Почему полные солнечные затмения чаще бывают летом
Обновлено: 05.07.2024
Солнечные затмения случаются чаще лунных. Возможно, это и парадоксально, ведь, казалось бы, лунная тень гораздо меньше Земной и может укрыть от Солнца лишь небольшую часть поверхности Земли. В то же время, земная тень способна Луну спрятать целиком. И тем не менее, каждый год бывает в худшем случае два солнечных затмения, в то время как лунных может не быть вообще. Максимальное количество затмений в год - 7. При этом 4 из них будут солнечными.
Диаметр Солнца и Луны на небесной сфере почти совпадают, что и является причиной возможности наступления солнечных затмений. Они происходят в новолуния, в которые Луна находится вблизи узлов своей орбиты. Но так как лунная орбита довольно далека по форме от окружности, а восходящий и нисходящий узлы орбиты движутся по эклиптике (орбита Луны меняет ориентацию в пространстве) , в благоприятные моменты для наступления затмений лунный диск может быть либо больше, либо равен, либо меньше солнечного. В первом случае, наступает полное затмение, длительность которого зависит от углового размера Луны (чем он больше, тем затмение дольше, до 7,5 минут) . Во втором - полное затмение длится всего мгновение, а в третьем - наступает кольцеобразное затмение: вокруг темного диска Луны видно сияющее кольцо нескрытой нашим спутником поверхности Солнца. Такое затмение может продолжаться до 12 минут.
Вторым важным обстоятельством является взаимное расположение на небе светил, участвующих в затмении. Лунная тень может попасть или не попасть на Землю, а возможен случай, когда на Землю попадет лишь полутень, и тогда будет наблюдаться частное (неполное) солнечное затмение. Если лунное затмение видно сразу на всей ночной стороне Земли, где видна Луна, то полные солнечные затмения могут наблюдаться лишь в узкой полосе шириной чаще всего 40-100 (до 270) километров. По обе стороны от этой зоны располагаются более обширные области, где можно увидеть частное затмение. По Земле пробегает небольшое круглое темное пятнышко лунной тени, едва способное, порой, закрыть крупный город. Поэтому, хотя солнечные затмения и происходят чаще лунных, полное затмение Солнца в одном и том же месте на Земле можно увидеть каждые 200-300 лет в среднем. Полное лунное затмение каждому человеку вполне по силам увидеть несколько раз в жизни. Конечно, здесь мы имеем в виду человека оседлого, почти не покидающего своего города или поселка. Если кому-то по средствам пермещаться ежегодно на огромные расстояния, то этому человеку, может быть, доступны все явления на небе, лишь бы они были видимы с Земли. Впрочем, некоторые уже и в космос на прогулку летают. Если же Вам стало известно, что очередное затмение произойдет в нескольких сотнях километров от Вашего дома, то постарайтесь одолеть эту не слишком длинную дорогу. В случае хорошей погоды, Вы не пожалеете об этих километрах. Игра стоит свеч, иначе бы Вы не читали эти строки.
Обстоятельства наблюдения затмений из разных точек земного шара публикуются в астрономических календарях. Ближайшее видимое в Москве полное солнечное затмение произойдет 16 октября 2126-го года, а предыдущее наблюдалось 19-го августа 1887-го. Так что москвичам-домоседам, живущим на рубеже тысячелетий, на солнечные затмения не повезло. Для всех россиян, жителей европейской части, в ближайшие полвека представится теперь лишь одна сносная возможность увидеть полное солнечное затмение. В 2006-м, 29-го марта полоса полного затмения пройдет через Северный Кавказ (трагикомично звучит, но как раз через Чечню, Ставропольский край, Дагестан) и Казахстан. Несколько раз можно будет увидеть "темное" Солнце в Сибири и на Дальнем Востоке. Не пропустите ВАШЕ затмение!
Широта и полнота
В каком полушарии Земли чаще случаются полные солнечные затмения: в Северном или в Южном? Почему так происходит?
Подсказка 3
Очевидно, что солнечные затмения чаще происходят летом, потому что Солнце можно наблюдать только днем, а продолжительность дня летом больше. Чем лето в северном полушарии отличается от лета в южном? Чтобы ответить на этот вопрос, вспомните, какие условия должны быть соблюдены для наступления в той или иной точке Земли полного солнечного затмения.
Почему солнечные затмения которые случаются чаще чем лунные видны реже?
