справятся даже дети.

Рисунок 1. Обычные часы помогут сориентироваться в незнакомой местности

Для ориентирования необходимо выбирать солнечную погоду. Часовую стрелку направляем прямо на Солнце и фиксируем угол, который образовался между стрелкой и цифрой 1. Этот угол нужно разделить воображаемой линией пополам (рисунок 1).

Именно эта линия, которая делит плоскость пополам, и будет указывать направление. Спереди будет юг, а сзади север. При этом для ориентирования важно учитывать, в какой половине дня осуществляется ориентирование. Если направление определяется в первой половине дня (до 13-00), то следует делить левый угол, а если после этого времени – то правый.

Основной принцип ориентирования по часам со стрелками

Несмотря на видимую простоту ориентирования по часам, у этого процесса есть свои нюансы. Чтобы научить ребенка правильно ориентироваться, нужно детально рассмотреть порядок данного процесса (рисунок 2).

Самая главная тонкость заключается в том, чтобы правильно выяснить полдень. Если он был установлен неправильно, определение всех дальнейших направлений, будь то север или юг, тоже будут неверными.

Для самого точного ориентирования нужно точно знать такой показатель, как истинный полдень. Это период суток, когда солнце находится в зените и отбрасывает самую короткую тень. При этом важно учитывать, что для каждого конкретного региона этот показатель будет своим.

Некоторые неточности могут возникнуть и из-за смещения к востоку или западу от места определения истинного полдня. Ошибка в градусах будет соответствовать расстоянию в градусах долготы до меридиана, где определялся истинный полдень.

Рисунок 2. Проще всего ориентироваться по часам со стрелками

Погрешности в измерениях возникают и в том случае, если изначально неправильно был наклонен циферблат часов. Если действовать по науке, он должен находиться в плоскости небесного экватора. Однако на практике эти погрешности настолько незначительные, что не играют решающей роли в ориентировании.

Способы определения сторон света с помощью часов

Несмотря на то, что часы не часто используют для определения сторон света, существует достаточно много способов ориентирования на местности по часам.

Ниже мы рассмотрим самые популярные и точные из них, чтобы критической ситуации вы смогли найти дорогу домой даже в абсолютно незнакомой местности.

По солнцу и часам

Ориентирование по солнцу и часам считается одним из самых точных и идеально подходит для тех, кто оказался в незнакомой местности без компаса или других средств (рисунок 3).

Рисунок 3. Часы проще всего использовать для определения сторон света в солнечную погоду

Ориентирование по солнцу с помощью наручных часов осуществляется в такой последовательности:

  1. Разместите циферблат прибора так, чтобы часовая стрелка показывала четко на Солнце. Очень важно следить за тем, чтобы стрелка всегда указывала в этом направлении, иначе полученные данные будут неверными.
  2. Далее нужно рассчитать угол, образовавшийся между часовой стрелкой и отметкой 12 часов на циферблате. Делим полученный угол пополам.
  3. Линия, разделяющая полученный угол, будет указывать на юг. При этом важно учитывать время суток, в которое проводятся измерения. До полудня юг будет располагаться только с правой стороны, а после полудня – с левой.

Этот метод очень хорошо работает на практике, но, поскольку ориентирование осуществляется с помощью солнца, использовать его можно только в светлое время суток.

По часам со стрелками

Обычные наручные часы со стрелками – лучший экстренный способ ориентирования. Но для точного определения сторон горизонта, крайне важно правильно расположить циферблат часов.

Рисунок 4. Обычные часы можно использовать как компас

Чтобы угол, поделенный пополам, а точнее, его разделяющая линия, точно показывала направление, нужно сделать следующее:

  1. Часовая стрелка должна быть направлена четко в сторону Солнца. Только в таком случае можно будет четко измерить угол между стрелкой и пролегающей тенью.
  2. Разделение полученного угла пополам поможет определить южное направление. Если все измерения были проведены точно, выбраться из незнакомой местности будет легко.
  3. Если вы никогда раньше не ориентировались подобным способом, но в ближайшее время собираетесь в путешествие, лучше провести тестирование, например, на даче.

Основное преимущество такого метода в том, что его можно использовать в любом месте и в любое время. Компас не всегда будет под рукой, а вот наручные часы есть у любого путешественника.

Используем часы как компас

Ориентирование на местности по часам, как по компасу достаточно простое. Но, если у вас нет под рукой компаса, ориентирование можно провести и с помощью обычных механических часов (рисунок 4).

Как правило, данный метод используют в светлое время суток, но, приложив определенные усилия, можно воспользоваться им и ночью.

Чтобы проложить маршрут в темное время суток, нужно следовать таким рекомендациям:

  1. В первую очередь нужно дождаться, пока взойдет Луна, а затем визуально следует разделить полный лунный диск на шесть равных частей.
  2. Далее определяем, какие из них находятся в зоне видимости в данный момент.
  3. Теперь переходим к главным действиям по ориентированию. Если лунный диск находится в фазе роста, нужно отнимать деления, а если Луна убывает, то прибавляем.

Все дальнейшие действия по определению сторон света остаются прежними, и действовать следует точно так, как и при ориентировании в светлое время суток.

Определение сторон света по часам в лесу

Ориентирование в лесу имеет свои особенности. Сложность состоит в том, что лес не дает полноценного обзора местности. Это осложняет ориентацию и прокладывание маршрута в незнакомой местности (рисунок 5).

Обычно эксперты по ориентированию советуют определять стороны света по расположению муравейников или мху на деревьях. Но можно использовать для этой цели и обычные наручные часы.

В лесу ориентирование по часам осуществляется точно так же, как и на открытом пространстве. Циферблат часов располагается так, чтобы часовая стрелка указывала четко на солнце. Теперь смотрим на цифру 12: ее тень в комплексе с минутной стрелкой должны образовать угол. Именно эта линия будет указывать южное направление. Соответственно, север будет располагаться на противоположной стороне, а запад и восток – по правую и левую стороны.

Рисунок 5. Часы могут стать незаменимым средством ориентирования в лесу

Детальная инструкция по ориентированию на местности по часам приведена в видео.

Солнце и времена года

Понимание астрономии: Солнце и времена года

Для тех из нас, кто живет на Земле, самым важным астрономическим объектом на сегодняшний день является Солнце. Обеспечивает свет и тепло. Его движения по небу вызывают день и ночь, прохождение времен года и меняющийся климат земли.

Ежедневное движение Солнца

Многократная экспозиция Фото заходящего солнца, показывая, что оно следует за тем же диагональный путь звезды, если смотреть со средней северной широты.Это фото было сделано 21 июня, когда солнце село значительно севернее западного направления.

В любой день солнце движется по небу так же, как звезда. Он поднимается где-то на восточном горизонте и заходит где-то на западе. Если вы живете на средней северной широте (большая часть Северной Америки, Европы, Азии и Северной Африки) вы всегда видите полуденное солнце где-то в южном небе.

Но по прошествии недель и месяцев вы заметите, что движение солнца не совсем то, такой же, как у любой звезды.Во-первых, солнцу требуются полные 24 часа, чтобы облететь небесную сферу вместо 23 часов 56 минут. Для очевидного По этой причине мы определяем наш день на основе движения солнца, а не звезд.

Кроме того, путь солнца по небу меняется в зависимости от времени года, как показано на компьютерном изображении ниже, на котором показано небо на востоке, если смотреть со стороны середины севера. широта.

Это смоделированное изображение с мультиэкспозицией показывает путь восходящего солнца по восточному небу утром 21-го каждого месяца, с декабря справа по июнь слева.Широта была установлен на 41 ° северной широты. (Расширение троп по мере их продвижения вверх - это искажение, вызванное вытягиванием куполообразного неба на плоский полукруг.)

Солнце путь через остальное небо аналогично севернее в июне и южнее в декабре. Итого:

Кажется, что солнце движется вместе с небесной сферой в любой день, но следует за разными кругами в разное время года: самый северный в июньский солнцестояние и самое южное в декабрьское солнцестояние.В дни равноденствий солнце Путь следует за небесным экватором.

  • В конце марта и в конце сентября (в "равноденствия") путь солнца следует небесный экватор. Затем он поднимается прямо на восток и садится прямо на запад. Точный даты равноденствий меняются из года в год, но всегда около 20 марта и 22 сентября.
  • После мартовского равноденствия путь солнца постепенно смещается на север. К июню во время солнцестояния (обычно 21 июня) солнце встает значительно севернее восточного направления и заходит значительно к северу от должного запада.Для наблюдателей со Среднего Севера полуденное солнце все еще к югу, но намного выше в небе, чем в дни равноденствия.
  • После июньского солнцестояния путь солнца постепенно смещается на юг. К сентябрю в день равноденствия, его путь снова проходит по небесному экватору. Затем дрейф на юг продолжается. до Декабрьское солнцестояние (обычно 21 декабря), когда солнце встает значительно южнее восточного направления. и заходит значительно южнее западного направления. Для наблюдателей среднего севера полуденное солнце довольно низко в южном небе.После декабрьского солнцестояния путь солнца смещается на север. снова вернувшись к небесному экватору к мартовскому равноденствию.

