Yeryüzünde ayın uzun bir süre ufukta kaldığı bir nokta var mı?

Bir sınıfa dünyanın neden mevsimleri olduğunu öğretirken, dünya kutuplarının aylarca gün ışığı ve karanlık yaşadığını anlattım. Sonra öğrencilerimden biri ayın da kaybolup kaybolmadığını sordu.

Bir orrery ve bir ip kullanarak, dünyadaki ayın yörüngesine baktık ve ayın tüm yörünge için ufkun altında olduğu bir yer bulmaya çalıştık. Girişimlerimizde böyle bir yer bulamadık, ancak bazı öğrenciler doğru zamanda doğru yerde olsaydınız, ayın ufuk tarafından kısmen gizlenmişken tam bir yörünge yapabileceğini söylediler.

Yeryüzünde, kuzey enlemlerindeki güneş gibi ayın uzun süre görülemediği bir yer var mı? Yoksa dünyanın etrafında yörüngede kalması bunu imkansız kılıyor mu?

Sorunuzun yorumlanmasına bağlıdır ... Ayı gözlemlememek için en iyi yerler kuzey ve güney kutbudur. Kuzey kutbunda sadece gök ekvatorunun üstündeki nesneleri görebileceksiniz. Ay Dünya'da bir ayda yörüngeye girdiğinde yörüngesi göksel ekvatordan eğimlidir. Bu eğim, göksel ekvator ile ekliptik (Güneş'in yolu) eğimi ile hemen hemen aynıdır. Ekliptik, ekvatoru göksel küre üzerindeki iki zıt noktadan geçer. Bu, yörüngesinin yaklaşık yarısı için Güneş'in ve ayın yörüngesinin ekliptiğe yakın olduğu gibi Ay'ın da ekliptikin üzerinde olacağı ve bu nedenle kuzey kutbundan görülebileceği anlamına gelir.

Bununla birlikte, Ay'ın yörüngenin ekliptikten yaklaşık 5 ° eğimli olması nedeniyle Ay, ekliptiki tam olarak takip etmez. Ekliptik eğimi 23 ° 'dir, bu nedenle çok özel koşullar altında Ay'ın Kuzey kutbundaki ufkun üzerindeki maksimum yüksekliği bir ay boyunca 18 ° olacaktır. Ay'ın kuzey kutbundaki ufkun üzerinde olacağı süreyaklaşık 10 gün (tahmin) yaklaşık 13.6 gün (değiştir: aşağıdaki yorumlara bakın).

Sorunuzu şu şekilde yorumlarsak: Ay'ın uzun bir süre (> 1 ay) ufkun altında olacağı bir yer var mı, o zaman cevap HAYIR.

Ancak bu Haziran'a yakın bir zamanda gerçekleşirse, Güneş de kuzey kutbundaki ufkun üstünde olacak (altı ay boyunca) ve Ay Güneş'e yakın olacağı için (aşağı yukarı ekliptikten sonra), o zaman Ay'ı görmek çok zor. Yani özellikle Ay edip sorarsanız değil olmak görünür uzun bir süre boyunca, daha sonra Cevap evet.

Ve elbette sürekli bulut örtüsü olan yerler ;-)

Ana meridyende 87 derece güney enleminde (0 derece doğu boylamı), ay 22 Kasım 2012'de 0121 UTC'ye ayarlandı ve 6 Aralık 2012'de 2356'ya kadar 14 gün, 22 ay boyunca tekrar yükselmedi, 22 saat ve 35 dakika. Aşağıdaki uyarılara bakın.

Http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php adresini ziyaret edip şu parametreleri girerek bu hesaplamayı "doğrulayabilirsiniz" :

bu sonucu almak için:

Sun or Moon Rise/Set Table for One Year
             o  ,    o  ,                                                                              Astronomical Applications Dept.
Location:  000 00, S87 00                         Rise and Set for the Moon for 2012                   U. S. Naval Observatory        
                                                                                                       Washington, DC  20392-5420     
                                                            Universal Time                                                            


