Země a Slunce
Terminátor
MapPlanet může zobrazit hranici mezi osvětlenou a tmavou stranou Země. Této linii se říká terminátor. Během dne se pohybuje s rotací Země a v průběhu roku mění tvar kvůli sklonu zemské osy.
Interaktivní terminátor dne a noci na mapě světa a glóbu
Interaktivní mapa dne a noci na Zemi: měňte datum a čas nebo přepněte na glóbus a sledujte pohyb terminátoru během dne a roku.
Boční pohyb během roku není programátorská chyba, ale součást analemmy. Vzniká kvůli sklonu zemské osy a eliptické oběžné dráze Země.
Terminátor je hlavní kružnice
Na kulové Zemi je terminátor geometricky hlavní kružnicí. Její rovina prochází středem Země a je kolmá ke směru ke Slunci. Všechny body této hlavní kružnice mají jednu společnou vlastnost: Slunce je tam právě na obzoru.
Na mapě světa však tato kružnice nevypadá jako kružnice. Ekvirektangulární projekce MapPlanet ji zkresluje, někdy výrazně podle roční doby a její polohy vůči zemské ose. Neobvyklý tvar na mapě tedy nevzniká složitou hranicí na Zemi, ale projekcí jednoduché hlavní kružnice do roviny.
Polohu Slunce určují tři úhly
K popisu polohy Slunce na určitém místě a v určitém čase stačí tři úhly: zeměpisná šířka φ, sluneční deklinace δ a hodinový úhel H.
φ - zeměpisná šířka
Udává, jak daleko severně nebo jižně od rovníku místo leží: 0° na rovníku, +90° na severním pólu a −90° na jižním pólu.
δ - sluneční deklinace
Udává zeměpisnou šířku, nad níž je Slunce právě v zenitu. Během roku se δ pohybuje přibližně mezi −23,44° a +23,44°.
H - hodinový úhel
Popisuje otočení místa vzhledem k místnímu slunečnímu poledni. Schéma ukazuje pohled shora na severní pól: poledníky se rozbíhají radiálně a H je úhel mezi místním poledníkem a poledníkem slunečního poledne.
Od tří úhlů k hranici dne a noci
Výška Slunce h nad obzorem je:
- φ je zeměpisná šířka místa.
- δ je severojižní poloha Slunce v průběhu roku.
- H je úhlový časový rozdíl od místního slunečního poledne.
Na terminátoru je Slunce na obzoru. Proto h = 0° a sin h = 0.
Po vyřešení pro φ:
Například při červnovém slunovratu s δ = +23.44° a H = 60°:
Jeden bod terminátoru tedy leží přibližně na 49,1° jižní šířky. Opakováním výpočtu pro mnoho hodinových úhlů lze vykreslit celou linii na mapě.
Proč se linie během roku mění?
Klíčovou veličinou je sluneční deklinace δ. Při rovnodennostech v březnu a září je blízká 0°. V místním poledni je Slunce tehdy přímo nad rovníkem a terminátor prochází oběma póly.
Při červnovém slunovratu dosahuje δ přibližně +23,44°. Slunce je přímo nad severním obratníkem. Při prosincovém slunovratu je δ přibližně −23,44° a podsluneční bod leží nad jižním obratníkem.
Pro den N v roce lze použít jednoduchou aproximaci δ ≈ −23,44° · cos(360° / 365 · (N + 10)). Roční průběh vystihuje dobře; MapPlanet používá pro vlastní výpočet přesnější astronomickou aproximaci.
Wikipedie: deklinace
Deklinace během roku
Posouvejte jezdec. Země obíhá kolem Slunce a její rotační osa přitom zachovává téměř stejný směr v prostoru. Dole je δ znázorněna jako úhel mezi rovinou rovníku a směrem ke Slunci.
Schematické zobrazení; velikosti a vzdálenosti nejsou v měřítku.