На иллюстрации показаны три ежедневных пути Солнца вокруг небесной сферы, снова, как видно наблюдатель на 41 ° северной широты. В дни равноденствия ровно половина круга Солнца. путь лежит над горизонтом. Но заметьте, что в июне значительно больше половины круг находится над горизонтом, а в декабре намного меньше, чем половина круга видно.Вот почему, если вы живете на севере, в июне у вас больше светового дня. (летом), чем в декабре (зимой).

Вопрос: Если ваша широта 41 ° северной широты, каков угол? (в градусах) между полуденным солнцем и южным горизонтом в мартовское или сентябрьское равноденствие?

Времена года

Увеличение дневного света - одна из причин, почему лето теплее зимы. Но есть еще одна причина, которая даже более важна: угол угла полуденного солнца.Уведомление от На приведенных выше иллюстрациях видно, что полуденное солнце в июне намного выше, чем в декабре. Это означает что в июне солнечные лучи падают на землю более прямо. Напротив, в декабре такое же количество энергии рассеивается на большей площади земли:

Интенсивность солнечного света, падающего на землю, зависит от угла наклона солнца. в небе. Когда солнце находится под меньшим углом, такое же количество энергии распространяются по большей площади земли, поэтому земля меньше нагревается.Углы Показанные здесь для полуденного солнца на 41 ° северной широты.

Существует распространенное заблуждение, что лето теплее зимы, потому что солнце ближе к нам летом. На самом деле расстояние до Солнца практически не меняется - и в На самом деле, в январе солнце находится ближе всего к нам. Опять же, сезонные изменения в климате вызваны изменяющимся углом угла солнечных лучей, а также различное количество времени, в течение которого солнце находится над нашим горизонтом.

Солнце на небесной сфере

Хотя мы никогда не видим солнце и звезды одновременно, это не особенно сложно понять, с какими звездами и созвездиями выстроено солнце на любом в данный день: просто посмотрите на созвездия на востоке незадолго до восхода солнца или созвездия на западе немного позже захода солнца, и учтите, что солнце находится под углом к ​​горизонту.

Эклиптика - это большой круг на небесной сфере с вершиной 23.5 ° с относительно небесного экватора. Его ориентация по отношению к нашему горизонту меняется поскольку сфера вращается вокруг нас каждый день. Его ориентация показана здесь в полдень в Декабрь и полночь в июне.

Если вы нанесете дневное положение солнца на звездную карту или небесный глобус, вы обнаружите, что он постепенно очерчивает большой круг, называемый эклиптикой. Итак, эклиптика - это воображаемый круг вокруг небесной сферы, с центром на нас, которая отмечает все возможные местоположения солнца относительно созвездий.Каждый день, поскольку солнце длится на четыре минуты дольше, чем созвездия, чтобы вращаться вокруг нас, она ползет примерно на один градус на восток по эклиптика. Он завершает круг ровно за один полный год (365,24 дня).

Эклиптика пересекает небесный экватор в двух противоположных точках, местах расположения Солнца. в дни равноденствия. Но эклиптика наклонена под углом 23,5 ° по отношению к небесному телу. экватор, поэтому половина его находится в северном полушарии небесной сферы, а половина - на юге.Солнце достигает самой северной точки эклиптики во время июньского солнцестояния и достигает своей самая южная точка декабрьского солнцестояния.

Созвездия Зодиака - это просто те, которые расположены вдоль эклиптики. Традиционно их 12: Рыбы, Арес, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог и Водолей. По мнению современного чиновника границы созвездий, однако, большая часть Скорпиона на эклиптике на самом деле находится в соседнем созвездии Змееносца.

На этой 360-градусной карте всей небесной сферы северный небесный полюс растянут. через верхний край и южный небесный полюс через нижний край. Небесный экватор отмечен синим цветом, и очерчены 12 созвездий зодиака. Показанная эклиптика желтым цветом отмечен годовой путь солнца среди звезд. В мартовское равноденствие солнце находится на крайний правый, в Рыбах. Солнце смещается влево примерно на один градус за день, сначала двигаясь в северная половина неба, а затем, после сентябрьского равноденствия, южная половина.

Солнце из разных широт

Положение Солнца относительно звезды не зависит от ваше место наблюдения на Земле, так что теперь вы знаете достаточно, чтобы понять, как выглядит Солнце перемещаться по небу из других мест.

Если вы путешествуете на восток или запад, вы увидите восход и заход солнца раньше или позже, соответственно, прямо как звезда. Опять же, мы частично компенсируем это, установив наши часы на разные часовые пояса.

Если вы путешествуете на север или юг, дневное движение солнца по-прежнему будет таким же, как у звезды. видно с вашей широты. Так, например, в дни равноденствия Солнце все еще следует за небесным экватором, а в точке равноденствия. во время солнцестояний солнце следует по кругу, лежащему на 23,5 ° северной широты (в июне) или южной широты. (в декабре) небесного экватора. Если вы можете представить себе пути звезд на этих части небесной сферы, то вы можете визуализировать ежедневный путь солнца.

Так, например, когда вы путешествуете на север из Юты, вы увидите, что полуденное солнце опускается ниже. и ниже в южном небе.В конце концов вы попадете на широту, где полуденное солнце в декабрьское солнцестояние лежит на вашем южном горизонте; эта широта, на 23,5 ° ниже Северный полюс, называется Полярный круг. К северу от полярного круга будут дни во время декабрьского солнцестояния, когда солнце никогда не встает. Немного менее очевидно то, что за Полярным кругом в июне во время солнцестояния солнце никогда не заходит - оно просто касается северного горизонта в полночь (см. иллюстрацию ниже). Еще дальше на север будет все больше и больше дней темноты зимой и непрерывно. солнечный свет летом.На Северном полюсе солнце находится над горизонтом шесть раз подряд. месяцев (с марта по сентябрь), вращаясь по горизонтальным кругам, достигая максимума высота 23,5 ° над горизонтом в день июньского солнцестояния.

По мере того, как вы путешествуете на юг в северном полушарии, полуденное солнце становится выше и выше. Первое качественное изменение происходит на широте 23,5 °, где полуденное солнце июньское солнцестояние проходит прямо над головой. Эта широта называется Тропик Рака. Дальше на юг, в так называемых тропиках, полуденное солнце появится на небе северной широты года. в период июньского солнцестояния.На экваторе полуденное солнце прямое накладные расходы в дни равноденствий. А после того, как вы пройдете 23,5 ° южной широты ( Тропик Козерога), полуденное солнце всегда на севере. Гораздо дальше на юг находится Южный полярный круг, где Солнце никогда не всходит полностью во время июньского солнцестояния и никогда не заходит полностью в декабрьское солнцестояние. Исследователи на Южном полюсе световой день продолжается с сентября по март и постоянно светится. ночь (включая сумерки) с марта по сентябрь.

Арктический и Антарктический круги отмечают максимальную досягаемость солнечных лучей на солнцестояния.Тропики Рака и Козерога отмечают места где лучи полуденного солнца перпендикулярны земле во время солнцестояний. (Изображение Земли адаптировано из данных НАСА с использованием данных Джона Уокера. Зритель Земли и Луны.)

Эти географические вариации угла наклона солнца над горизонтом также объясняют основные географические вариации климата Земли. Арктические и антарктические регионы почти всегда холодно - даже летом, когда они получают 24 часа солнечного света в день, - потому что угол наклона солнца над горизонтом никогда не бывает очень высоким.А в тропиках почти всегда тепло - даже хотя они никогда не получают больше 12 часов солнечного света в день, потому что полуденное солнце всегда так высоко в небе. Средние широты, где лето обычно жаркое и прохладное. или холодные зимы, называются зонами с умеренным климатом . Северная умеренная зона находится между Тропик Рака и Полярный круг, а южный умеренный пояс (где времена года перевернуты) находится между тропиком Козерога и Северным полярным кругом.

Вопрос: Если вы живете за Полярным кругом, каков максимум угол наклона солнца над горизонтом (в градусах)?

Размер и цвет солнца

Помимо местоположения солнца на небе, мы также можем легко измерить его видимое размер и цвет его света. Результаты могут вас удивить.