Солнечные затмения случаются чаще лунных. Возможно, это и парадоксально, ведь, казалось бы, лунная тень гораздо меньше Земной и может укрыть от Солнца лишь небольшую часть поверхности Земли. В то же время, земная тень способна Луну спрятать целиком. И тем не менее, каждый год бывает в худшем случае два солнечных затмения, в то время как лунных может не быть вообще. Максимальное количество затмений в год - 7. При этом 4 из них будут солнечными.
Диаметр Солнца и Луны на небесной сфере почти совпадают, что и является причиной возможности наступления солнечных затмений. Они происходят в новолуния, в которые Луна находится вблизи узлов своей орбиты. Но так как лунная орбита довольно далека по форме от окружности, а восходящий и нисходящий узлы орбиты движутся по эклиптике (орбита Луны меняет ориентацию в пространстве) , в благоприятные моменты для наступления затмений лунный диск может быть либо больше, либо равен, либо меньше солнечного. В первом случае, наступает полное затмение, длительность которого зависит от углового размера Луны (чем он больше, тем затмение дольше, до 7,5 минут) . Во втором - полное затмение длится всего мгновение, а в третьем - наступает кольцеобразное затмение: вокруг темного диска Луны видно сияющее кольцо нескрытой нашим спутником поверхности Солнца. Такое затмение может продолжаться до 12 минут.
Вторым важным обстоятельством является взаимное расположение на небе светил, участвующих в затмении. Лунная тень может попасть или не попасть на Землю, а возможен случай, когда на Землю попадет лишь полутень, и тогда будет наблюдаться частное (неполное) солнечное затмение. Если лунное затмение видно сразу на всей ночной стороне Земли, где видна Луна, то полные солнечные затмения могут наблюдаться лишь в узкой полосе шириной чаще всего 40-100 (до 270) километров. По обе стороны от этой зоны располагаются более обширные области, где можно увидеть частное затмение. По Земле пробегает небольшое круглое темное пятнышко лунной тени, едва способное, порой, закрыть крупный город. Поэтому, хотя солнечные затмения и происходят чаще лунных, полное затмение Солнца в одном и том же месте на Земле можно увидеть каждые 200-300 лет в среднем. Полное лунное затмение каждому человеку вполне по силам увидеть несколько раз в жизни. Конечно, здесь мы имеем в виду человека оседлого, почти не покидающего своего города или поселка. Если кому-то по средствам пермещаться ежегодно на огромные расстояния, то этому человеку, может быть, доступны все явления на небе, лишь бы они были видимы с Земли. Впрочем, некоторые уже и в космос на прогулку летают. Если же Вам стало известно, что очередное затмение произойдет в нескольких сотнях километров от Вашего дома, то постарайтесь одолеть эту не слишком длинную дорогу. В случае хорошей погоды, Вы не пожалеете об этих километрах. Игра стоит свеч, иначе бы Вы не читали эти строки.
Полное солнечное затмение:
Полюбуйся на затмение в прошлом году в Новосибирске
При лунном затмении - Луна попадает в область земной тени.
Радиус Земли вроде как в 4 раза больше лунного.
Значит площадь земной тени будет в 16 раз больше, чем площадь лунной, соответственно Луне попасть в эту область куда легче, чем Земле в тень Луны.
Тут два фактора:
1) Луна намного меньше Земли. Соответственно, её тень никогда не накрывает всю Землю (наоборот, её тень, как правило, является маленьким пятнышком) . А тень Земли запросто может накрыть всю Луну или большую её часть.
2) Видно вам солнечное затмение или нет, зависит от вашего положения на Земле (в каких-то местах видно, в каких-то нет) , а вот Лунное видно всем (точнее, половине планеты) .
А насчёт частоты, по-моему и те, и другие случаются примерно дважды в год
Почему солнечные затмения чаще бывают летом, а не зимой?
Чушь собачья. Затмения и солнечные и лунные происходит, когда Земля с Луной оказываются в окрестности точек, в которых плоскость лунной орбиты и эклиптики пересекаются. Две плоскости пересекаются по прямой, земная орбита пересекается с ней в двух взаимно-противоположных точках.
Так что если у вас были затмения в июне, ждите следующих в январе. Если были в марте - будут в сентябре.
Плоскость орбиты Луны медленно поворачивается, оборот за 18 лет. Так что, если посмотреть список затмений, скажем за век - они случаются равномерно в любые месяцы.
