ЧАСТЬ 1. ОСОБЕННОСТИ РАВНОДЕНСТВИЯ
1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
20 марта 2017 года в 10:29 UTC (13:29 МСК) в Северном полушарии наступает астрономическая весна ( весеннее равноденствие), а в Южном - астрономическая осень (осеннее равноденствие). Сегодня по всей планете день равен ночи (~12 часов). Солнце встает на востоке (~азимут* 90°) и садится на западе (азимут ~ 270°). После 20 марта и в Северном и в Южном полушариях точка восхода/захода Солнца смещается на С-В/С-З. Точка захода/восхода полной Луны соответственно смещается на Ю-З/Ю-В. В Северном полушарии после 20 марта 2017 года день становится длиннее ночи, в Южном полушарии - короче. В день весеннего равноденствия в Иране начинается Новый год.
*АЗИМУТ - угол между севером и любой другой точкой, отсчитанный против часовой стрелки ( для Северного полушария), восток - 90°, юг - 180°, запад - 270°, север - 360° или 0°.
©D.Lukyanov jr., 2017
В этот день планета освещена Солнцем в равной степени (линия терминатора* пересекает географические полюса), после этого дня освещенность Северного полушария увеличивается, а циклоническая активность ослабевает. В Южном полушарии освещенность сокращается, а циклоническая активность усиливается. В полдень на экваторе Солнце проходит через зенит*, из-за этого у предметов исчезают тени*. После равноденствия на Северном полюсе полярная ночь заканчивается, а на Южном полюсе начинается.
 
Освещенность Земли 20.03 в 10:50 UTC Маленький черный круг - остаток полярной ночи 18.03.17 (NASA/Terra)
*ЛИНИЯ ТЕРМИНАТОРА - линия светораздела; линия, которая отделяет освещенную часть Земли от неосвещенной;
*ЗЕНИТ - точка на небосводе, которая равноудалена от всех сторон света на 90° и лежит над головой наблюдателя. Солнце в зените в полдень может находиться только на экваторе в момент равноденствий в марта или сентябре, на 23°С.Ш. в момент летнего солнцестояния в июне, на 23° Ю.Ш. в момент летнего солнцестояния в декабре; *МАКСИМАЛЬНАЯ высота Солнца (h) в полдень для всех точек мира в момент равноденствия: 90°- широта (h = 0° - для полюсов, 90° - для экватора);
*ДЛИНА ТЕНИ на экваторе в момент равноденствий: L = h/ tg 90°, h = высота предмета, т.к. tg90° = бесконечности, то тени у объектов отсутствуют.
1.2. ПИРАМИДА КУКУЛЬКАНА В МЕКСИКЕ
На полуострове Юкатан, Мексика в городе Чичен-Ица (20°41' С.Ш. 88°34' З.Д.) есть пирамида, посвященная Кукулькану - "пернатому змею" племени майя, который, по преданиям, принес на полуостров основополагающие знания от рыболовства до письменности, математики и астрономии. У северного основания пирамиды располагаются 2 головы змея.
 
Пирамида Кукулькана
В дни равноденствий Солнце, перемещаясь по юго-западной части небосвода, освещает западную сторону пирамиды так, что отбрасываемая тень создает иллюзию того, что змей начинает ползти по северной лестнице пирамиды. Посмотреть на это явление приезжают тысячи туристов со всего мира. Высота пирамиды 30 метров, общее количество ступенек 365 ( 91 ступенька на 4 гранях + вершина). Пирамида является одним из семи новых чудес света ( от 2007 года).
Прогулка вблизи пирамиды Кукулькана:
http://virtualglobetrotting.com/map/temple-of-kukulkan/view/google/
1.3. БРАЗИЛЬСКАЯ МАКАПА И СТАДИОН "ЗЕРАН"
В Бразилии есть город, который называется Макапа, штат Амапа. Этот город ( точнее его южная часть) находится на экваторе. Но самое интересное то, что там построен единственный в мире стадион, который поделен пополам: с одной стороны находится Северное полушарие, а с другой - Южное!
