§ 1.6. Явления, связанные с суточным вращением небесной сферы

а) Восход и заход светил.

Вследствие суточного вращения небесной сферы все светила описывают круги, плоскости которых параллельны плоскости небесного экватора, т.е. они движутся по суточным параллелям.

В зависимости от географической широты  места наблюдения и от склонений   светил суточные параллели последних либо пересекают математический горизонт в двух точках, либо целиком располагаются над ним, либо под ним (рис. 1.8). Точка пересечения светилом восточной части истинного горизонта называется точкой восхода светила, точка пересечения западной части истинного горизонта — точкой захода светила.

Можно показать, что светило восходит и заходит на данной широте , если абcолютное значение его склонения

Если светило находится на небесном экваторе QQ', т.е. его   = 0, то оно восходит точно в точке востока Е и заходит точно в точке запада W.

Если склонение светила  > 0 (небесная параллель аа), то оно восходит на северо-востоке, а заходит на северо-западе.

Если склонение светила  < 0 (небесная параллель bb), то оно восходит на юго-востоке, а заходит на юго-западе.

Наконец, если абсолютное значение склонения светила

то его суточная параллель не пересечет математического горизонта и оно будет либо незаходящим (суточная параллель ll располагается целиком над горизонтом) либо невосходящим светилом (суточная параллель kk располагается целиком под горизонтом). Соотношение (1.8) называется условием и незаходимости, и невосходимости светил.

Если наблюдатель находится на земном экваторе ( = 0°), то для него согласно условию (1.7) все светила являются восходящими и заходящими. Действительно, на земном экваторе (рис. 1.9) северный полюс мира Р лежит на горизонте, в точке севера N, а южный полюс Р’ — в точке юга S. Небесный экватор QQ' перпендикулярен к математическому горизонту и проходит через зенит Z. Поэтому и плоскости суточных параллелей всех светил также перпендикулярны к плоскости математического горизонта. Следовательно, все светила восходят и заходят, видны над горизонтом в течение 12 часов и столько же часов не видны.

Если наблюдатель находится на северном географическом полюсе Земли ( = 90°), то для него согласно условию (1.8) светила, имеющие   > 0, являются незаходящими, а светила с  < 0 — невосходящими. Действительно (рис. 1.10), на северном географическом полюсе Земли северный полюс мира Р совпадает с зенитом Z, а небесный экватор QQ' — с математическим горизонтом. Поэтому плоскости суточных параллелей светил параллельны плоскости математического горизонта, и светила не восходят и не заходят. Светила северного полушария небесной сферы ( >0) всегда видны над горизонтом, а светила южного полушария небесной сферы ( < 0) никогда не видны.

Нетрудно сообразить, что для наблюдателя, находящегося на южном полюсе Земли, все будет с точностью до наоборот.

Если наблюдатель находится на широте  , отличной от 0° и от 90° (средние географические широты), то часть светил будет для него являться восходящими и заходящими, часть — невосходящими и часть — незаходящими.

б) Кульминации светил.

Суточная параллель каждого светила пересекает небесный меридиан в двух точках, лежащих на концах диаметра параллели.

Явление пересечения светилом небесного меридиана называется кульминацией светила.

Кульминация называется верхней, если светило пересекает верхнюю часть небесного меридиана, содержащую Z, и нижней, если светило пересекает нижнюю часть небесного меридиана, содержащую Z'.

Различают кульминации к югу от зенита и к северу от зенита.

У светил, не заходящих на данной широте  , доступны для наблюдений обе кульминации — и верхняя и нижняя; у восходящих и заходящих светил — только верхняя, нижняя кульминация происходит под горизонтом; у невосходящих светил обе кульминации недоступны наблюдениям, так как происходят под горизонтом.