Простой, но небезопасный способ оценить видимый размер солнца - поднять мизинец. к нему. Проблема в том, что солнце такое яркое, что прямой взгляд на него может повредить глаза.Тем не менее, если вы подождете, пока солнце не станет сильно затемнено облаками или дымкой, вам сойдет с рук очень быстрый взгляд. Затем вы обнаружите, что угловая ширина солнца составляет лишь половину вашей ширины. мизинец на расстоянии вытянутой руки, то есть всего на полградуса!

Гораздо более безопасный способ измерить видимый размер Солнца - это самодельный проектор-обскура.

Поскольку солнце такое яркое, большинство людей удивляются, узнав, что его угловая ширина равна только полградуса. Полный круг составляет 360 градусов, поэтому потребуется около 720 солнц, выстроенных бок о бок, чтобы окружить вас полным кругом.

Угловой размер солнца не зависит от того, где на небе мы его видим. Обычная оптическая иллюзия, однако заставляет солнце казаться больше когда он близко к нашему горизонту. Это потому, что мы тогда сравнивая его размер с размером других далеких объектов на горизонте. Когда солнце высоко в небе, с другой стороны, мы обычно сравниваем его размер с размером всего неба. В любом случае легко Убедитесь сами, что измеренный угловой размер солнца всегда одинаков.

Цвет солнца также, кажется, меняется в зависимости от его положения на небе, становясь желто-оранжевый, а иногда даже красный, когда он близко к горизонту.Когда солнце высоко в небе, кажется, по существу белый - хотя это трудно увидеть, потому что (безопасно) смотреть намного труднее на солнце в это время. Но, как вы могли догадаться, изменения видимого цвета солнца имеют ничего общего с самим солнцем; покраснение у нашего горизонта на самом деле вызвано атмосферой Земли. Большая часть воздуха в нашей атмосфере заключена в очень тонкую оболочку, толщиной всего несколько миль. Когда солнце находится высоко в небе, его свет проходит всего несколько миль по воздуху, прежде чем достигнув наших глаз.Однако когда солнце находится на горизонте, мы видим, как его свет фильтруется через десятки миль воздуха. Белый свет солнца на самом деле представляет собой смесь всех цветов радуги от от фиолетового и синего до оранжевого и красного. Воздух имеет тенденцию рассеивать более синие цвета, заставляя небо казаться синий. С другой стороны, более красные цвета рассеиваются гораздо меньше и, следовательно, могут сильно проникать дальше в атмосфере - закаты кажутся желто-оранжевыми.

Солнечный свет - это смесь всех цветов радуги.Воздух имеет тенденцию рассеивать более голубые цвета, из-за чего небо кажется голубым. Более красные цвета могут проникать сквозь многие миль воздуха, заставляя закаты казаться красными.

Авторские права © 2010-2011 Даниэль В. Шредер. Некоторые права защищены.

Ориентация здания для оптимального энергопотребления

Ник Громицко, CMI® и Бен Громицко

Ориентация здания - это практика облицовки здания таким образом, чтобы максимизировать некоторые аспекты его окружения, такие как привлекательность улицы, захватить живописный вид, соображения дренажа и т. Д.С ростом цен на энергию для строителей становится все более важным ориентировать здания на использование бесплатной энергии Солнца. Для девелоперов и строителей ориентация нового дома на солнечное тепло повысит привлекательность и конкурентоспособность дома. Для домовладельцев это повысит комфорт в помещении и сократит счета за электроэнергию.

Таким образом, ориентация здания, наряду с естественным освещением и тепловой массой, являются решающими факторами пассивной солнечной конструкции, которые могут быть включены практически в любой новый дизайн дома.Инспекторы InterNACHI, которые консультируются с новыми домовладельцами, могут передать эту ценную информацию, чтобы помочь своим клиентам получить долгосрочные выгоды и сбережения энергии.

Факты и цифры

  • Дизайн многих старых домов был ориентирован на использование гелиодона, который представляет собой подвижный источник света, имитирующий путь Солнца, который парит над небольшой моделью предполагаемого здания. Сегодня математические компьютерные модели точно рассчитывают солнечное усиление в зависимости от местоположения и сезонные тепловые характеристики, а также имеют дополнительную возможность вращать и анимировать трехмерную цветную графическую модель предлагаемого проекта здания относительно пути Солнца.
  • Домовладельцы теперь могут подключиться к специализированному рынку домов, которые вращаются вокруг своей оси, чтобы следовать по часовой и сезонной траектории Солнца. Эти дома в форме НЛО могут вращаться на 360 градусов за считанные минуты и построены с необычно высокими потолками и окнами для максимальной эффективности питания их солнечной энергетической системы.
  • Хотя некоторые пассивные солнечные элементы являются относительно недавними инновациями, практика ориентирования дома на путь Солнца так же стара, как и сама цивилизация.Примеры многочисленны, от выходящих на юг дверей в домах эпохи неолита и династии Мин до удивительных руин Пуэбло на юго-западе Колорадо.

Истинное положение Солнца

Школьники (и большинство домовладельцев) скажут вам, что Солнце встает на востоке и заходит на западе, и, если бы это было правдой, ориентация здания была бы довольно простым делом. На самом деле солнце восходит и заходит на востоке и западе только в период осеннего и весеннего равноденствия, а в оставшиеся 363 дня в году происходит совсем другое.Наклон Земли заставляет Солнце вставать и садиться немного южнее востока и запада зимой и немного севернее востока и запада летом. Этот небольшой угол зависит от времени года и расстояния наблюдателя от экватора.

В результате зимнее солнце все время находится в южном небе, а летнее солнце проводит большую часть своего времени в северном небе (солнце пересекает южное небо в течение части дня, в зависимости от широты). ). В Южном полушарии все эти направления меняются местами, поэтому зимнее солнце восходит и заходит на северо-востоке и северо-западе соответственно, а летнее солнце восходит и заходит на юго-востоке и юго-западе соответственно.

Как изменение положения Солнца может повлиять на конструкцию здания

Относительное положение Солнца является основным фактором увеличения количества тепла в зданиях, что делает точную ориентацию здания фундаментальным фактором при строительстве пассивных солнечных батарей.

Что наиболее важно, линия гребня прямоугольного дома должна идти с востока на запад, чтобы максимально увеличить длину южной стороны, которая также должна включать в себя несколько окон в своем дизайне. По этой причине меньше окон следует располагать с северной стороны дома, где может быть яркое летнее солнце.Глубокий свес крыши может затенять несколько окон в этой области, как и различные типы деревьев и кустов. Исследования подтверждают наличие хребта восток-запад. Согласно данным Управления энергетики Бонневилля и города Сан-Хосе, Калифорния, дома, переориентированные на Солнце без каких-либо дополнительных солнечных элементов, экономят от 10% до 20%, а некоторые могут сэкономить до 40% на отоплении дома.

Строителям следует учитывать, что эти направления даны относительно Солнца, а не магнитного севера, который может значительно отличаться от фактического положения Солнца.Магнитный север, считываемый с компаса, по-прежнему можно использовать в качестве ориентира, если строитель корректирует фигуру на основе магнитного склонения для конкретного местоположения, которое можно найти на общедоступных картах.

Советы по строительству при новом строительстве

Следующие советы также помогут домовладельцам и строителям максимально увеличить приток тепла за счет ориентации здания:

  • Сориентируйте план этажа, а не только профиль здания, по направлению к Солнцу. Спроектируйте дом так, чтобы часто используемые комнаты, такие как кухня и гостиная, находились на южной стороне.Жильцы по достоинству оценят солнечные лучи зимой и избавление от солнца летом. Внутренние дворики и террасы должны быть построены на южной стороне дома, где прямые солнечные лучи позволят им использовать их больше часов в течение дня и больше дней в течение года. Точно так же гараж, прачечная и другие менее часто используемые помещения должны быть расположены в северной части дома, где они будут действовать как буфер против холодных зимних ветров.

  • Остерегайтесь гор.Разница в солнечном свете между севером и югом преувеличена в холмистых и горных регионах, где на сравнительно небольших территориях можно увидеть значительные климатические различия. Пассивный солнечный дом должен быть построен на южном склоне горы, чтобы избежать чрезмерного затенения, создаваемого там, где низко расположенное солнце блокируется горой с северной стороны. Идеально подходит на полпути вверх по склону, так как вершина горы подвержена сильным ветрам, а холодный ночной воздух попадает в нижележащую долину, которая также является естественной точкой дренажа.