Таким образом, в дни равноденствий Солнце проходит над линией, разделяющей стадион. Название этого стадиона "Эстадио Милтон Корреа" или "Зеран" [от португальского - "большой ноль"]. Во время игры футбольные игроки, пересекая центр стадиона фактически пересекают экватор и оказываются в другом полушарии. 20 марта на северной стороне стадиона "Зеран" наступает астрономическая весна, а на южной стороне - астрономическая осень (22-23 сентября - наоборот). Центральная линия стадиона - линия экватора. Солнце находится над каждой частью стадиона по полгода.
 
Стадион "Зеран"
Направление теней в Макапе также меняется каждые полгода ( что возможно только на широтах < 23°27' для обоих полушарий). С 21.03 по 21-22.09 тени наклонены на юг, в остальное время - на север. Экватор в Макапе проходит не только через стадион, но и через южные улицы города. Два места с координатами 0°0'01'' С.Ш. и 0°0'01'' Ю.Ш. по прямой тут отделяет всего 62 метра*. Поэтому не исключено, что кто-то вполне может ходить, например, в магазин или к друзьям в соседнее полушарие.
*УГЛОВОЙ ГРАДУС° - длина меридиана, выраженная в градусах, где 1° меридиана = (Полярный радиус Земли х Пи)/180° = (6357 км х 3,14)/180° = 110,89 км, отсюда 1' угловая минута = 1°/60'' = 1,848 км, 1'' угловая секунда = 1'/60'' = 0,031 км (31 метр).
1.4. ПАМЯТНИК ЭКВАТОРУ "МАРКО ЗЕРО" И "ЭКВАТОРИАЛЬНАЯ УЛИЦА"
Недалеко от стадиона находится памятник экватору под названием "Марко Зеро". Высота памятника 30 метров. У памятника есть специальное отверстие, в которое в дни равноденствий дважды ( на рассвете и закате) попадает Солнце. На стадионе "Зеран" и памятнике "Марко Зеро" история не заканчивается. В Макапе есть еще улица/дорога, которая проходит по линии экватора и ведет от "Марко Зеро" к берегу Амазонки (экватор также пересекает река Конго в Африке, причем дважды) - это "экваториальная улица". Длина дороги ~ 1,8 км.
 
Памятник "Марко Зеро"
Прогулка по "Марко Зеро" и "экваториальной улице":
http://virtualglobetrotting.com/map/equator-marker/view/google/
1.5. ЭКВАДОР, МОНУМЕНТ "СЕРЕДИНА МИРА" И 2 ЭКВАТОРА
Если Вас спросят, где находится Эквадор, смело отвечайте - на экваторе!
И не ошибетесь. Ведь в основе топонима страны лежит его географическое положение [ в русском языке - это слова паронимы, ЭкваДор - ЭкваТор, с испанского название страны Ecuador переводится как Экватор].
В пригороде столицы Эквадора (город Кито) есть монумент "Середина мира" (Mitad del Mundo). Это еще одно место, где можно оказаться в разных полушариях всего лишь поставив ноги в разные стороны от экваториальной линии, и где в момент равноденствий или солнцестояний можно оказаться в разных астрономических сезонах года.
Прогулка вблизи монумента "Середина мира":
http://virtualglobetrotting.com/map/mitad-del-mundo-middle-of-the-world-monument/view/google/
Правда, т.к. монумент был возведен до появления GPS, оказалось, что настоящий экватор проходит не через "Середину мира", а в 286 метрах севернее. На этом месте построили музей под названием "Интиньян" - "Дорога Солнца" (музей коренных жителей Эквадора - индейцев). При этом, монумент "Середина мира" не теряет своей популярности среди туристов.
ЧАСТЬ 2. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭКВАТОРА
2.1. БЫСТРЕЕ СКОРОСТИ ЗВУКА
Интересно отметить, что в Кито, как и в других экваториальных городах, наблюдаются самые короткие сумерки ( после захода Солнца очень быстро наступает темнота, а незадолго перед восходом Солнца на улице темно как ночью), из-за самой большой на планете линейной скорости вращения Земли* ~ 463 м/с, что превышает скорость звука в воздухе в 1,4 раза (330 м/с).
