Траектория солнца: основные понятия
Каждый день солнце описывает на небе дугу, форма которой зависит от широты и даты. В этом руководстве объясняется, что показывает SunPath 3D, — восход, закат, сумерки, азимут, высота, тень — и как эти величины рассчитываются.
Азимут и высота: как определить положение солнца
Положение солнца для наблюдателя задаётся двумя углами. Азимут — направление по горизонту в градусах от севера (90° — восток, 180° — юг, 270° — запад). Высота (угол возвышения) — угол над горизонтом, от 0° до 90° в зените.
Фазы освещения
| Фаза | Высота солнца | Что видно |
|---|---|---|
| Ночь | ниже −18° | Небо тёмное, рассеянного солнечного света нет. |
| Астрономические сумерки | от −18° до −12° | Небо начинает светлеть, слабые звёзды исчезают. |
| Навигационные сумерки | от −12° до −6° | Снова становится виден морской горизонт. |
| Гражданские сумерки | от −6° до −0,833° | Достаточно светло для большинства дел без освещения. |
| Восход / закат | −0,833° | Верхний край солнца касается горизонта. |
| Золотой час | от −0,833° до 6° | Тёплый скользящий свет, очень длинные тени. |
| День | выше 6° | «Обычный» дневной свет. |
Солнцестояния и равноденствия 2026
Эти моменты одинаковы для всей Земли (всемирное время, точность около четверти часа); меняется лишь их местное время.
| Событие | Дата и время (UTC) | В Париже: восход – закат | Долгота дня в Париже |
|---|---|---|---|
| Мартовское равноденствие | 20 марта в 14:40 | 06:53 – 19:03 | 12 ч 10 мин |
| Июньское солнцестояние | 21 июня в 08:26 | 05:46 – 21:57 | 16 ч 11 мин |
| Сентябрьское равноденствие | 23 сентября в 00:18 | 07:38 – 19:46 | 12 ч 08 мин |
| Декабрьское солнцестояние | 21 декабря в 20:56 | 08:41 – 16:56 | 8 ч 15 мин |
Как рассчитать длину тени
На ровной поверхности длина тени = высота объекта ÷ tg(высота солнца). Для объекта высотой 10 м:
| Высота солнца | 60° | 45° | 30° | 15° | 5° |
|---|---|---|---|---|---|
| Тень объекта высотой 10 м | 5,8 m | 10,0 m | 17,3 m | 37,3 m | 114,3 m |
Как читать 3D-вид
- Вид «Глобус»: солнце обходит Землю за 24 ч. Золотая дуга — часы, когда солнце над горизонтом в выбранном месте, пунктир — часы, когда оно ниже горизонта. Оранжевая и синяя пунктирные орбиты соответствуют июньскому и декабрьскому солнцестояниям.
- Виды «3D», «Горизонт», «Зенит»: купол над выбранным местом показывает дневной путь солнца над горизонтом с отметками часов.
- Компас: оранжево-красная ось идёт с востока на запад, пунктирная — с севера на юг; жёлтый и оранжевый лучи показывают направления восхода и заката, тёмная линия — направление тени.
- Вид «Тени 3D»: план местности с объектом, отбрасывающим реальную тень, и по желанию 3D-здания OpenStreetMap с их тенями в выбранное время. Нажатие на карту показывает, сколько часов прямого солнца получает эта точка.
- Рельеф и погода: реальные восход и закат с учётом гор, прогноз облачности и УФ-индекса, оценка выработки солнечных панелей.
- Реальные спутники (по желанию): МКС и тысячи спутников в положении на выбранное время по орбитальным элементам CelesTrak, а также ближайшие видимые пролёты МКС.
- Планеты: Солнечная система в реальных положениях и планеты, видимые из вашего места (высота, восход, заход, звёздная величина).
Методика и точность
- Солнце: алгоритм SunCalc (формулы Ж. Меёса), видимая высота с учётом рефракции. Точность времени — около 1 минуты.
- Луна: та же библиотека; точность восхода и захода — несколько минут.
- Солнцестояния и равноденствия: по эклиптической долготе солнца, с точностью около 15 минут.
- Затмения и планеты: библиотека Astronomy Engine (точность порядка угловой минуты), местные обстоятельства рассчитываются для вашего места.
- Часовые пояса: база IANA (с учётом летнего времени), точна везде, кроме нескольких километров у границ часовых поясов.
- Ограничения: в виде «Глобус» расстояния не в масштабе (настоящее солнце примерно в 23 000 раз дальше нарисованной орбиты), но направления точные. Облака на глобусе — иллюстрация; прогноз облачности для вашего места берётся из Open-Meteo.
Глоссарий
- Азимут
- Направление на солнце по горизонту в градусах, отсчитываемое от севера по часовой стрелке: 90° — восток, 180° — юг, 270° — запад.
- Высота (угол возвышения)
- Угол между солнцем и горизонтом: 0° на горизонте, 90° в зените. Отрицательное значение означает, что солнце под горизонтом.
- Восход / закат солнца
- Момент, когда верхний край солнечного диска касается горизонта; центр солнца при этом находится на 0,833° ниже горизонта с учётом атмосферной рефракции.
- Солнечный полдень (кульминация)
- Момент, когда солнце достигает наибольшей высоты за день. Редко приходится ровно на 12:00 из-за часового пояса, летнего времени и уравнения времени.
- Гражданские сумерки
- Солнце от 0,833° до 6° ниже горизонта: достаточно светло для большинства дел на улице без искусственного освещения.
- Навигационные сумерки
- Солнце от 6° до 12° ниже горизонта: линия морского горизонта ещё видна, появляются яркие звёзды.
- Астрономические сумерки
- Солнце от 12° до 18° ниже горизонта: небо ещё недостаточно тёмное для астрономических наблюдений.
- Золотой час
- Период, когда солнце стоит низко (в SunPath 3D — ниже 6° над горизонтом): тёплый скользящий свет, который ценят фотографы.
- Синий час
- Часть сумерек, обычно при солнце от 4° до 6° ниже горизонта, когда небо приобретает насыщенный синий цвет. SunPath 3D не рассчитывает его отдельно.
- Солнцестояние
- Момент, когда склонение солнца достигает крайнего значения (±23,44°): самый длинный день в одном полушарии и самый короткий — в другом.
- Равноденствие
- Момент, когда солнце пересекает небесный экватор: день и ночь почти равны по продолжительности по всей Земле.
Частые вопросы
Почему в самый длинный день солнце восходит не раньше всего?
Из-за уравнения времени: в течение года солнечный полдень смещается на несколько минут. В Париже в 2026 году самый ранний восход — 16 июня (05:46), а самый поздний закат — 25 июня (21:58), хотя солнцестояние приходится на 21 июня.
Почему солнце не всегда восходит точно на востоке?
Потому что склонение солнца в течение года меняется от −23,44° до +23,44°. Точно на востоке солнце восходит только в дни равноденствий. В Париже направление восхода меняется примерно от 52° (северо-восток) в июньское солнцестояние до 126° (юго-восток) в декабрьское.
Как рассчитать длину тени?
Длина тени = высота объекта ÷ тангенс высоты солнца. На ровной поверхности объект высотой 10 м отбрасывает тень длиной 10 м при высоте солнца 45°, 17,3 м — при 30° и 114 м — при 5°.
Учитывается ли рельеф во времени восхода?
Таблицы рассчитаны для открытого горизонта на уровне моря, как и большинство эфемерид. 3D-карта дополнительно рассчитывает реальные восход и закат с учётом рельефа (модель местности с шагом около 100 м); здания и деревья не учитываются.
Насколько точно указано время?
Около минуты для восхода, заката и сумерек в средних широтах, несколько минут — для луны. Вблизи полярных кругов, где солнце движется почти вдоль горизонта, точность снижается.
SunPath 3D бесплатный?
Да, полностью бесплатный и без регистрации.
Источники
- В. Агафонкин, SunCalc (библиотека с открытым исходным кодом для расчёта положения солнца и луны).
- Д. Кросс, Astronomy Engine (затмения, планеты, фазы луны).
- J. Meeus, Astronomical Algorithms, Willmann-Bell.
- NASA Earth Observatory, снимки Blue Marble и Black Marble.