  • План для тени деревьев. Деревья являются важным фактором в пассивном солнечном дизайне, потому что они могут как обеспечить необходимую тень в теплый летний день, так и лишить дом естественного света, когда он больше всего необходим. Лиственные деревья, посаженные на южной стороне, будут терять листья зимой и пропускать естественный свет в дом, в то время как вечнозеленые деревья, посаженные на северной стороне, будут обеспечивать тень от летнего солнца. Строители должны тщательно учитывать возраст, вид, скорость роста и зрелый покров существующих деревьев, прежде чем решать, где ориентировать конструкцию на строительной площадке.Деревья также представляют собой уникальные опасности, о которых рассказывается в статье InterNACHI об опасностях, связанных с деревьями.
  • Установите как можно больше окон, но не слишком много! Точное количество необходимых окон разное для каждого дома, потому что оно зависит, помимо прочего, от местного климата. В доме с закалкой на солнце должно быть достаточно остекления, чтобы равняться 5% кондиционированной площади дома в квадратных футах. Однако помните, что окна легче пропускают тепло, чем стены, поэтому слишком много окон действительно могут отводить тепло из дома в холодные зимние месяцы.Прочтите статью InterNACHI о оконных газовых заполнителях и оконных пленках, чтобы узнать, как изолировать остекление дома.
  • Отклониться от правила ориентации восток-запад, если необходимо. Ориентация хребта восток-запад может быть скорректирована с учетом других факторов до 20 градусов с минимальным влиянием на приток тепла.
  • На проезжей части может быть жарко! Подъездные пути и автостоянки сделаны из гравия и асфальта - материалов, которые нагреваются быстрее и достигают более высоких температур, чем остальная часть двора.Избыточное тепло может распространиться на соседний дом, поэтому размещение проезжей части или парковки к югу или востоку от здания может уменьшить накопление летнего тепла в южном климате. В холодные зимние месяцы в северном климате подъездная дорога, ориентированная на юг или запад, будет быстрее таять снег и обеспечивать больше тепла в доме.
  • Стекло не обязательно должно быть вертикальным. Доступно нестандартное стекло, которое можно наклонять, чтобы соответствовать углу наклона солнца и минимизировать отражение. Однако отклонение стекла от вертикали делает его менее изолирующим, поэтому строители должны уравновешивать потенциальную выгоду от воздействия солнца с потерей тепла на улицу.
  • Еще один фактор окружающей среды, который следует учитывать при уравнении ориентации и расположения здания, - это преобладающие ветры, то есть ветры, дующие преимущественно с одного общего направления над определенной точкой. Данные для этих ветров можно использовать для проектирования здания, которое может использовать летний бриз для пассивного охлаждения, а также для защиты от неблагоприятных ветров, которые могут еще больше охладить интерьер в и без того холодный зимний день или даже предотвратить скопление снега. окна и двери.Подробная информация о преобладающих ветрах для конкретных мест наносится на график с помощью графического инструмента, называемого розой ветров, который обычно можно получить в аэропортах, крупных библиотеках, интернет-источниках и окружных отделах сельскохозяйственных знаний. Как правило, холодные зимние ветры обычно дуют с севера и запада, и их можно ограничить, применив изоляционное остекление на этих сторонах дома. Также помните, что в прибрежных районах обычно дуют бризы с берега, а прохладные бризы дуют по долинам с горных склонов.

В конечном итоге такие факторы, как привлекательность улицы и размеры участка, могут ограничить способность строителя ориентировать здание в строгом соответствии с методами пассивной солнечной энергии. Однако даже работая с этими ограничениями, строитель может создать энергоэффективный дом за счет реализации энергосберегающих функций, таких как окна с низким энергопотреблением, адекватная изоляция, герметизация воздуха и прохладные крыши. Подробнее об этих функциях инвестирования в энергию можно прочитать в разделе «Зеленые ресурсы для инспекторов и потребителей» InterNACHI.

Таким образом, дома, ориентированные на путь Солнца, требуют меньше энергии для обогрева и охлаждения, что приводит к более низким счетам за электроэнергию и повышению комфорта в помещении. Домовладельцы, которые рассматривают возможность нового строительства, должны проконсультироваться с инспектором InterNACHI, который может встретиться с ними и их строителем, чтобы обсудить способы максимизировать стратегии использования недорогих и бесплатных источников энергии.

Интерактивные и видеокурсы, связанные с InterNACHI:

Особая благодарность EcoWho.com за использование двух изображений, приведенных в верхней части этой статьи.

Наблюдайте за изменением солнца на горизонте | Основы астрономии

Закат сейчас приближается к северу, как показано на этой фотографии 2016 года, сделанной Абхиджитом Джувекаром.

Мы получили вопрос от читателя о движении заката или восхода солнца вдоль горизонта, когда Земля перемещается между сезонами. Он написал:

Здравствуйте, мне интересно узнать, как далеко солнце перемещается на север или юг вдоль горизонта каждый день? Вы знаете, как половина его ширины? Четверть его ширины?

Ответ состоит в том, что степень движения солнца вдоль горизонта зависит от двух вещей:

1) время года

2) ваша широта

Движение солнца вдоль вашего горизонта - на восходе или закате - наиболее заметно во время равноденствий и наименее заметно во время солнцестояний.

Кроме того, ежедневное изменение положения солнца вдоль горизонта тем больше, чем дальше на север или юг вы находитесь от экватора Земли.

Например, на 40 градусе северной широты (Денвер, Колорадо; остров Сардиния, Италия; Пекин, Китай) солнце в значительной степени встает строго на востоке и садится точно на западе в день равноденствия 20 марта. Две недели спустя, 4 апреля, солнце встает примерно на 7 градусов к северу от восточного направления и садится примерно на 7 градусов к северу от западного направления. Поскольку диаметр Солнца равен 1/2 градуса, это означает, что Солнце ежедневно перемещается на север в своем диаметре (14 дней x 1/2 градуса = 7 градусов).

На 65 градусе северной широты (Фэрбенкс, Аляска; Сибирь; Исландия) солнце также встает и заходит близко к востоку и западу в день равноденствия. Но две недели спустя, 4 апреля, солнце встает и заходит примерно в 14 градусах к северу от востока и запада. Итак, на этой далекой северной широте Солнце перемещается вдоль горизонта примерно на один градус (2 диаметра Солнца) ежедневно в течение этого двухнедельного периода от весеннего равноденствия до 4 апреля.

Проверьте TimeandDate азимутального положения солнца - положения горизонта - на восходе и закате.Вы знакомы с концепцией азимута, согласно которой 0 градусов = строго на север, 90 градусов = на восток, 180 градусов = на юг и 270 градусов = на запад? Краткое описание азимута можно найти здесь.

В средних северных широтах есть период времени от 2 до 3 недель, когда вы, вероятно, не заметите никакого движения солнца вдоль горизонта с центром в дни солнцестояния (солнцестояние означает , солнце по-прежнему ).

Как лучше всего заметить движение заката или восхода солнца вдоль горизонта? Для этого вам нужно будет наблюдать с одного и того же места каждый день.Просто отметьте положение солнца сейчас ... и отметьте его снова каждую неделю или 10 дней ... и вы легко увидите, как солнце смещается на север между настоящим моментом и июньским солнцестоянием.

На этой иллюстрации из Chicago Tribune , связанной со статьей о «Чикагохендже», изображен человек, смотрящий на восход солнца. Многие люди теперь празднуют свое собственное солнцестояние и равноденствие, наблюдая восход или закат среди знакомых пейзажей, таких как это изображение Бена Орлова в декабрьское солнцестояние 2016 года.

Итог: величина движения солнца вдоль горизонта - на восходе или закате - зависит от времени года, а также от вашей широты. Это наиболее заметно во время равноденствий и меньше всего - во время солнцестояний. Кроме того, ежедневное изменение положения солнца вдоль горизонта тем больше, чем дальше на север или юг вы находитесь от экватора Земли.

Брюс МакКлюр
Просмотр статей
Об авторе:

Брюс МакКлюр был ведущим автором популярных страниц «Сегодня вечером» на EarthSky с 2004 года.Он страстный поклонник солнечных часов, чья любовь к небу привела его к озеру Титикака в Боливии и плаванию в Северной Атлантике, где он получил сертификат астрономии в Школе океанского парусного спорта и навигации. Он также пишет и ведет общественные астрономические программы и программы планетариев в своем доме в северной части штата Нью-Йорк и вокруг него.

6 (ч). Геометрия Земля-Солнце

Вращение Земли и вращение

Термин Земля вращение относится к прядению нашей планеты на своей оси.Из-за вращения Поверхность Земли движется к экватору со скоростью около 467 м / с или чуть более 1675 км / с час. Если бы вы могли посмотреть на север Земли Полюса из космоса можно было бы заметить, что направление вращения против часовой стрелки ( рисунок 6ч-1 ). Обратное верно, если Земля рассматривается с Южного полюса.Один оборот занимает ровно двадцать четыре часа и называется средним значением солнечный день . Вращение Земли отвечает за суточные циклы дня и ночи. В любой момент времени одна половина Земли находится в солнечном свете, а другая половина в темноте. Край, отделяющий дневной свет от ночи, называется круг освещения .Вращение Земли также создает видимое движение Солнца по горизонт.

Рисунок 6h-1: движение Земли вокруг своей оси известно как вращение. Направление этого движения меняется в зависимости от позиция зрителя. С Северного полюса кажется, что вращение движется против часовой стрелки мода.Глядя на Южный полюс, Земля вращение появляется по часовой стрелке.

Орбита Земли вокруг Солнца называется Земля Революция . Это небесное движение занимает 365,26 секунды. дней для завершения одного цикла. Далее, орбита Земли вокруг Солнца не круглая, а овальная или эллиптическая (см. рис. 6ч-2 ).Эллиптическая орбита вызывает расстояние до Земли от Солнца меняться в течение года. Тем не менее, это явление не несет ответственности за времена года на Земле! Этот изменение расстояния от Солнца вызывает количество солнечной радиации, получаемой Землей, в год варьируются примерно на 6%. Рисунок 6h-2 иллюстрирует позиции в вращении Земли, где это самый близкий и самый дальний от Солнца.3 января перигелия г. Земля находится ближе всего к Солнцу (147,3 млн км). В Земля находится дальше всего от Солнца 4 июля, или афелия, (152,1 млн км). Среднее расстояние Земли от Солнце за годовой период составляет около 149,6 млн км.

Рисунок 6h-2: Положение равноденствий, солнцестояний, афелия и перигелия относительно орбиты Земли вокруг Солнце.Между точками равноденствия и солнцестоянием должно быть 90 градусов. в плоскости эклиптики.

Наклон оси Земли

Эклиптика плоскость можно определить как двумерную плоская поверхность, геометрически пересекающая орбитальный путь вокруг Солнца. На этом плане Земля ось не находится под прямым углом к ​​этой поверхности, но наклонен под углом около 23 °.5 ° от перпендикуляра . Рисунок 6h-3 - Земля на орбите, вид сбоку. о Солнце в четыре важные даты: июня солнцестояние , сентябрь равноденствие , декабрь солнцестояние и марта Равноденствие . Обратите внимание, что угол Ось Земли по отношению к плоскости эклиптики и Полярная звезда на эти четыре даты остается неизменной.Тем не менее, относительное положение оси Земли относительно Солнце действительно меняется в течение этого цикла. Это обстоятельство отвечает за годовые изменения высоты Солнца над горизонтом . Это также вызывает сезонов , контролируя интенсивность и продолжительность солнечного света получены местоположениями на Земле. Рисунок 6h-4 показывает вид сверху на то же явление. В этом вид, мы можем увидеть, как меняется круг освещения его положение на поверхности Земли. В течение два равноденствия, круг освещения разрезает через Северный полюс и Южный полюс. На Июньское солнцестояние, круг освещения касательный к Полярному кругу (66.5 ° с.ш.) и области выше этой широты длится 24 часа светового дня. Полярный круг находится в 24 часа темноты во время декабрьское солнцестояние.

Рисунок 6h-3: Ось вращения Земли наклонена на 23,5 ° от красная линия, проведенная перпендикулярно эклиптике самолет.Этот наклон остается неизменным везде орбита Земли вокруг Солнца. Времена года подходят только для Северного полушария.

Рисунок 6h-4: Годовой изменение положения Земли при ее вращении вокруг Солнца. На этом графике мы видим Земля из положения в космосе, которое находится над Северный полюс (желтая точка) в день летнего солнцестояния, зимнее солнцестояние и два равноденствия.Обратите внимание, как положение Северного полюса на поверхности Земли не меняется. Однако его положение относительно Солнце действительно меняется, и этот сдвиг ответственен по сезонам. Красный круг на каждой из Земель представляет Полярный круг (66,5 градуса северной широты). В течение июньское солнцестояние, область за полярным кругом переживает 24 часа дневного света, потому что Северный полюс наклонен 23.5 градусов к Солнцу. За Полярным кругом бывает 24 часа ночи, когда Северный полюс наклонен на 23,5 градуса от Солнце в день декабрьского солнцестояния. Во время двух равноденствий круг освещения прорезает полярный ось и все места на Земле - опыт 12 часы дня и ночи. Времена года подходят только для Северного полушария.

21 или 22 июня Земля находится на своей орбите так, что Северный полюс наклонен на 23,5 ° в сторону Солнце ( Фигуры 6h-3 , 6h-4 , 6h-5 и см. анимацию - Рисунок 6h-7 ). Во время июньского солнцестояния (также называемого летом г. солнцестояние в Северное полушарие), все локации к северу от на экваторе длина дня превышает двенадцать часов, в то время как во всех местах к югу от экватора продолжительность светового дня меньше чем двенадцать часов (см. таблицу 6ч-2 ).21 или 22 декабря Земля позиционируется. так что Южный полюс наклонен на 23,5 градуса в сторону Солнце ( Фигуры 6h-3 , 6h-4 , 6h-5 и см. анимацию - Рисунок 6h-8 ). Во время декабрьского солнцестояния (также называемого зимой г. солнцестояние в Северной Полушарие), все местоположения к северу от экватора имеют продолжительность светового дня менее двенадцати часов, в то время как во всех местах к югу от экватора продолжительность дня превышает двенадцать часов (см. Таблица 6h-2 ).

Рисунок 6h-5: Во время во время июньского солнцестояния Северный полюс Земли наклонен 23,5 градуса к Солнцу относительно круга освещения. Это явление держит все места выше 66,5 градуса северной широты за 24 часа солнечного света, а места ниже 66 широты.5 градусы S в темноте. Северный полюс наклонен 23,5 градуса от Солнца относительно круга освещения во время декабрьского солнцестояния. На эта дата, все места выше 66,5 градуса N сейчас в темноте, а места ниже широты 66,5 градусов южной широты получают 24 часа дневного света.

22 или 23 сентября, также называемый осенним равноденствие в Северном Полушарие, ни один полюс не наклонен в сторону или в сторону от Солнца ( Фигуры 6h-3 , 6h-4 , 6h-6 и см. анимацию - Рисунок 6h-9 ).В Северном полушарии 20 или 21 марта знаменует наступление весеннего равноденствия или весны , когда еще раз полюса не наклонены ни в сторону, ни в сторону с Солнца. Продолжительность дня в оба эти дня, независимо от широты, ровно 12 часов.

Рисунок 6h-6: Во время равноденствия, ось Земли не наклонена к или от Солнца и круга освещения прорезает столбы.Эта ситуация не предполагает что угол наклона Земли на 23,5 градуса больше не существуют. Точка зрения этого рисунка показывает, что ось Земли наклонена на 23,5 градуса в сторону зритель для обеих дат (см. Рисунки 6h-3 и 6х-4 ). Красные круги, показанные на рисунке, - это Полярный круг.

Наклон оси и высота Солнца

Годовое изменение относительного положения оси Земли по отношению к Солнцу вызывает высота Солнца или солнечных. высота меняться в наших небесах.Солнечная высота обычно измеряется от южной или северная точка вдоль горизонта и начинается с нуля градусов. Максимальная высота Солнца достигается, когда Солнце прямо над головой и имеет значение 90 °. Общая изменение максимальной солнечной высоты для любого местоположения на Земле за год составляет 47 ° (земная наклон 23.5 ° х 2 = 47 °). Это изменение связано с годовым изменениям относительного положения Земля к Солнцу. На 50 градусах северной широты максимум солнечной в день июньского солнцестояния высота колеблется от 63,5 градусов до 16,5 градусов в день декабрьского солнцестояния ( Рисунок 6h-10 ). Максимальная высота Солнца на экваторе составляет 66,5 градусов. над северным концом горизонта в июне солнцестояние, прямо над головой в сентябрьское равноденствие, а затем до 66.5 градусов выше южной оконечности горизонта во время декабрьского солнцестояния (фигура 6h-11 ).

Рисунок 6h-10: Варианты на солнечной высоте на солнечной полдень для 50 градусов северной широты в июне солнцестояние, равноденствие и декабрьское солнцестояние.

Рисунок 6ч-11: Вариации на высоте солнечных. полдень для экватора во время июньского солнцестояния, равноденствие и декабрьское солнцестояние.