*ЛИНЕЙНАЯ СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛИ = (длина экватора/сутки) х cos (широта) = (40075 км/86400 сек) х cos (0°) = 0,463 км/сек.
2.2. СОЛНЦЕ, КОТОРОЕ НАХОДИТСЯ ПОД НОГАМИ
Спустя 12 часов после прохождение зенита (т.е. в полночь) на экваторе в момент равноденствий Солнце оказывается в точке надира*, т.е. точно под ногами у местных жителей.
*НАДИР - точка на небосводе, которая равноудалена от всех сторон света на 90° и лежит под ногами наблюдателя. Удалена от точки зенита на 180°.
2.3. НА ЭКВАТОРЕ ПРЕДМЕТЫ ВЕСЯТ ЛЕГЧЕ
Из-за вращения Земли ее полюса приплюснуты, а экватор является немного выпуклым (экваториальный радиус на 21 км больше полярного), из-за этого ускорение свободного падения (ускорение, которое придается телу гравитацией Земли без учета сопротивления атмосферы) на экваторе чуть меньше, чем на полюсах. Так как вес равен произведению массы на ускорение, получаем, что при неизменной массе предмета в любой точке Земли именно на экваторе он будет весить меньше всего. Большая линейная скоростью вращения Земли и меньший вес объясняют, почему запускать ракеты-носители выгодно как можно ближе к экватору (например, космодром "Куру" во Французской Гвинеи, Франция, Южная Америка, мыс Канаверал, Флорида,США).
МАССА ТЕЛА = ПЛОТНОСТЬ X ОБЪЕМ;
ВЕС ТЕЛА = МАССА ТЕЛА Х 9,81 (СРЕДНЕЕ)
*Важно сделать небольшое отступление и напомнить, что ВЕС зависит от гравитации, широты и высоты, отличается в разных местах и измеряется только в Ньютонах, в то время как МАССА - является постоянной везде и зависит только от плотности (p) и объема тела (V), и измеряется в г,кг, тоннах и производных единицах. Величина веса отличается от массы на коэффициент ускорения свободного падения (~9,83 м/с2 - для полюса, ~9,78 м/с2 - для экватора). Например, масса человека 70 кг (неизменна), тогда его вес на полюсе = 70 кг х 9,83 м/с2 = 688,1 Н, в то время как на экваторе его вес равен = 70 кг х 9,78 м/с2 = 684,6 Н ( -0,5 %).
2.4. ОТСУТСТВИЕ СИЛЫ КОРИОЛИСА
На экваторе отсутствует вращательная сила Кориолиса, которая ответственна за формирование циклонов, антициклонов, тропических ураганов ( т.к. в формуле силы Кориолиса присутствует Синус широты, который на широте 0° равен 0). Из-за этого на экваторе никогда не формируются тропические ураганы, а те, которые сформировались в приэкваториальных регионах, никогда не смогут пересечь экватор, т.к. просто "развалятся".
2.5. "СТРАННОЕ ПОЛОЖЕНИЕ"
На экваторе люди ходят "по боку" планеты. Если за основу взять полюса, то можно подсчитать относительный угол наклона людей относительно полюса. Например, широта Москвы 56°, что значит, что люди наклонены по отношению к Северному полюсу на 90°-56° = на 34°. В то время как жители экватора наклонены на 90°- 0° = на 90° ( т.е. ходят "по боку" планеты).
 
©D.Lukyanov jr., 2017
Часто можно услышать, что, например, австралийцы ходят "вверх ногами", по отношению к Северному полушарию, что является полнейшей глупостью. Разница в наклоне людей в разных полушариях равна сумме широт их расположения. Например, Сидней (34° Ю.Ш.), Москва (56° С.Ш.), отсюда получаем угол наклона 34°+56° = 90°, что в два раза меньше, чем необходимо (180°). А вот, если взять двух человек на разных полюсах, тогда они действительно будут находится относительно друг друга "вверх ногами", т.к. 90°+90° = 180°. Точно также можно рассчитать разницу в наклоне Солнца и Луны в двух разных местах планеты.
