2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

К моментам естественного освещения относятся моменты видимого восхода и захода Солнца и Луны, наступления рассвета и темноты. Моменты естественного освещения можно определять по Календарному справочнику, специальным графикам и по Авиационному астрономическому ежегоднику, в которых они даны для наблюдателя, находящегося на уровне моря.

Определение моментов восхода и захода Солнца, наступления рассвета и темноты по Календарному справочнику.

Календарный справочник состоит из двух частей. Первая часть содержит таблицы № 1, а вторая — таблицы № 2. В таблицах № 1 помещены наиболее крупные пункты земного шара. Список пунктов помещается в начале таблиц. Для каждого пункта в таблицах даны моменты видимого восхода и захода Солнца и продолжительность гражданских сумерек по московскому времени через пять дней каждого месяца. Для дат, не указанных в таблицах, моменты восхода и захода Солнца и продолжительность сумерек определяются путем интерполирования. В таблицах также для каждого пункта указан номер часового пояса, в котором он расположен, и поправка в часах для перевода московского времени в поясное декретное время пункта. Рассмотрим порядок определения моментов естественного освещения по таблицам № 1.

Пример. Дата 10 февраля; г. Адлер. Определить моменты восхода Солнца (ВС), захода Солнца (ЗС), продолжительность сумерек (ПС), наступления рассвета (HP) и наступления темноты (НТ) по московскому и поясному декретному времени данною пункта.

Решение 1. Выписываем из таблиц № 1 для г. Адлера моменты естественного освещения для заданной даты по московскому времени:

Для получения момента начала рассвета необходимо из времени восхода Солнца вычесть продолжительность сумерек, а для получения момента наступления темноты ко времени захода Солнца прибавить продолжительность сумерек.

2. Определяем моменты естественного освещения в заданном пункте по поясному декретному времени. Для перевода московского времени в поясное декретное время пункта необходимо определить разность между часовым поясом данного пункта и московским часовым поясом и прибавить ее к московскому времени, если данный пункт расположен восточнее второго часового пояса, в котором находится Москва, или вычесть, если — западнее.

Перевод выполняется по формуле . Для г. Адлера поясная поправка . Учитывая эту поправку, получаем:

Определение моментов восхода и захода Солнца, наступления рассвета и темноты по таблицам № 2.

Таблицы № 2 Календарного справочника предназначены для определения моментов естественного освещения для пунктов, не включенных в таблицы № 1. В этих таблицах моменты естественного освещения на соответствующих широтах даны для меридиана 30° восточной долготы по московскому времени через каждые пять дней.

Пример. Дата 26 января; координаты пункта: широта 80°. Пункт расположен в 5-м часовом поясе: N = 5.

Определить моменты естественного освещения по московскому и поясному декретному времени данного пункта.

Решение. 1. Выписываем из таблиц № 2 для заданной даты и широты пункта моменты естественного освещения на меридиане 30° восточной долготы по московскому времени:

2. Определяем моменты естественного освещения в заданном пункте по московскому времени. Чтобы определить моменты естественного освещения в заданном пункте по московскому времени, необходимо найти разность между долготой заданного пункта и восточной долготой 30°. Затем полученную разность долгот выразить во времени и учесть в выписанное из таблиц время. Если данный пункт находится восточнее меридиана 30°, то полученную разность долгот во времени вычитают, а если западнее — прибавляют.

Расчет производят по формуле . Для решаемого примера получаем: пункта .

3. Определяем моменты естественного освещения в заданном пункте по поясному декретному времени: . Для данного пункта поясная поправка равна . Учитывая эту поправку, получаем:

Определение моментов восхода и захода Солнца, наступления рассвета и темноты по графикам.

Момент восхода и захода Солнца, наступления рассвета и темноты можно приближенно определить по графикам, которые приведены в приложениях 8 и 9. Графики составлены для северных широт от 0 до 90°. На верхней и нижней рамках графиков нанесены шкалы календарных дат, а на боковых рамках — шкалы времени.

Широта места обозначена рядом кривых линий через определенный интервал. Для промежуточных широт, не обозначенных на графиках, моменты естественного освещения находятся интерполяцией. Графики рассчитаны для меридиана 30° восточной долготы по московскому времени.

Рассмотрим на примере порядок определения моментов восхода и захода Солнца с помощью графика.

Пример. Дата 20 апреля; координаты пункта: широта ; долгота . Пункт расположен в 6-м часовом поясе: . Определить моменты восхода и захода Солнца в заданном пункте по московскому и поясному декретному времени.

Решение. 1. Определяем по полетной карте географические координаты данного пункта. В решаемом примере координаты пункта и номер часового пояса указаны в условии.

2. Находим по карте часовых поясов, в каком поясе находится данный пункт.

3. Определяем по графику (приложение 8) для заданной даты и широты пункта моменты восхода и захода Солнца на меридиане 30° восточной долготы. Для определения момента восхода Солнца нужно на верхней шкале графика найти заданную дату и из нее провести линию вниз до пересечения с кривой широты пункта. Затем из полученной точки провести горизонтальную линию и на боковой рамке графика отсчитать искомый момент восхода Солнца на меридиане 30° восточной долготы. Для определения момента захода Солнца заданную дату берут на нижней рамке графика. Получаем:

4. Определяем моменты восхода и захода Солнца в заданном пункте по московскому времени. Расчет ведется по формуле

Поправку на долготу места можно определить по шкале, нанесенной внизу графика, которая построена относительно меридиана 30° восточной долготы. Поправку отсчитывают против долготы пункта.

5. Определяем моменты восхода и захода Солнца в заданном пункте по поясному декретному времени: . Для данного пункта поясная поправка . Учитывая эту поправку, получаем:

Определение моментов наступления рассвета и темноты производится аналогично по специальному графику, данному в приложении 9.

Пример. Дата 15 августа. Координаты пункта: широта . Пункт расположен в 5-м часовом поясе: N = 5. Определить моменты наступления рассвета и темноты в заданном пункте по московскому и поясному декретному времени.

Решение. 1. Определяем по графику (приложение 9) для заданной даты и широты пункта моменты наступления рассвета и темноты на меридиане 30° восточной долготы.

2. Определяем моменты наступления рассвета и темноты в заданном пункте по московскому времени:

3. Определяем моменты наступления рассвета и темноты в заданном пункте по поясному декретному времени. Поясная поправка равна . Учитывая эту поправку, получаем:

Расчет моментов восхода и захода светил аналитическим путем.

Специальные графики, таблицы и ААЕ позволяют определять моменты восхода и захода только Солнца и Луны. Для других светил таких пособий нет, и поэтому в случае необходимости их рассчитывают аналитическим путем. В основу этих вычислений положена формула высоты светила:

Из этого равенства выводим формулу для расчета часового угла светила в момент его восхода и захода

Если в этой формуле принять высоту светила равной 0, то получим моменты истинного восхода и захода этого светила.

Для расчета моментов видимого восхода и захода светила необходимо высоту светила брать с учетом поправки на рефракцию и видимые угловые радиусы светил, а для Луны дополнительно учитывать поправку на параллакс. При восходе и заходе светил рефракция достигает 35. Видимые угловые размеры Солнца и Луны берут равными 16, а параллакс Луны принимают равным 58. С учетом указанных поправок высоты светил в моменты их видимого восхода и захода принято брать такими: для Луны ; для Солнца ; для звезд и планет . Указанные данные соответствуют положению наблюдателя, находящегося на уровне моря. Если пренебречь указанными поправками, то часовой угол восхода и захода светила определяется по формуле

Из формулы видно, что для расчета моментов восхода и захода необходимо знать склонение светила и географические координаты места наблюдения.

Пример. Дата 20 августа 1975 г.; светило — планета Сатурн; долгота места наблюдения ; широта места наблюдения Определить моменты истинного восхода и захода планеты Сатурн по московскому времени.

Решение. 1. Выбираем из ААЕ (см. приложение 5) для заданной даты склонение планеты Сатурн: .

2. Определяем местные часовые углы восхода и захода Сатурна:

Формула расчета дает два значения часового угла: . Первое значение соответствует заходу, а второе восходу светила. Получаем: .

3. Определяем гринвичские часовые углы восхода и захода Сатурна:

4. По ААЕ (см. приложение 5) определяем моменты восхода и захода Сатурна по гринвичскому времени: .

5. Определяем моменты восхода и захода Сатурна по московскому времени:

При определении моментов восхода и захода Солнца вычисления можно упростить. В этом случае часовые углы восхода и захода изменяют на 12 ч и сразу получают моменты этих явлений по местному истинному солнечному времени. Моменты восхода и захода по местному среднему солнечному времени определяют по формулам:

где - уравнение времени.