Место на Земле, где находится Солнце находится прямо над головой на солнечной полдень известен как подсолнечный точка . Подсолнечная точка находится на экваторе. во время двух равноденствий ( Фигуры 6h-11 и 6h-12 ). В эти даты экватор совпадает с плоскостью эклиптики, а полюса - с кругом освещения (, рис. 6h-6, ).Летом во время солнцестояния подсолнечная точка перемещается к тропической зоне Рака (23,5 ° с.ш.), потому что на на этот раз Северный полюс наклонен на 23,5 ° к Солнце ( Фигуры 6h-12 и 6h-13 ). Рисунок 6h-13 показывает, как постепенно изменяется подсолнечная точка. от одного дня к другому в течение одного года. Примечание что на этом графике подсолнечная точка расположена в Тропик Козерога (23.5 ° ю.ш.) во время декабрьское солнцестояние, когда Южный полюс расположен под углом 23,5 ° к Солнце ( Рисунок 6h-5 ).

Рисунок 6h-12: Взаимосвязь от максимальной высоты Солнца до широты для равноденствия (слева) и июньское солнцестояние (справа). Красные значения справа от глобусов максимальные солнечные высоты на солнечных полдень .Черные цифры слева обозначают расположение Экватора, Тропик Рака (23,5 градусы с.ш.), тропик Козерога (23,5 градуса ю.ш.), Полярный круг (66,5 градуса с.ш.) и Антарктика Круг (66,5 градуса ю.ш.). Расположение Севера и Южные полюса также определены. Во время равноденствия экватор - это место на Земле с Солнцем угол 90 градусов для солнечного полудня.Обратите внимание, как максимум Высота Солнца уменьшается с увеличением широты по мере удаления от экватора. За каждый пройденный градус широты максимальная высота Солнца уменьшается на такую ​​же величину. В день равноденствия вы также можете рассчитать полуденный угол. путем вычитания широты местоположения из 90. Во время летнее солнцестояние, Солнце сейчас прямо над головой в Тропике Рака.Все места выше этого в локации максимальная высота Солнца составляет 23,5 градуса выше от положения равноденствия. Места над Полярный круг находится в дневное время суток. Ниже Тропик Рака полуденный угол падения Солнца один градус высоты на каждый градус широты путешествовал. На Северном полярном круге максимальная высота Солнца становится 0 градусов и местоположения южнее этой точки на Земле находятся в 24 часа темноты.

Фигура 6h-13: Угол склонения Солнца и широты подсолнечная точка в течение года. Сезоны для Северное полушарие.

Следующая таблица описывает изменения солнечной высоты в солнечный полдень для двух солнцестояний и равноденствия.Все измерения в градусах ( горизонт имеет 180 градусов от True Север от до Истинно Юг ) и отсчитываются от истинного севера. или Истинный Юг (что угодно ближе).

Таблица 6h-1: Максимум Высота Солнца для выбранных широт в течение двух солнцестояния и равноденствия.

Местонахождение

Широта

Мартовское равноденствие

20/21 марта

Июньское солнцестояние

21/22 июня

сентябрь Равноденствие

22/23 сентября

декабрь Солнцестояние

21/22 декабря

90 N 0 градусов 23.5 градусов 0 градусов - 23,5 градуса
70 н. 20 градусов 43,5 градуса 20 градусов -3,5 градуса
66.5 № 23,5 градуса 47 градусов 23,5 градуса 0 градусов
60 н. 30 градусов 53,5 градуса 30 градусов 6.5 градусов
50 н. 40 градусов 63,5 градуса 40 градусов 16,5 градусов
23,5 № 66.5 градусов 90 градусов 66,5 градусов 43 градуса
0 градусов 90 градусов 66,5 градусов 90 градусов 66.5 градусов
23,5 С 66,5 градусов 43 градуса 66,5 градусов 90 градусов
50 ю. 40 градусов 16.5 градусов 40 градусов 63,5 градуса
60 S 30 градусов 6,5 градусов 30 градусов 53,5 градуса
66.5 С 23,5 градуса 0 градусов 23,5 градуса 47 градусов
70 S 20 градусов -3,5 градуса 20 градусов 43.5 градусов
90 ю 0 градусов - 23,5 градуса 0 градусов 23,5 градуса

По следующим ссылкам показаны графические иллюстрации. годового движения Солнца в нашем небе для выбранных широты.На этих иллюстрациях солнечные углы измерены от Истинный Север и Истинный Юг для солнечной полдень .

| 90 N | 66,5 N | 50 N | 23,5 N | Экватор (0) | 23,5 S | 50 S | 66,5 S | 90 S |

Наконец, высота Солнца на солнечной полдень также можно рассчитать с помощью следующих простых уравнение:

Высота A = 90 - широта L +/- склонение D

В этом уравнении L широта местоположения в градусах и D склонение.Уравнение упрощается до A = 90 - L , если солнечный угол определения делаются на любую дату равноденствия. Если угол Солнца определяется для даты солнцестояния, склонение ( D ) составляет добавлен к широте ( L ) если локация переживает лето (северные широты = Июньское солнцестояние; южные широты = декабрьское солнцестояние) и вычитается из широты ( L ) если локация переживает зиму (северные широты = Декабрьское солнцестояние; южные широты = июньское солнцестояние).Все ответы из этого уравнения даны относительно Истина Север для южных широт и Истинный Юг для северных широт. Для наших целей только склонения двух солнцестояний и двух равноденствий важные. Это следующие значения: июньское солнцестояние D = 23,5, Декабрьское солнцестояние D = -23,5, Мартовское равноденствие D = 0, и сентябрьское равноденствие D = 0.При использовании приведенного выше уравнения в тропических широтах, Могут возникать значения высоты солнца более 90 градусов для некоторых расчетов. Когда это происходит, полдень Солнце на самом деле находится позади вас, если смотреть на экватор. В этих условиях следует пересчитать высоту Солнца. следующим образом:

Высота A = 90 - (первоначально рассчитанная высота A - 90)

Чтение диаграмм пути Солнца | Поиск

Диаграммы пути прохождения солнца могут многое рассказать вам о том, как солнце будет влиять на ваш участок и здания в течение года.Стереографические диаграммы солнечного пути можно использовать для определения солнечного азимута и высоты для данного местоположения.

Как читать диаграммы солнечных лучей
В 9 утра ...
1 апреля ...
азимут 62o
высота 30o

Стереографические диаграммы пути Солнца

Обратите внимание, что эти стереографические диаграммы не совсем похожи на фотографию «рыбий глаз»: такое изображение будет перевернуто слева направо.Эти схемы сделаны с точки зрения неба, смотрящего на землю, вы можете наложить их на карту или план здания, не запутавшись. (Вы можете увидеть это, проследив часовые линии с востока на запад на диаграмме.)

Линии азимута - Углы азимута проходят по краю диаграммы.
Высотные линии - Высотные углы представлены в виде концентрических круговых пунктирных линий, идущих от центра диаграммы.
Линии даты - Линии даты начинаются с восточной стороны графика и идут к западной стороне и представляют путь солнца в один конкретный день года.
Hour Lines / Analemma - Часовые линии показаны как линии типа восьмерки, которые пересекают линии даты и представляют положение солнца в определенный час дня. Точки пересечения линий даты и часа показывают положение солнца.

Считывание положения солнца (шаг за шагом)

Как читать диаграммы солнечных лучей В 9 утра ... 1 апреля ... азимут 62o, высота 30o
Аннотированная стереографическая диаграмма пути Солнца.
  1. Найдите нужную часовую линию на диаграмме.
  2. Найдите нужную линию даты, помня, что сплошные линии используются для января-июня, а пунктирные линии - для июля-декабря.
  3. Найдите точку пересечения линий часа и даты. Не забудьте пересечь твердое тело с твердым, а пунктирное - с пунктирными линиями.
  4. Проведите линию от самого центра диаграммы через точку пересечения до периметра диаграммы.
  5. Считайте азимут как угол, отсчитываемый от севера по часовой стрелке.В этом случае значение составляет около 62 °.
  6. Обведите концентрический круг от точки пересечения до вертикальной северной оси, на которой отображаются углы высоты.
  7. Выполните интерполяцию между линиями концентрических окружностей, чтобы найти высоту. В этом случае точка пересечения находится точно на линии 30 °.
  8. Это дает положение солнца, полностью определенное как азимут и высота.
Солнечные карты, показывающие изменение движения солнца в зависимости от широты.

В статьях о пассивном обогреве, охлаждении и дневном освещении будет описано, как спроектировать так, чтобы солнечное тепло и свет в одно время проникало в здание, а в другое время не пропускало его.

Солнце, Земля и стороны света

1. Подготовить материалы для занятия.