       Jan.       Feb.       Mar.       Apr.       May        June       July       Aug.       Sept.      Oct.       Nov.       Dec.  
Day Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set
     h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m
01  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1821       **** ****  **** ****  **** ****       0649  ---- ----  ---- ----  ---- ----
02  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1255 0021  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
03  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
04  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1718       **** ****  **** ****  **** ****  1900 1121  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
05  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1030 0834  **** ****  **** ****  **** ****       0634  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
06  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  2356     
07  ---- ----  ---- ----  2222       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****
08  ---- ----  ---- ----  1634 0339  **** ****  **** ****  **** ****       1038  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****
09  ---- ----  2057       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  0200 0451  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0427 1338  **** ****
09                                                                                                                2341                
10  ---- ----  1425 1149  **** ****  **** ****  **** ****  2154 1518  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
11  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****       1029  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
12  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
13  2049       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0357       **** ****  **** ****
14  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****       1502  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****
15  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  0304 1024  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0824 1654  **** ****  **** ****  **** ****
16  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0325       **** ****  **** ****  **** ****
17  **** ****  **** ****  **** ****       1533  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****
18  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****
19  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0754       **** ****  **** ****  **** ****  1143 0118
19                                                                                                                                2046
20  **** ****  **** ****       2102  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----
21  **** ****  **** ****  0252 1604  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----
22  **** ****       2040  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1324 1819  **** ****  **** ****  **** ****       0121  ---- ----
23  **** ****  0810 1556  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0758       **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----
24  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----
25  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1253 2338  **** ****  **** ****  **** ****  1214 0649  ---- ----  ---- ----
26       2026  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0757       **** ****  **** ****  **** ****       0154  ---- ----  ---- ----
27  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----
28  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  1659 0645  ---- ----  ---- ----  ---- ----
29  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1303       **** ****  **** ****  **** ****       0213  ---- ----  ---- ----  ---- ----
30  ---- ----             ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
31  ---- ----             ---- ----             **** ****             **** ****  **** ****             ---- ----             ---- ----

(**** object continuously above horizon)                                                      (---- object continuously below horizon)

NOTE: BLANK SPACES IN THE TABLE INDICATE THAT A RISING OR A SETTING DID NOT OCCUR DURING THAT 24 HR INTERVAL.

22 Kasım'dan 06 Aralık'a kadar (kapsayıcı olmayan) yükselişin ve kümenin "----" olduğunu ve "sürekli ufkun altındaki nesneyi" gösterdiğine dikkat edin.

Uyarılar / notlar:

• Yukarıdaki tablo gibi, ufukta 34 ark kırılma varsayıyorum. Bu, çoğu konum için makul olmakla birlikte, 87 derece enlemde mantıksız olabilir. Yukarıdaki hesaplanan aysız dönemde kırılma daha yüksek olsaydı, ay kısa bir süre yükselmiş olabilir.

• Bu, 2 Ocak 2000 ve 12 Mart 2016 arasında kullanabileceğim en uzun aysız dönem, kullandığım programın zaman sınırları. Bu aralığın dışında daha uzun aysız dönemler olabilir.

• Ben kullanılan proses bile en uzun aysız dönemini bulmak için guarenteed değildir dahilinde yukarıda aralık. Başka bir deyişle, özlediğim daha uzun aysız bir dönem olabilir.

• En uzun aysız dönemin kutuplardan çok uzak olması (yani güney kutbundan 3 derece) olması şaşırtıcıdır. Bunun nedeni kısmen kırılma ve ayın açısal bir çapa sahip olması ve sadece geometrik bir nokta değildir. Ayrıca, ayın yüksekliği direğe göre 87 derecede 3 derece daha düşük olabilir, bu da ayın ufukta biraz daha uzun kalmasına izin verir.

• Güney kutbundaki en uzun aysız dönem (yukarıdaki uyarılarla) 1 Haziran 2013'ten 1104'ten 16 Haziran 2013'e 0719'da, bulduğum en kısa genel aysız dönemden yaklaşık iki buçuk saat daha azdı.

• Kuzey kutbundaki en uzun aysız dönem, 18 Aralık 2008'den 2311'den 2 Ocak 2009'a, 1155'te, güney kutbu süresinden yaklaşık yarım saat daha kısaydı.

• Yazdığım program bunu bulmama yardım etmek için:

https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/bc-solve-astro-5894.c

Eğer yeterince kuzey veya güneye giderseniz, ayın ufkun altında birkaç günlüğüne olabileceği bir enleme ulaşacaksınız, tıpkı 'gece yarısı güneşi' gibi. Aynı nedenden ötürü birkaç gün boyunca ufkun üzerinde de olabilir.

Kuzey veya güney kutuplarında, ay bir seferde yaklaşık 2 hafta boyunca sürekli olarak ufkun üstünde veya altında olabilir.