Солнце над горизонтом. Вопрос

[Д.И.В.]

Угол 90-50=40 в ваших широтах бывает как раз в дни равноденствий, в марте и сентябре. А в зимнее солнцестояние угол будет 90-50-23,5 = 16,5 градусов (ось Земли же тоже наклонена на 23,5 гр, но уже ОТ Солнца, т.е. угол наклона надо вычитать)

Да, действительно. Это интересно. Значит тут какая-то иная зависимость. Это 21 декабря в моих широтах:

[Д.И.В.]

Изменение высоты солнца в полдень меняется постепенно, по синусоиде. От зимнего солнцестояния сначала прирастает медленно, потом все быстрее и быстрее, около равноденствия быстрее всего, а к летнему солнцестоянию так же плавно замедляется.

Тем более интересно. Потому, что скорость Земли на орбите выше всего вблизи перигелия. То есть, вблизи зимнего солнецестояния. Вот картинка в момент равноденствия. Тут градус на котоый восходит солнце в моих широтах равен примерно 40 градусов. Пока не могу представить для себя как это всё происходит. Каков примерный механизм:
 

[xd]

Ну, не строго по синусоиде, на самом деле. Но в первом приближении это верно. Д.И.В., попробуйте прокрутить время с шагом в 1 солнечные сутки в течение года, т.е. посмотрите на положение Солнца на небе в момент полудня каждый день. Результат, думаю, Вас несколько удивит.

[Д.И.В.]

Ну, не строго по синусоиде, на самом деле. Но в первом приближении это верно. Д.И.В., попробуйте прокрутить время с шагом в 1 солнечные сутки в течение года, т.е. посмотрите на положение Солнца на небе в момент полудня каждый день. Результат, думаю, Вас несколько удивит.

да нет, дружище, похоже моё время тут заканчивается.

[AlexOrex]

Тем более интересно. Потому, что скорость Земли на орбите выше всего вблизи перигелия. То есть, вблизи зимнего солнецестояния. Вот картинка в момент равноденствия. Тут градус на котоый восходит солнце в моих широтах равен примерно 40 градусов. Пока не могу представить для себя как это всё происходит. Каков примерный механизм:

Неравномерность движения по орбите здесь несильно влияет. Просто солнце в течение года визуально движется по эклиптике - окружности, опоясывающей все небо и наклоненной к небесному экватору на 23,5 град. Изменение высоты этой окружности над горизонтом и создает приблизительную синусоиду.

[Yarilo]

Не попробовать бы сделать приборчик?..

Определение положения в открытом море с помощью секстанта
    Успехи мореплавания и эпоха великих географических открытий потребовали нового развития астрономии, поскольку положение корабля в океане можно было определить только астрономическими средствами. Hа рисунке, сделанном по оригиналу И. Страдануса и гравюре И. Галле (1520), изображен капитан корабля, определяющий высоту Солнца над горизонтом с помощью секстанта — прибора, позволяющего путем поворота плоского зеркала совместить изображение Солнца с горизонтом и по отсчету на шкале определить угол возвышения Солнца над горизонтом. Широта и долгота   определялись   по   карте   графически.
    Для определения широг и долгот до XVIII века применялась также астролябия — угломерный прибор, с помощью которого можно было измерять как азимуты, так и зенитные расстояния светил. На обороте открытки изображена астролябия немецкого астронома второй половины XV века И. Региомонтана, изготовленная в 1468 году.
Бронштэн В.А., Маркова Н.В. История астрономии. Вып. 1. (Открытки) (1983)

[AlexOrex]

В свое время игрался с такой самодельной дощечкой:

[Д.И.В.]

Итак, пока я еще тут (если бы модеры убрали эту зеленую хрень из под моего ника был бы признателен) можно подытожить то что я понял. За что отдельное спасибо всем тут говорящим - за их мысли.

Так вот,

1. для того чтобы определить угол на который восходит Солнце во время равноденствий надо от 90 градусов вычесть широту местности. Для моего Харькова это будет 90 - 50 = 40 градусов. Для Москвы (55°45'00"N) соответственно 90 - 55 = 35 градусов. И т.д. Теперь дальше
2. Чтобы узнать минимальный угол на который восходит Солнце во время зимнего солнцестояния надо от угла в момент равноденствия вычесть величину земной оси (23,5). Таким образом для Харькова это будет 40 - 23,5 = 16,5 градусов. Это минимальный угол зимой. 
3. Чтобы узнать максимальный угол надо к углу в момент равноденствия прибавить величину земной оси. В моём случае это будет 40 + 23,5 = 63,5 градуса.

То есть, равноденствие это точка равновесия, от которой в разные стороны угол растет или убывает на величину наклона оси.

[Наблюдатель]

Всё верно. Или ещё проще, посмотреть в Стеллариуме значение высоты ( в приведённом Вами последнем скриншоте подчёркнуто розовой линией).

[Д.И.В.]

Всё верно. Или ещё проще, посмотреть в Стеллариуме значение высоты ( в приведённом Вами последнем скриншоте подчёркнуто розовой линией).

Да, проще. Но мне интересно понимать. Розовая линия моя, это я подчеркнул в редакторе

[Наблюдатель]

Да, проще. Но мне интересно понимать.

Это хорошо. Стремление к пониманию очень ценное и, к сожалению, в последнее время очень редкое качество среди людей. Страсть к познанию всегда похвальна.

[xd]

В приложении вывод формулы. Построения те же самые для любого другого случая кульминации.