Вырежьте 10 больших желтых бумажных солнц из плотной бумаги. На белой плотной бумаге большими буквами напишите север, юг, восток и запад.Напишите слова «восток» и «запад» на восточной и западной стенах класса. Вы можете загрузить приложение компаса на смартфон или планшет, чтобы убедиться, что они правильно размещены.

2. Найдите восток и запад, наблюдая за солнцем утром и днем.

Скажите студентам, что они будут наблюдать, где находится солнце каждое утро и день в течение пяти дней. Утром и в конце учебного дня выведите учеников на улицу и попросите их понаблюдать за тем, где находится солнце на небе.Утром, находясь на улице, когда студенты определяют местонахождение солнца, скажите им, что мы называем это направление востоком. Зайдите в класс и попросите ученика написать дату и время дня на солнечном вырезе и поставить его рядом со словом «восток».

Не говорите, что солнце движется. Студентам, вероятно, покажется, что движется Солнце, а не Земля, но ученикам еще не по возрасту пытаться представить себе движение Земли вокруг своей оси или вокруг Солнца.Цель состоит в том, чтобы студенты понимали, что восток - это определенное направление, а солнце всегда встает утром на востоке.

Снова понаблюдайте за солнцем в конце учебного дня и спросите учащихся, находится ли оно в том же месте, что и ранее утром. Определите это направление как запад и попросите учащегося поставить дату и время дня на вырезе от солнца и поместить его рядом со знаком «запад».

3. Ищите узор на расположении солнца утром и днем.

Отслеживайте таким образом положение солнца в течение пяти дней, а затем спросите учащихся, заметили ли они закономерность. Вместе напишите предложение, в котором объясняется, что они наблюдали и что они ожидают увидеть в будущем.

4. Посмотрите на север и юг и пометьте стены классной комнаты.

Затем ознакомьте учащихся с изучением севера и юга в физическом мире с помощью одной или нескольких из этих идей. Добавьте надписи на север и юг на стены классной комнаты:

  • Используйте компас или приложение компаса на смартфоне или планшете, чтобы показать север и юг и усилить восток и запад.Попросите учащихся выстроить буквы E и W на компасе так, чтобы восток и запад были нанесены на стене. Попросите их указать на север и объясните, что это северное направление.
  • В районах, где есть снег, учите север и юг, наблюдая, где снег тает быстрее: южная сторона зданий (в северном полушарии).
  • Север и юг также можно наблюдать по ветрам. Следите за погодой с помощью предоставленного веб-сайта Weather Channel и ищите возможности вывести студентов на улицу, когда дуют северные или южные ветры.

5. Практикуйтесь, используя стороны света.

Практикуйте указания в классе, попросив студентов сначала повернуться лицом на север, затем повернуться под прямым углом и указать, несколько раз назвав направления «север, юг, восток и запад». Вы можете помочь им запомнить N, S, E и W, используя такую ​​фразу, как «Никогда не ешьте кислый арбуз», или попросите их придумать фразу, которая им нравится.

Попросите учащихся использовать стороны света, чтобы также поговорить о движении.Играйте в Simon Says, и пусть они идут в разных направлениях.

В качестве заключительной практической игры отправьте добровольца в холл и спрячьте предмет, чтобы класс увидел укрытие. Попросите добровольца вернуться в комнату и попросите учеников по одному вести добровольца к спрятанному предмету, используя такие фразы, как «пройдите 5 шагов на север», «пройдите три шага на юг» и т. Д.

6. Попросите учащихся применить свои знания к карте.

Обсудите со студентами, почему мы используем специальные слова для обозначения направлений.Спросите студентов, что они помогают нам объяснять друг другу, где находятся вещи. Слова направления также помогают нам читать карты.

Раздайте каждому ученику раздаточный материал «Карта фермы Джо». Попросите их сориентировать свои карты, положив их на стол так, чтобы север, юг, восток и запад на карте совпадали с направлениями, обозначенными на стене.

Обсудите вместе, где что находится на карте фермы. Спросите: Свинарник находится ближе всего к северу, югу, востоку на карте? (восток) Одна свинья сбежала.На какой стороне фермы эта свинья? (запад) Попросите учащихся написать 3–4 предложения, описывающих направления, по которым животные и люди могут перемещаться по ферме. При необходимости предоставьте такие примеры, как:

Корова идет _____, чтобы добраться до коровника. (запад)

Дети идут _____ к цыплятам. (юг)

Свинья идет _____ к загону для свиней. (восток)

В саду _____ свиней. (север)

_____ живет на северной стороне фермы. (корова)

Попросите учащихся продолжать практиковать направления на север, юг, восток и запад, попросив их сдать свои работы на север, юг, восток или запад.Вы также можете выстроить их в линию на северной стороне комнаты, западной стороне комнаты и так далее.

Устройства защиты от солнца и затемнения | WBDG

Введение

Есть много разных причин контролировать количество солнечного света, попадающего в здание. В теплом, солнечном климате избыточное количество солнечной энергии может привести к высокому потреблению энергии на охлаждение; в холодном и умеренном климате зимнее солнце, проникающее в окна, выходящие на юг, может положительно способствовать пассивному солнечному нагреву; и почти во всех климатических условиях управление и рассеивание естественного освещения улучшит дневное освещение.

Хорошо спроектированные солнцезащитные и затемняющие устройства могут значительно снизить пиковое тепловыделение здания и требования к охлаждению, а также улучшить качество естественного освещения внутри здания. Сообщается о сокращении годового потребления энергии на охлаждение от 5% до 15% в зависимости от количества и расположения оконных проемов. Устройства защиты от солнца и затенения также могут улучшить визуальный комфорт пользователя, контролируя блики и снижая коэффициент контрастности. Это часто приводит к повышению удовлетворенности и производительности.Затеняющие устройства дают возможность отличить один фасад здания от другого. Это может придать интерес и человеческий масштаб ничем не примечательному дизайну.

Описание

Использование солнцезащитных и солнцезащитных устройств является важным аспектом многих энергосберегающих стратегий проектирования зданий. В частности, здания, в которых используется пассивное солнечное отопление или дневное освещение, часто зависят от хорошо спроектированных солнцезащитных и затеняющих устройств.

В период охлаждения внешнее затенение окон - отличный способ предотвратить попадание нежелательного солнечного тепла в кондиционируемое пространство.Затенение может быть обеспечено за счет естественного озеленения или таких строительных элементов, как навесы, выступы и решетки. Некоторые затеняющие устройства могут также функционировать как отражатели, называемые световыми полками, которые отражают естественный свет для того, чтобы дневное освещение проникало глубоко в интерьеры здания.

Дизайн эффективных затеняющих устройств будет зависеть от солнечной ориентации фасада конкретного здания. Например, простые фиксированные свесы очень эффективны для затенения окон, выходящих на юг, летом, когда солнечные углы велики.Однако то же горизонтальное устройство неэффективно для блокировки попадания полуденного солнца в окна, выходящие на запад, в периоды пиковой температуры летом.

Наружные затемняющие устройства особенно эффективны в сочетании с фасадами из прозрачного стекла. Однако теперь доступны высококачественные остекления с очень низким коэффициентом затемнения (SC). Если это указано, эти новые стеклянные изделия уменьшают потребность в внешних затемняющих устройствах.

Таким образом, защита от солнечного излучения и защита от солнца могут быть обеспечены широким спектром строительных компонентов, включая:

  • Элементы ландшафта, такие как взрослые деревья или живые изгороди;
  • Элементы экстерьера, такие как свесы или вертикальные ребра;
  • Горизонтальные отражающие поверхности, называемые световыми полками;
  • Стекло с низким коэффициентом затемнения (SC); и,
  • Устройства контроля внутреннего ослепления, такие как жалюзи или регулируемые жалюзи.

Алюминиевый архитектурный солнцезащитный козырек, горизонтальное солнцезащитное устройство, вертикальные ребра

Фиксированные внешние устройства затемнения, такие как свесы, обычно наиболее практичны для небольших коммерческих зданий. Оптимальная длина свеса зависит от размера окна и относительной важности отопления и охлаждения в здании.

Летом пик солнечных лучей приходится на день солнцестояния 21 июня, но пик температуры и влажности, скорее всего, приходится на август.Помните, что выступ такого размера, чтобы полностью затенять окно, выходящее на юг в августе, также затеняет окно в апреле, когда может быть желательно солнечное тепло.

Чтобы правильно спроектировать затеняющие устройства, необходимо понимать положение солнца на небе в период охлаждения. Положение солнца выражается в высоте и азимутальном угле.

