Життя на нашій планеті залежить від кількості сонячного світла і тепла. Страшно навіть уявити на мить, що було б, якщо на небі не було такої зірки, як Сонце. Кожна травинка, кожен листочок, кожна квіточка має потребу в теплі і світлі, як люди в повітрі.

Кут падіння променів сонця дорівнює висоті сонця над горизонтом

Кількість сонячного світла і тепла, яке надходить на земну поверхню, прямо пропорційно куту падіння променів. Сонячні промені можуть падати на Землю під кутом від 0 до 90 градусів. Кут попадання променів на землю різний, тому що наша планета має форму кулі. Чим він більше, тим світліше і тепліше.


Таким чином, якщо промінь йде під кутом 0 градусів, воно лише ковзає вздовж поверхні землі, не нагріваючи її. Такий кут падіння буває на Північному і Південному полюсах, за полярним колом. Під прямим кутом сонячні промені падають на екватор і на поверхню між Південним і Північним Тропіком. Якщо кут попадання сонячних променів на землю прямий, це говорить про те, що сонце в зеніті. Таким чином, кут падіння променів на поверхню землі і висота сонця над горизонтом рівні між собою. Залежать вони від географічної широти. Чим ближче до нульової широті, тим кут падіння променів ближче до 90 градусам, тим вище знаходиться сонце над горизонтом, тим тепліше і світліше.

Як сонце змінює свою висоту над горизонтом

Висота сонця над горизонтом не є постійною величиною. Навпроти, вона завжди змінюється. Причина цього криється в безперервному русі планети Земля навколо зірки, Сонце, а також обертання планети Земля навколо власної осі. В результаті день змінює ніч, а пори року один одного.


Територія між тропіками отримує найбільше тепла і світла, тут день і ніч практично дорівнюють один одному по тривалості, а сонце знаходиться в зеніті 2 рази в рік. Поверхню за полярним колом отримує усіх менше тепла і світла, тут існують такі поняття, як полярні день і ніч, які тривають близько півроку.

Дні осіннього і весняного рівнодення

Виділено 4 основні астрологічні дати, які визначає висота сонця над горизонтом. 23 вересня і 21 березня – дні осіннього і весняного рівнодення. Це означає, що висота сонця над горизонтом у вересні і березні в ці дні 90 градусів. Південне і Північне півкулі висвітлюються сонцем однаково, а довгота ночі дорівнює довготі дня. Коли в Північній півкулі наступає астрологічна осінь, то в Південному, навпаки, весна. Те ж саме можна сказати про зиму і літо. Якщо в Південній півкулі зима, то у Північному – літо.

Дні літнього і зимового сонцестояння

22 червня і 22 грудня – дні літнього і зимового сонцестояння. 22 грудня спостерігається найкоротший день і найдовша ніч у Північній півкулі, а зимове сонце знаходиться на самій низькій висоті над горизонтом за весь рік. Вище широти 665 градуси сонце знаходиться під горизонтом і не сходить. Це явище, коли зимове сонце не сходить на горизонт, називається полярною ніччю. Найкоротша ніч буває на широті 67 градусів і триває всього 2 доби, а найдовша буває на полюсах і триває 6 місяців!
Грудень є всього року тим місяцем, коли в Північній півкулі найдовші ночі. Люди в Центральній Росії прокидаються на роботу в темряві і повертаються теж в темний час доби. Це важкий місяць для багатьох, так як нестача сонячного світла позначається на фізичному і моральному стані людей. З цієї причини може навіть розвинутися депресія. У Москві в 2016 р. схід сонця в грудні 1 числа буде в 0833. При цьому довгота дня складе 7 годин 29 хвилин. Захід сонця за горизонт буде дуже рано, в 1603. Ніч складе 16 годин 31 хвилину. Таким чином, виходить, що довгота ночі в 2 рази більше, ніж довгота дня! У цьому році день зимового сонцестояння – 21 грудня. Найкоротший день буде тривати рівно 7 годин. Потім 2 дні протримається така ж ситуація. І вже з 24 грудня день піде на прибуток повільно, але вірно. У середньому в добу буде додаватися по одній хвилині світлого часу. В кінці місяця схід сонця в грудні буде рівно в 9 годин, що на 27 хвилин пізніше, ніж 1-го грудня 22 червня – день літнього сонцестояння. Все відбувається з точністю до навпаки. За весь рік саме в цю дату найдовший день за тривалістю і найкоротша ніч. Це стосується Північної півкулі. У Південному все навпаки. З цим днем пов'язані цікаві природні явища. За Полярним колом настає полярний день, сонце не заходить за горизонт на Північному полюсі 6 місяців. У Санкт-Петербурзі в червні починаються загадкові білі ночі. Тривають вони приблизно з середини червня протягом двох-трьох тижнів. Всі ці 4 астрологічні дати можуть змінюватися на 1-2 дні, так як сонячний рік не завжди збігається з календарним роком. Також зміщення відбуваються у високосні роки.

Висота сонця над горизонтом і кліматичні умови

Сонце є одним з найважливіших кліматоутворюючих факторів. В залежності від того, як змінилася висота сонця над горизонтом над конкретною ділянкою земної поверхні, змінюються кліматичні умови та пори року.
Наприклад, на Крайній Півночі промені сонця падають під дуже малим кутом і лише ковзають уздовж поверхні землі, зовсім не нагріваючи її. Під умовою цього фактора клімат тут вкрай суворий, є вічна мерзлота, холодні зими з леденять вітрами і снігами. Чим більше висота сонця над горизонтом, тим тепліший клімат. Наприклад, на екваторі він надзвичайно спекотний, тропічний. Сезонні коливання також в районі екватора практично не відчуваються, в цих районах вічне літо.

Вимірювання висоти сонця над горизонтом

Як мовиться, все геніальне – просто. Так і тут. Прилад для вимірювання висоти сонця над горизонтом елементарно простий. Він являє собою горизонтальну поверхню з жердиною посередині довжиною 1 метр. У сонячний день опівдні жердину відкидає саму коротку тінь. За допомогою цієї найкоротшої тіні і проводяться розрахунок і вимірювання. Потрібно заміряти кут між кінцем тіні і відрізком, що з'єднує кінець жердини з кінцем тіні. Ця величина кута і буде кутом знаходження сонця над горизонтом. Цей прилад називається гномоном. Гномон – це древній астрологічний інструмент. Існують і інші прилади для вимірювання висоти сонця над горизонтом, такі як секстант, квадрант, астролябія.