УГЛОВАЯ РАЗНИЦА В НАКЛОНЕ ДЛЯ РАЗНЫХ ПОЛУШАРИЙ = ШИРОТА + ШИРОТА
2.6. ЧТО ЛЕЖИТ ПОД ЭКВАТОРОМ?
В любых 2 точках на экваторе, отделенных друг от друга на 180°, люди, здания, сооружения, растения, деревья и т.д. не только расположены относительно друг друга "вверх ногами" (антиподы), но и лежат друг под другом на расстоянии диаметра Земли. Например, если бы можно было бы создать лифт, проходящий через тело Земли в противоположное полушарие можно было бы попасть пройдя всего 12,6 тыс. км.( диаметр Земли), вместо 20 тыс.км (половина длины экватора).
2. 7. СПУТНИКОВЫЕ ТАРЕЛКИ
Для того, чтобы спутниковая тарелка могла принимать сигнал непрерывно круглые сутки, необходимо выполнить условие, чтобы спутник находился на одном и том же месте относительно Земли, несмотря на ее вращение. Это можно сделать, если разместить его на геостационарной орбите ( гео - земля, стационарный - неподвижный, по-другому "орбита Кларка" ) на высоте 35 786 км точно над экватором.
В этом случае период обращения спутника совпадет с периодом вращения Земли относительно звезд ( 23 часа 56 мин). Для наблюдателя, который находится на Земле, спутник будет висеть неподвижно ("точка стояния" спутника). Это то же самое, если бы Вы ехали на машине со скоростью 60 км/ч и рядом ехала бы другая машина с такой же скоростью: друг для друга Ваши машины были бы неподвижны.
Делаем вывод, что в Северном полушарии спутниковые тарелки смотрят на юг (в сторону небесного экватора, где расположен спутник), в Южном полушарии - на север, а на экваторе - вверх. Угол наклона тарелки (элевация) считается очень просто: 90° - широта. Упомянутый тут небесный экватор - это проекция земного экватора на небосвод. В отличие от земного экватора, небесный экватор виден везде, кроме полюсов и близлежащих районов, где он совпадет с уровнем горизонта. Максимальная точка небесного экватора над горизонтом рассчитывается так же как и элевация.
ЭЛЕВАЦИЯ = 90° - ШИРОТА
Из-за описанных выше причин полярники на антарктической научной станции "Амундсен — Скотт" (90° Ю.Ш.) не могут напрямую пользоваться геостационарными спутниками связи. Для решения этой проблемы был проложен оптоволоконный кабель длинной 1670 км до французской станции "Конкордия" (75° Ю.Ш.), чье географическое положение уже позволяет иметь прямую связь со спутниками, расположенными над экватором.
2. 8. ЭКВАТОРИАЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЗВЕЗД
Экватор - единственное место в мире, где в течении суток все звезды восходят и заходят за горизонт. В остальных уголках мира часть звезд никогда не восходит и не заходит за горизонт. Если говорить о полюсах, то тут все звезды видимого небосвода никогда не восходят и никогда не заходят за горизонт, а описывают окружности, которые параллельны плоскости горизонта.
2.9. ЖАРА, ВЛАЖНОСТЬ И ГРОЗЫ
В прогретых экваториальных районах нагретый воздух поднимается, создавая экваториальную зону низкого давления, охлаждается и образует облака. Это становится причиной выпадения сильных осадков. В некоторых районах дожди идут каждый день в течении всего года (как правило, после полудня). Из-за этого на экваторе наблюдается самое большое кол-во гроз в году. На экваторе в сочетании с интенсивным прогревом высокая влажность создает трудные условия для организма. Экваториальная и приэкваториальная зона - это зона влажных тропических лесов.
АВТОР: ©D.Lukyanov jr.,2017
Если Вам понравилась статья,
Вы можете проголосовать в опросе с правой стороны сайты.Спасибо!
Копирование материала без согласия автора запрещено!
|