  • Угол высоты - это угол, под которым солнце находится над горизонтом, достигающий максимума в данный день в солнечный полдень.
  • Азимутальный угол, также известный как угол пеленга, представляет собой угол проекции солнца на плоскость земли относительно юга.
  • Легкодоступный источник информации о солнечных углах и диаграммах солнечного пути - это Architectural Graphic Standards, 12th Edition , доступный от John Wiley & Sons, Inc. Publishers.

Затеняющие устройства могут существенно повлиять на внешний вид здания. Это влияние может быть как к лучшему, так и к худшему. Чем раньше в процессе проектирования рассматриваются устройства для затенения, тем выше вероятность, что они будут привлекательными и хорошо интегрированными в общую архитектуру проекта.

В стандарте ANSI / ASHRAE / IES 90.1 Энергоэффективное проектирование новых зданий, за исключением малоэтажных жилых домов (на котором основан Федеральный эквивалент 10 C.F.R. § 435), степень затемнения окон является важным фактором. Как коэффициент проекции (PF) для внешнего затенения, так и коэффициент затенения (SC) стекла должны быть оценены при использовании подхода к проектированию конвертов с альтернативными пакетами компонентов.

Проектирование систем затенения

Учитывая большое разнообразие зданий и диапазон климатических условий, в которых они могут быть найдены, трудно сделать радикальные обобщения относительно конструкции затеняющих устройств.Однако, как правило, выполняются следующие рекомендации по проектированию:

  1. Используйте фиксированные выступы на стекле, выходящем на юг, для контроля прямого солнечного излучения. Косвенное (диффузное) излучение следует контролировать с помощью других мер, например, низкоэмиссионного остекления.

  2. По возможности ограничьте количество восточного и западного стекла, так как его труднее затенить, чем южного стекла. Рассмотрите возможность использования ландшафтного дизайна, чтобы затенить восточную и западную экспозицию.

  3. Не беспокойтесь о затенении стекла, обращенного на север, в континентальных широтах Соединенных Штатов, поскольку оно получает очень мало прямого солнечного излучения.В тропиках не соблюдайте это практическое правило, поскольку северная сторона здания будет получать больше прямого солнечного излучения. Кроме того, в тропиках подумайте о том, чтобы затенять крышу, даже если нет световых люков, поскольку крыша является основным источником передачи солнечной энергии в здание.

  4. Помните, что затенение влияет на дневной свет; рассматривать оба одновременно. Например, легкая полка отражает естественный свет глубоко в комнату через высокие окна, затеняя нижние окна.

  5. Не ожидайте, что внутренние затемняющие устройства, такие как жалюзи или вертикальные жалюзи, уменьшат охлаждающую нагрузку, поскольку солнечная энергия уже поступила в рабочее пространство.Тем не менее, эти внутренние устройства обеспечивают контроль ослепления и могут способствовать повышению остроты зрения и визуальному комфорту на рабочем месте.

  6. Изучайте солнечные углы. Понимание углов солнечного света имеет решающее значение для различных аспектов проектирования, включая определение базовой ориентации здания, выбор затеняющих устройств и размещение панелей Building Integrated Photovoltaic (BIPV) или солнечных коллекторов.

  7. Тщательно учитывайте долговечность затеняющих устройств. Со временем работающие затеняющие устройства могут потребовать значительного обслуживания и ремонта.

  8. Если для затенения используются элементы ландшафта, обязательно учитывайте стоимость ухода за ландшафтом и содержание в стоимости жизненного цикла.

  9. Стратегии затенения, которые хорошо работают на одной широте, могут совершенно не подходить для других участков на разных широтах. Будьте осторожны, применяя идеи затенения из одного проекта к другому.

Примеры боковых ландшафтов, которые помогают экономить энергию
Для получения дополнительной информации см .: greenglobes.com

Навесная стенка и световая полка в библиотеке на втором этаже

Материалы и методы строительства

В последние годы резко увеличилось разнообразие затеняющих устройств и остекления, доступных для использования в зданиях. В продаже имеется широкий ассортимент регулируемых затемняющих устройств, от навесов из парусины до солнцезащитных экранов, опускающихся жалюзи, жалюзи и вертикальных жалюзи. Хотя они часто работают хорошо, их практичность ограничивается необходимостью ручных или механических манипуляций.Проблемы с долговечностью и обслуживанием также вызывают беспокойство.

Требовать от профессионалов A&E полного описания всего стекла. Они должны быть готовы указать U-значение стекла, SC и Tvis, а также U-значение чистого окна для всех систем окон. Коэффициент затемнения (SC) остекления указывает количество поступающего солнечного тепла в здание по сравнению с эталонным одинарным остеклением. Таким образом, более низкий коэффициент затемнения означает меньший приток солнечного тепла. Коэффициент пропускания в видимой области (Tvis) остекления указывает процент света, доступного в видимой части спектра, попадающего в здание.См. Также WBDG Окна и остекление.

При проектировании затеняющих устройств тщательно оценивайте все операции и техническое обслуживание (O&M), а также последствия для безопасности. В некоторых местах такие опасности, как гнездование птиц или землетрясения, могут снизить жизнеспособность включения в конструкцию внешних затемняющих устройств. Необходимость обслуживания и очистки затеняющих устройств, особенно работающих, должна быть учтена в любом анализе стоимости жизненного цикла их использования.

Заявление

Среди основных типов зданий, которые могут выиграть от применения затемняющих устройств:

  • Казармы и другие многоквартирные жилые дома, особенно в умеренном или теплом климате;
  • Офисные, административные здания и прочие сооружения с дневным освещением; и,
  • Практически любое строение в теплом солнечном климате.
  • Закон об энергетической политике 2005 г.
  • WBDG Federal Facility Criteria является источником полного текста всех федеральных строительных документов, в том числе UFGS, UFC и федеральных публикаций и стандартов.

Дополнительные ресурсы

WBDG

Типы зданий / Типы помещений

Применимо ко всем типам зданий и пространствам.

Задачи проектирования

Эстетика, рентабельность, функциональность / эксплуатация, сохранение исторических памятников - надлежащее обновление строительных систем, продуктивность - обеспечение надежных систем и помещений, продуктивность - обеспечение здоровья и благополучия, продуктивность - обеспечение комфортной среды, безопасность / безопасность, устойчивость - оптимизация энергопотребления Используйте

Руководства и спецификации
Руководство по проектированию ограждающих конструкций здания

Системы окон: остекление, окна, навесные стены, наклонное остекление
Atria Systems

Управление проектами

Планирование, реализация и контроль проекта

Ввод в эксплуатацию

Ввод здания в эксплуатацию

Публикации

  • Руководство по проектированию остекления Low-E Джонсон, Тимоти Э.Бостон: Архитектура Баттерворта, 1991. - Превосходное обсуждение высококачественных остеклений и их характеристик, включая коэффициенты затенения.
  • Упрощенный дизайн систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха Бобенхаузен, Уильям. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1994. - отличный источник информации по основам солнечной геометрии и углов Солнца.
  • Солнечные устройства контроля и затемнения от Olgyay, Aladar и Olgyay, Victor. Принстон, Нью-Джерси: Princeton University Press, 1957.—Классический источник информации и примеров солнцезащитных и затеняющих устройств.
  • Защита от солнца: международный обзор Danz, Ernst. Нью-Йорк: Frederick A. Praeger, 1967. - Распечатанный, но достойный внимания, он предлагает множество провокационных фотографий и иллюстраций затененных устройств со всего мира.

Учебные занятия

Инструменты проектирования и анализа

Существует ряд инструментов для анализа и проектирования зданий, которые позволяют пользователям оценивать влияние различных стратегий защиты от солнца и затенения.

  • DOE 2 - Описание: Всестороннее почасовое моделирование; Расчет дневного света и яркости интегрируется с почасовым моделированием энергии. Рекомендуется IBM или совместимый Pentium. Доступность: Группа исследований моделирования, Национальная лаборатория Лоуренса Беркли,
  • Radiance 3.5 (2003 г.) - Описание: программа трассировки лучей, которая точно предсказывает уровни освещенности и создает фотореалистичные изображения архитектурного пространства в любых условиях неба. Sun Microsystems, DEC, Macintosh с (AUX), CRAY или другая машина UNIX.Наличие: Отдел экологических энергетических технологий, Национальная лаборатория Лоуренса Беркли,
  • Energy Scheming (3.0) - Описание: инструмент проектирования на базе Macintosh, а не инструмент анализа или оценки. Только для компьютеров Macintosh под управлением OSX 6.x или более ранней версии. Доступность: Магазин Лаборатории энергетических исследований в зданиях (ESBL) Орегонский университет

Прочие

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *