Nabídka
  • Novinky
  • Témata
  • Pošli clánek
  • Vzkazy
  • Archiv
  • Ke stažení
  • Odkazy

  • Sdružení
  • O nás
  • Lidé okolo
  • Stanovy
  • Přihláška
  • Kontakt

  • Další stránky
  • Měsíc
  • Bílý trpaslík
  • Astro-foto
  • Astrosnímky
  • Zdeněk Janák
  • Fotníček
  • KOCA
  • Fotoobčastník
  • Expedice
  • Cassi
  • MeteoAPO
  • HOP
  • CCD Astronomy
  • Planetky
  • Atlas oblaků
  • Domovenka
  • Digitální bublina
  • Deník
  • Live
  • Fotodeník
  • TOP
  • Bouřky
  • Kurz
  • Archiv BT

  • Aktuální snímek Slunce
    Untitled Slunce nebo co ...

    Jasné planetky
                     mag.   
     
    více...

    IYA 2009
    coupona.com.ua Mezinárodní rok astronomie

    http://sonna.com.ua

    V pravé poledne
    Zveřejněno: Monday, 13. October 2008, Autor Kolektiv autorů

    Různé Nedávno jsme s kamarády provedli astronavigační cvičení, které spočívalo ve stanovení zeměpisné polohy z určení polední výšky Slunce a okamžiku pravého poledne.

    Známe-li maximální výšku Slunce nad obzorem hmax, a okamžik, kdy této maximální výšky dosáhlo, tj. okamžik pravého poledne UTln (ln jako local noon, UT protože je třeba vyjádřit jej ve světovém čase), pak je spočtení zeměpisných souřadnic relativně jednoduché...

    Zeměpisná šířka = 90° - hmax + DE, kde DE je deklinace Slunce v okamžiku UTln,
    Zeměpisná délka = (UTln - GN)*15, kde GN (Greenwich noon) je čas, kdy nastává v daný den pravé poledne v Greenwich.

    Vztah pro zeměpisnou délku snad není třeba blíže vysvětlovat; je prostým důsledkem rotace Země, která vykoná jednu otočku (vůči Slunci) za 24h. Vztah pro zeměpisnou šířku objasní následující obrázek:

    Navzdory značně rozšířenému mínění není geografická zeměpisná šířka definována jako odchylka spojnice pozorovatele se středem Země od roviny zemského rovníku. Touto definicí bychom dostali zeměpisnou šířku geocentrickou, a ta se od geografické může lišit až o 12' (tj. cca 22 km). Geografická šířka, tj. ta, kterou běžně používáme a nalezneme ji i v mapách, je definována jako odchylka normály k referenčnímu elipsoidu od roviny zemského rovníku (pro Zemi ve tvaru koule dávají obě definice totožný výsledek). Ani tato definice ale není totožná s šířkou, kterou naměříme astronomicky. Tou je tzv. astronomická šířka, definovaná jako odchylka místní tížnice od roviny zemského rovníku. Od geografické šířky se astronomická šířka liší maximálně o 1' (a to nejspíše pouze v některých místech pevniny, na moři je rozdíl úplně zanedbatelný).

    Jak plyne z výše uvedených vztahů, musíme pro stanovení polohy znát ještě dva údaje: DE a GN. V praxi se oba určují interpolací z astronomických tabulek, ale nejsme-li někde v záchranném člunu uprostřed oceánu, můžeme si dovolit luxus nějakého astronomického softwaru nebo webové služby :-) (pro deklinaci Slunce např. JPL Horizons, pro okamžik pravého poledne např. službu NOAA).

    Samotné měření výšky Slunce není právě triviální záležitost. Především: tam, kde není moře, není ani ideální horizont (měřit výšku nad skutečným horizontem, daným okolními kopci, by mohl jen naprostý diletant :-). Je tedy třeba vypomoci si tzv. horizontem umělým. Tím je hladina nějaké kapaliny (případně to může být i zrcátko se stavěcími šrouby a vodováhami, které ustavíme přesně do horizontální roviny), kterou využijeme jako dokonale vodorovné zrcadlící plochy. To, co pak měříme, není výška Slunce nad horizontem, ale úhlová vzdálenost Slunce na obloze, od jeho odrazu v hladině kapaliny. Naměřený údaj pak vydělíme dvěma a dostaneme výšku. A zde narážíme na první komplikaci.

    Sextant, který jsme měli k dispozici (Davis Mark 3, v čechách k dostání asi za 1500 Kč v Avar-Yachtu) má maximální rozsah stupnice 100°, a pochybuji, že se u ostatních sextantů tento údaj výrazně liší. Na moři, kde měříme výšku nad (skutečným) horizontem, je vše bez problémů, protože výška nad obzorem (čehokoliv) nemůže být nikdy větší než 90°. Při měření s umělým horizontem ale měříme ve skutečnosti dvojnásobek výšky. Jakýkoliv objekt, který je více než 50° nad obzorem, již tedy nezměříme. A to u nás v Čechách v létě Slunce je (o slunovratu až cca 63,5°). Pod 50° v poledne klesne u nás Slunce teprve na přelomu srpna a září.

    Do umělého horizontu, což je v podstatě libovolná nádoba, můžeme nalít jakoukoliv kapalinu, ale měla by splňovat alespoň dvě kritéria: 1. být dostatečně tmavá, abychom si byli jisti, že to, co vidíme, je opravdu odraz Slunce od hladiny a ne od dna nádoby. 2. být dostatečně vazká, aby se hladina nevlnila kvůli otřesům a větru. Po staletí se umělé horizonty plnily kapalinou, která obojí splňovala výtečně - rtutí. Bohužel naše hysterická doba, v níž je třeba složitě evidovat téměř každou kapku této "strašlivě nebezpečné látky", už toto neumožňuje. Různé návody proto doporučují použít např. přeslazený černý čaj, nebo vyjetý motorový olej. Ten poslední se mi zatím velice osvědčil.

    Ani vyjetý olej ale ve větru nezůstává v klidu. Umělý horizont je proto nejlépe vytvořit uzavřený, se dvěma skleněnými stranami, abychom viděli na hladinu. Moje amatérská úprava využívá místo skla průhledné fólie, u níž zcela jistě nelze zaručit planparalelnost obou povrchů, a proto je možné, že do měření vnáší jistou chybu.

    Máme tedy vše potřebné a můžeme měřit. Protože se výška Slunce kolem pravého poledne mění jen málo, je stanovení její maximální hodnoty jednoduché. Ze stejného důvodu je ale téměř nemožné poznat přesný okamžik, kdy Slunce této maximální výšky dosáhlo. Oficiální návod praví: "výšku měříme každé tři minuty. Zhruba půl hodiny před polednem si výšku zaznamenáme, a pak měříme a měříme, a čekáme na okamžik, kdy Slunce opět klesne na tu samou výšku. Okamžik pravého poledne se pak určí jako střed mezi těmito dvěma časy." To lze ale provést pouze pokud je člověk sám a obloha je naprosto jasná. Pokud se lidé v měření střídají, a ještě do toho chodí mraky, tak to opravdu nejde.

    Proto měříme tehdy, kdy se zrovna dá. Výsledkem je série měření, z nichž je třeba maximální výšku a její okamžik nějak vydedukovat. Například proložit měření parabolou a z jejích koeficientů spočítat souřadnice jejího vrcholu.

    První měření jsme s Šárkou provedli 14. září. Na polojasné obloze se honily mraky, a proto naměřených výšek nebylo mnoho.


    Změřené výšky ze 14.9., a výšky, které pro dané staniviště skutečně měly vyjít, proložené parabolami.

    Polohu na místě jsme zároveň změřili pomocí GPS, a po zpracování výšek získali tyto výsledky:

    Sajri:
    šířka: 49° 29' 38"
    délka: 14° 36' 37"

    Šárka:
    šířka: 49° 27' 33"
    délka: 14° 24' 17"

    GPS:
    šířka: 49° 39' 17"
    délka: 14° 40' 29"

    Jak se ukázalo, všechny naše změřené výšky byly asi o 10' vyšší, než měly vyjít. To způsobilo, že jsme získali 10' jižnější šířku. Zároveň s tím jsme se "ocitli" Sajri o 4' a Šárka o 16' západněji v délce. Vzhledem k tomu, že 10 šířkových minut představuje asi 18,5 km, na širém oceánu bychom se zřejmě neztratili :). Sextant Davis Mark 3 ale v principu umožňuje měřit úhel s přesností na 2', tj. 1/15 průměru slunečního kotouče. Rozlišit pouhým okem takový detail už chce ale zřejmě dost praxe. Nelze také vyloučit systematickou chybu sextantu, případně zmiňovaných fólií umělého horizontu (pro rýpaly: korekci sextantu na 0 jsem provedl, ale nechtěl tím prodlužovat již tak dost dlouhý text :).

    Další měření jsme uskutečnili s Happym a Michim 28. září. Naše měření dopadlo takto:

    Všechny výšky jsou opět systematicky posunuté, tentokrát o cca 4' (a stejně tak i z nich odvozená zeměpisná šířka). Až na onu systematickou chybu je nicméně z obrázku patrné, jak přesná měření lze po troše cviku tímto jednoduchým sextantem provést - rozptyl měřených bodů okolo proložených parabol je mnohem menší, než vzdálenost těchto parabol od skutečných výšek, a tato vzdálenost činí právě ony pouhé 4'.

    I tentokrát jsme zaznamenali polohu pomocí GPS, která byla:
    šířka: 50° 10' 10"
    délka: 14° 49' 41"

    A naše výsledky:

    Sajri (8,7 km od správné polohy):
    šířka: 50° 06' 38"
    délka: 14° 54' 30"

    Michi (14,7 km od správné polohy):
    šířka: 50° 07' 48"
    délka: 15° 01' 30"

    Happy (9,7 km od správné polohy):
    šířka: 50° 06' 49"
    délka: 14° 55' 58"

    Zbývá odhalit původ systematické chyby. Domníval jsem se, že při minulém měření jsme jen chybně zjustovali zrcátko sextantu přesně na nulu. Kontrolovali jsme to ale s Šárkou nezávisle oba. I při posledním měření jsem věnoval této justaci velkou péči, a i v průběhu měření ji několikrát kontroloval. Pak je zde ještě možnost výrobní vady sextantu. Stačí, aby se otáčivé rameno neotáčelo přesně okolo středu stupnice sextantu, a vznikne systematická chyba v naměřených úhlech, která se bude měnit v závislosti na tom, jak velký úhel měříme. To bude stát za to v budoucnu ověřit, například alespoň půldenním měřením výšek Slunce, od jeho východu až po maximální výšku.

    Petr Scheirich, Šárka Hlaváčková, Michal Kroužel, Petr Šťastný


     
    Hodnocení článku
    Hodnocení: 4.16
    Hlasů: 6


    Ohodnoťte tento článek:

    Špatný
    Obyčejný
    Dobrý
    Velmi dobrý
    Výborný



    Možnosti

    Vytisknout stránku  Vytisknout stránku

    Poslat tento článek známým  Poslat tento článek známým


     

    Cesnet Astronomie.cz - APO - Vesmír jen pro vás PHPNuke

    © APO 2002-2008, veškeré materiály lze přebírat pouze se svolením autora a uvedením patřičné citace. Děkujeme.
    Tyto stránky provozuje občanské sdružení Amatérská prohlídka oblohy.