Послесловие
На самом деле то, что угловые диаметры Солнца и Луны близки, — очень большая удача для астрономов. Во время затмения диск перекрывает фотосферу, но позволяет полностью наблюдать корону и, в течение короткого времени, значительную часть хромосферы. Если бы Луна была ближе или больше, наблюдение короны сильно осложнилось бы, а хромосферу можно было бы наблюдать только небольшими кусочками. Будь Луна дальше или меньше, мы бы наблюдали только кольцеобразные затмения — явление красивое, но для астрономов почти бесполезное. Собственно, рано или поздно так и произойдет: вследствие постепенного удаления Луны от Земли (приблизительно на 3,4 см в год) примерно через 700 миллионов лет полные солнечные затмения прекратятся.
При решении задачи мы также не учитывали тот факт, что период прохождения Земли по орбите от перигелия до перигелия (аномалистический год, 365,2396 суток) несколько меньше, чем тропический год (365,2422 суток), задающий времена года. Через срок около 41 тысячи лет прохождение перигелия совпадет с осенним равноденствием, и частота полных и кольцеобразных затмений в обоих полушариях сравняется.
Также хочется обратить внимание читателя на то, что, казалось бы, простые и всем понятные термины «месяц» и «год» оказываются столь многозначными при рассмотрении реальных орбит небесных тел. Особенно повезло в этом отношении Луне: ее движение происходит под мощным приливным действием как Земли, так и Солнца, и именно поэтому разные «месяцы» так сильно отличаются друг от друга. До появления компьютеров точный расчет движения Луны был едва ли не самой сложной из задач вычислительной астрономии.
Подсказка 2
Зато, по данным того же календаря, в южном полушарии заметно чаще происходят кольцеобразные солнечные затмения.
Решение
Для наступления полного солнечного затмения необходимо соблюдение двух условий.
1. Луна должна оказаться на одной прямой между Солнцем и наблюдателем (допустимы небольшие отклонения, но наблюдатель должен находиться в узкой полосе, по которой движется полная лунная тень), как изображено на рис. 1.
2. Наблюдаемый угловой диаметр Луны должен быть больше, чем угловой диаметр Солнца (иначе мы получим кольцеобразное затмение, как показано на рис. 2).
Рассмотрим эти условия подробнее.
Условие 1 равнозначно совпадению новолуния, которое наступает с периодом, задаваемым продолжительностью синодического месяца (в среднем 29,531 суток), и прохождения Луны на небесной сфере через одну из двух точек пересечения видимой лунной орбиты и эклиптики (так называемый узел), что происходит ровно два раза за период, именуемый драконическим месяцем (чуть больше чем 27,215 суток). Оба месяца находятся в иррациональном соотношении с продолжительностью года и поэтому никак не могут быть причиной искомой асимметрии.
Теперь разберёмся с условием 2. Угловой диаметр Луны варьируется от максимума (33'40") в перигее (ближняя к Земле точка лунной орбиты) до минимума (29'24") в апогее (дальняя точка). Продолжительность полного цикла от перигея до перигея называется аномалистическим месяцем (сейчас составляет примерно 27,545 суток) и также не укладывается в год рациональное число раз.
Методом исключения мы дошли до углового диаметра Солнца. Постоянен ли он в течение года? Если бы орбита Земли была точно круговой, то это было бы верно. Но орбита Земли — эллипс, хотя и очень близкий к окружности. Угловой диаметр Солнца в перигелии (ближняя к Солнцу точка орбиты) составляет 32'31", а в афелии (дальняя точка) — 31'27", то есть меняется на 3,4%. Этого вполне достаточно, чтобы вблизи афелия заметно чаще наблюдались полные, а вблизи перигелия — кольцеобразные затмения.
Дата перигелия обычно наступает в промежутке от 2 до 5 января, афелия — с 3 по 6 июля. Это достаточно близко к датам солнцестояний, и можно сделать вывод, что летом в Северном полушарии чаще происходят полные, а в Южном — кольцеобразные затмения. А поскольку, как мы уже выяснили, солнечные затмения чаще наблюдаются летом, мы и получаем ответ на наш вопрос.
Подсказка 1
Казалось бы, какая разница? Конечно, в северном полушарии больше суши, а затмения, проходящие над океаном, вызывают меньший ажиотаж в СМИ и проходят практически незамеченными. Но если вы заглянете в астрономический календарь, то сможете убедиться, что в северном полушарии полные солнечные затмения происходят намного чаще (в 2–3 раза) даже с учетом океанических затмений. Причину этой асимметрии вам и предстоит объяснить.
Читайте также: