Высота полюса мира над горизонтом

Полярная звезда, находящаяся вблизи Северного полюса мира, остается почти на одной высоте над горизонтом на данной широте при суточном вращении звездного неба. При перемещении наблюдателя с севера на юг, где географическая широта меньше, Полярная звезда опускается к горизонту, т. е. существует зависимость между высотой полюса мира и географической широтой места наблюдения.

Если представить земной шар и небесную сферу в сечении плоскостью небесного меридиана места наблюдения, то из точки \(O\) наблюдатель видит полюс мира на высоте \(∠PON = h_{p}\). Направление оси мира \(OP\) параллельно земной оси. Угол при центре Земли \(∠OO'q\) соответствует географической широте места наблюдения \(φ\). Так как радиус Земли в точке наблюдения перпендикулярен плоскости истинного горизонта, а ось мира перпендикулярна плоскости географического экватора, то \(∠PON\) и \(∠OO'q\) равны между собой как углы с взаимно перпендикулярными сторонами. Таким образом, угловая высота полюса мира над горизонтом равна географической широте места наблюдения: \[h_{p} = φ.\]

С другой стороны, \(∠QOZ\) определяет собой величину склонения зенита \(δ_{z}\). Поэтому можно записать, что \[φ = δ_{z},\] или \[φ = h_{p} = δ_{z}.\]

Равенство \(φ = h_{p} = δ_{z}\) характеризует зависимость между географической широтой места наблюдения и соответствующими горизонтальной и экваториальной координатами светила.

По мере перемещения наблюдателя к Северному полюсу Земли Северный полюс мира поднимается над горизонтом. На полюсе Земли полюс мира будет находиться в зените. Звезды здесь движутся по кругам, параллельным горизонту, который совпадает с небесным экватором. Становится неопределенным небесный меридиан, теряют смысл точки севера, юга, востока и запада.

На средних географических широтах ось мира и небесный экватор наклонены к горизонту, суточные пути звезд также наклонены к горизонту. Поэтому наблюдаются восходящие и заходящие звезды.

Под восходом понимается явление пересечения светилом восточной части горизонта, а под заходом - западной части горизонта. В средних широтах, например на территории Республики Беларусь, наблюдаются звезды северных околополярных созвездий, которые никогда не опускаются под горизонт. Они называются незаходящими. Звезды, расположенные около Южного полюса мира, у нас никогда не восходят. Их называют невосходящими.

На экваторе Земли ось мира совпадает с полуденной линией, а полюсы мира - с точками севера и юга. Небесный экватор проходит через точки востока, запада, точки зенита и надира. Суточные пути всех звезд перпендикулярны горизонту, и каждая из них половину суток находится над горизонтом.

Читать далее