Аспан сферасы - радиусы анықталмаған жорамал сфера
Жергілікті уақыт және белдеулік уақыт
Күннің аспан меридианы арқылы өту сәті бақылаушының географиялық бойлығына тәуелді: бақылаушы шығысқа қарай жылжыған сайын, Күннің меридианнан өтуі батыстағымен салыстырғанда ертерек болады. Сондықтан Күннің меридиан арқылы өту сәті берілген орындағы жергілікті күн уақытын анықтайды.
Алайда бұл тәсілмен анықталған уақыт тек нақты бір меридиан үшін ғана дәл болғандықтан, күнделікті өмірде белдеулік уақытты қолдану әлдеқайда ыңғайлы. Ол үшін Жер беті меридиандарды біріктіретін сызықтар арқылы 24 сағаттық белдеуге бөлінеді.
Әр сағаттық белдеу бойлық бойымен шамамен 15°-қа созылады. Белдеудің ішінде орталық меридиандағы орташа күн уақыты сол аймақтың белдеулік уақыты ретінде қабылданады.
Неге 24 белдеу?
Жер бір тәулікте шамамен 360° бұрышқа айналады. 360° / 24 = 15°, яғни бір сағатқа сәйкес келетін бойлық айырмасы шамамен 15°.
Нөлдік белдеу
Ұлыбританиядағы Гринвич обсерваториясы өтетін меридиан нөлінші сағаттық белдеу болып саналады. Осы меридиандағы орташа күн уақыты бүкіләлемдік уақыт ретінде қабылданған.
Сағаттық белдеулер қалай анықталады?
1-белдеу (n = 1) орталық меридианы Гринвич меридианынан 15° шығысқа қарай орналасады.
Қалған белдеулердің орталық меридиандары да осы қағидамен — әрқайсысы 15° сайын — белгіленеді.
Белдеу шекаралары көбіне мемлекеттік/әкімшілік шекаралармен немесе табиғи нысандармен (өзендер, тау жоталары) сәйкес жүргізіледі.
Қазақстан туралы
Қазақстан Республикасының аумағы арқылы 4- және 5-сағаттық белдеулер өтеді. Бүкіләлемдік уақытты және берілген орынның белдеу нөмірін (n) біле отырып, белдеулік уақытты табуға болады.
Декреттік және жазғы уақыт
1930 жылы көктемде үкімет декреті бойынша КСРО аумағында декреттік уақыт енгізілді: барлық сағаттық белдеулерде сағат тілі тұрақты түрде бір сағатқа ілгері жылжытылды.
Кейбір елдерде жаз айларында уақытты тағы бір сағатқа ілгері жылжыту (жазғы уақытқа көшу) тәжірибесі қолданылған.
Есептеулерге қысқаша бағдар
- Белдеулік уақытты табуда негіз ретінде UT және белдеу нөмірі (n) алынады.
- Алматы және Астана уақыты (5-сағаттық белдеу) бүкіләлемдік уақыттан 6 сағат алда деп қабылданған.
- Географиялық бойлығы белгілі нүктедегі жергілікті орташа күн уақыты бүкіләлемдік уақытқа сол бойлықтың уақыт бірлігіндегі мәнін қосу арқылы анықталады.
Аспан сферасы ұғымы
Аспан сферасы — радиусы анықталмаған жорамал сфера. Аспан шырақтары әртүрлі қашықтықта болғандықтан, бақылаушыға белгілі бір сәтте көрінетін барлық шырақтар осы сфераның бетіне проекцияланғандай болып қабылданады.
Аспан сферасының орталық нүктесі әдетте Жердің орталығымен немесе бақылаушы тұрған орнымен сәйкестендіріледі. Бұл модельде тек бұрыштық өлшеулер қарастырылады.
Бұрыштық қашықтық деп сферадағы екі нүктенің арасындағы доғамен өлшенетін қашықтықты немесе соған сәйкес орталық бұрыштың шамасын айтады. Басқаша айтқанда, бұл — бақылаушы көзінен (сфера орталығынан) сол екі нүктеге жүргізілген сәулелердің арасындағы бұрыш.
Бұл принцип географияда да қолданылады: ендік пен бойлық — Жер шарындағы орындардың бұрыштық мәндермен берілген координаталары.
Тарихи көзқарас
Аспан сферасы туралы түсінік өте ерте қалыптасты: аспан адамға жер бетін жауып тұрған алып күмбез сияқты көрінеді. Ежелгі түсініктерде Әлем мөлдір «сфералардан» тұрады, ал шырақтар сол қабаттарда орналасады деп есептелген.
Қазіргі түсіндіру
Ерте заманда аспан сферасы өзі айналады деп ойлаған. Қазір біз бұл тәуліктік айналыс Жердің өз осінен айналуынан туындайтын көрінерлік құбылыс екенін білеміз: Жер батыстан шығысқа қарай айналғандықтан, аспан бізге шығыстан батысқа қарай қозғалғандай көрінеді.
Негізгі нүктелер мен үлкен дөңгелектер
Зенит, надир және көкжиек
Зенит (Z) — бақылаушының дәл төбесіндегі нүкте.
Надир (Z₁) — зенитке қарама-қарсы нүкте.
Z пен Z₁ нүктелерін қосатын түзу — вертикаль (тік сызық).
