Орієнтування на місцевості по Сонцю, в тому числі без годинника

Всі методи орієнтування за Сонцем засновані на розумінні того, де Сонце встає, де сідає і як рухається відносно сторін світу протягом доби. Незважаючи на те, що в русі Сонця по небосхилу є особливості в залежності від широти місцевості і пори року, в загальному з астрономічної точки зору його перещеніе дуже стабільно. Сонце завжди встає на східній стороні планети і сідає на західній (хоча строго на сході воно сходить лише в окремі дні, так само як і лише в два дня в році сідає строго на заході), в тому чи іншому півкулі в той чи інший сезон в конкретне час доби воно знаходиться в конкретній точці небесної сфери. Знаючи ці залежності, можна по положенню світила визначити власне розташування і необхідний напрям руху з достатньою для цілей орієнтування точністю.

Траєкторія «руху» зеніту Сонця протягом року за полярним колом

Відомо безліч методів орієнтування за Сонцем, в тому числі з годинником і без них, з гномоном, з різними побудовами на землі і просто зі спостереженням Сонця на небі.

Однак перед тим, як розповідати про конкретні методи, що дозволяють визначити сторони світу по Сонцю, необхідно розібратися з теоретичною основою цих методів. Не розуміючи теорії, є ризик використовувати більшість способів орієнтування неправильно через їх залежності від широти місцевості і часу. А такі помилки можуть бути чреваті дезорієнтацією і небезпекою для життя. Саме завдяки теорії в заучуванні методів орієнтування не буде потрібна: людина сама зможе придумати свій метод, спираючись на розуміння процесів, що лежать в основі всіх способів орієнтування за Сонцем. Наведені ж тут приклади дозволять краще розібратися в питанні і підштовхнуть думка в потрібному напрямку.

Теоретичні основи

Тут перерахуємо аксіоми, доведені факти і деякі висновки, що випливають із них.

Істина №1. Земля обертається навколо Сонця.

Істина №2. Обертання Землі, якщо дивитися зверху на північний полюс, здійснюється проти годинникової стрілки. З цього випливає висновок, що Сонце на початку висвітлює більш східні регіони. Для спостерігача ж, що знаходиться на Землі, це виглядає так, як ніби Сонце встає на сході і сідає на заході.

З цієї ж істини слід, що Сонце в середині свого руху, тобто в проміжку між сходом і заходом, що відповідає середині дня, для спостерігача буде перебувати в найвищій точці своєї траєкторії руху – зеніті. В цей же час воно буде знаходитися на лінії північ-південь.

Якщо уявити, що спостерігач перебуває в північній півкулі, то вийде, що Сонце для нього рухається по небесній сфері зліва направо. Якщо ж спостерігач переміститься в південну півкулю (наприклад, в Австралії), тоді рух Сонця для нього буде справа наліво. Але це правило чітко працює тільки в середніх і високих широтах, а в тропічних зонах і на екваторі воно може змінюватися, в зв’язку з явищем, про який розповімо далі.

Істина №3. Вісь обертання Землі нахилена по відношенню до Сонця на кут 23,44 градуса. Це в поєднанні з тим, що Земля обертається навколо Сонця, призводить до того, що в різні пори року для спостерігача, що знаходиться в одній точці Землі, траєкторія руху Сонця по небесній сфері буде зміщуватися то вище, то нижче.

При більш високому положенні Сонця над горизонтом його промені будуть падати на поверхню Землі під більш тупим кутом, а значить на одиницю площі потрапить більше світла, ніж у випадку з більш низьким положенням Сонця, – на цій території потеплішає і з часом настане літо. Зворотний процес призведе до похолодання і настання зими.

Через нахилу земної осі виходить, що коли в північній півкулі наступає зима, в південну півкулю приходить літо, і навпаки.

Розуміючи ці процеси, нескладно здогадатися, що Сонце буде сходити строго на сході і заходити строго на заході тільки в дні весняного і осіннього рівнодення, коли довжина дня дорівнює довжині ночі. З березня по вересень Сонце буде підніматися на північному сході і сідати на північному заході, а в період з вересня по березень буде сходити на південному сході і сідати за обрій на південному заході.

Щоб сказати, де Сонце буде в полудень, потрібно знати, в якій точці Землі буде перебувати спостерігач.

Для прикладу розглянемо період з червня по грудень в північній півкулі. У цей період в середніх і високих широтах Сонце буде на півдні. На екваторі Сонце буде спочатку на півночі, а потім виявиться на півдні. В районі тропіків картина буде схожа з картиною на екваторі за тим лише винятком, що в північній стороні Сонце буде менша кількість днів, і тим більше буде виражено це відмінність, чим далі від екватора і ближче до помірній зоні буде знаходитися спостерігач.