Вертикальға перпендикуляр және аспан сферасының орталығы арқылы өтетін жазықтық математикалық (нақты) көкжиек жазықтығы деп аталады. Бұл жазықтық аспан сферасын қиып, үлкен дөңгелек — нақты көкжиекті түзеді. Көкжиек аспанды көрінетін және көрінбейтін бөліктерге бөледі.
Шырақ вертикалі
Зениттен белгілі бір шырақ (M) арқылы надирге дейін өтетін үлкен дөңгелек шырақ вертикалі деп аталады.
Дүние осі және дүние полюстері
Аспан сферасы мен шырақтардың тәуліктік айналуы дүние осінің төңірегінде өтеді. Жер өлшемі жұлдыздарға дейінгі қашықтықпен салыстырғанда өте кіші болғандықтан, іс жүзінде дүние осі Жер бетіндегі кез келген орын үшін Жер осіне параллель болып есептеледі.
Дүние осінің аспан сферасымен қиылысқан нүктелері дүние полюстері деп аталады.
Дүниенің солтүстік полюсі маңында Темірқазық жұлдызы орналасқан.
Аспан меридианы және талтүстік сызық
Зенит пен дүние осі арқылы өтетін жазықтық — аспан меридианының жазықтығы, ал оның аспан сферасымен қиылысуынан пайда болатын үлкен дөңгелек — аспан меридианы. Аспан меридианы көкжиекпен екі нүктеде қиылысады: көкжиектің оңтүстік (S) және солтүстік (N) нүктелерінде.
Математикалық көкжиек пен аспан меридианы жазықтықтарының қиылысуынан пайда болатын түзу талтүстік сызық деп аталады. Тал түсте тік қойылған бағанның көлеңкесі осы түзу бойымен бағытталатындықтан, бұл сызық Жер бетінде дұрыс бағдарлану үшін аса маңызды. Аспанда осы қызметті аспан меридианы атқарады.
Аспан экваторы
Аспан сферасының орталығы арқылы өтетін және дүние осіне перпендикуляр жазықтық аспан экваторының жазықтығы деп аталады. Ол Жер экваторына параллель бағытталған. Осы жазықтықтың аспан сферасымен қиылысуынан пайда болатын үлкен дөңгелек аспан экваторы деп аталады.
Аспан экваторы аспанды солтүстік және оңтүстік жарты шарға бөліп, көкжиекпен екі нүктеде — шығыс (E) және батыс (W) нүктелерінде қиылысады.
Еңістік дөңгелегі және тәуліктік параллельдер
Дүние полюстері мен шырақ арқылы өтетін үлкен дөңгелек шырақтың еңістік дөңгелегі деп аталады. Әрбір шырақ тәуліктік айналысқа қатысып, тәуліктік параллель деп аталатын кіші дөңгелектер бойымен қозғалады. Мұны жылжымайтындай етіп бекітілген фотоаппаратпен түсірілген түнгі аспан суреттерінен айқын байқауға болады.
Эклиптика және теңелу нүктелері
Эклиптика деген не?
Эклиптика — Күннің зодиак шоқжұлдыздары бойымен жылдық қозғалысы өтетін үлкен дөңгелек. Күннің эклиптика бойымен көрінерлік қозғалысы Жердің Күнді айналуымен түсіндіріледі.
Эклиптика жазықтығы аспан экваторының жазықтығына шамамен ε ≈ 26° бұрыш жасап орналасады.
Күн мен түннің теңелуі
Күн шарығының орталығы аспан экваторын жылына екі рет — шамамен 21 наурыз және 23 қыркүйек маңында — қиып өтеді. Бұл нүктелер көктемгі және күзгі күн мен түннің теңелу нүктелері деп аталады.
Көктемгі теңелу нүктесі (♈ — Тоқты таңбасы) арқылы Күн аспанның оңтүстік жарты шарынан солтүстік жарты шарына өтеді.
Күзгі теңелу нүктесі (Ω — Таразы таңбасы) арқылы Күн кері бағытта — солтүстіктен оңтүстікке — өтеді.
Күн тоқыраулары
Теңелу нүктелеріне қатысты Күннің тоқырау нүктелері де қарастырылады: жазғы тоқырау шамамен Торпақ пен Егіздер шоқжұлдыздарының шекарасы маңында, ал қысқы тоқырау Мерген шоқжұлдызы маңында сипатталады. (Тоқырау нүктелері — Күннің ең солтүстік және ең оңтүстік еңісіне сәйкес келетін орындары.)
Координаталарға кіріспе
Аспан сферасындағы негізгі жазықтықтар мен үлкен дөңгелектер аспан координаталарын енгізу үшін қолданылады. Көкжиек, меридиан, экватор және эклиптика — бақылаушыға аспан денелерінің орнын бұрыштық шамалар арқылы сипаттауға мүмкіндік беретін басты геометриялық тіректер.
Түйін
Жергілікті уақыт Күннің меридианнан өтуіне сүйенеді, ал белдеулік уақыт — тәжірибелік қажеттілік үшін енгізілген ортақ стандарт.
Модель
Аспан сферасы — қашықтықты емес, бағыт пен бұрышты сипаттауға арналған ыңғайлы геометриялық құрал.
Бағдар
Меридиан, көкжиек және талтүстік сызық жер бетінде де, аспанда да бағыт таңдаудың негізгі негізін береді.