У період з червня по грудень в північній півкулі буде спостерігатися зворотна картина. Відзначимо, що стабільність буде тільки в середніх і високих широтах: тут Сонце протягом усього року опівдні буде перебувати на півдні.

Дивлячись на цю схему, можна прорахувати знаходження полуденного Сонця і в південній півкулі. Тут по порівнянням з північною півкулею все буде навпаки.

Істина №4. Земля обертається з кутовою швидкістю приблизно 15 градусів на годину. Тому і спостерігається з Землі рух Сонця по небосхилу відбувається приблизно з тією ж швидкістю.

Істина №5. Якщо стати обличчям на північ, то за спиною виявиться південь, праворуч – схід, а ліворуч – захід.

Ну ось, з теоретичною частиною розібралися, а значить пора переходити безпосередньо до розгляду методів орієнтування за Сонцем.

Як визначити сторони світу по Сонцю

Існує безліч різних способів орієнтування, але ми розберемо лише п’ять з них, які дозволять зорієнтуватися майже в будь-якій ситуації, коли на небі видно Сонце.

Спосіб №1. По годинах і Сонця

Ми вже знаємо, де має перебувати Сонце о 6 годині ранку, 6 годині вечора і о 12 годині дня, а значить в цей час, яке можна визначити по годинах, можна більш-менш точно визначити сторони світу.

Наприклад, о 18:00 Сонце має бути на заході. Це означає, що якщо в цей час стати таким чином, щоб Сонце виявилося точно зліва, то перед нами буде північ, позаду південь, а праворуч – схід.

Спосіб №2. За тіні від жердини

Оскільки в середині дня Сонце знаходиться на максимальній висоті, тіні, що відкидаються вертикально розташованими прямими об’єктами (наприклад, стовпом електропередач), будуть найкоротші. Найкоротша тінь буде означати, що Сонце знаходиться на лінії північ-південь. А де саме – на півночі чи півдні – залежить від півкулі, а в тропічній і екваторіальній зоні, як пам’ятаємо, – і від пори року.

Детально про цей метод ми розповідали в окремій статті …

Ці два методи дозволяють зорієнтуватися в будь-якій точці світу в ясний день. Однак для людини, що рухається по маршруту, вони незручні, тому що не дають можливості зорієнтуватися в будь-який час дня, відмінне від 6, 12 і 18 годин. Тому розберемо більш відповідний для цього випадку спосіб.

Спосіб №3. По двох тіньовим точкам

Оскільки Сонце завжди рухається зі сходу на захід, тінь, що відкидається предметами, що знаходяться в його променях, буде рухатися в протилежному напрямку. Таким чином, якщо на рівній горизонтальній площадці два рази з невеликим (15-20 хвилин) проміжком часу відзначити положення кінця тіні, то вийдуть дві точки. Якщо ці точки з’єднати прямою, вона приблизно буде відповідати напрямку захід-схід (перша точка буде вказувати на захід, друга – на схід). Знаючи дві сторони світу, неважко знайти і всі інші.

Однак і у цього методу є свої недоліки. Він вимагає наявності рівній горизонтальній майданчики, тому не завжди може бути втілений в життя коректно. Наприклад, в гірській місцевості або у людей, що сидять в рухомій човні, з ним можуть бути проблеми.

Найпростіше побудова за допомогою тіней, що дозволяє визначити напрям на північ

У зв’язку з цим розглянемо ще один метод, для якого не обов’язкова наявність рівній горизонтальній поверхні.

Спосіб №4. За Сонцем та годинником зі стрілками

Цей метод заснований на тому, що Сонце рухається в два рази швидше, ніж годинна стрілка годинника, тобто за той час, поки годинна стрілка робить поворот, наприклад, на 30 градусів, Сонце проходить шлях по небосхилу рівний 60 градусам.

Для того, щоб визначити напрям північ-південь:

  1. Годинники мають у своєму розпорядженні горизонтально циферблатом вгору.
  2. Годинникову стрілку направляють в сторону Сонця, а точніше в сторону проекції його на горизонт.
  3. Визначають напрям на південь або північ (в залежності від точки на земній кулі, де знаходиться людина). Для цього проводять бісектрису з кута, утвореного годинниковою стрілкою і цифрою «12» – це і буде напрямок на південь (північ).

Зауважте, що якщо це 6 годині ранку, то бісектриса покаже на цифру «9», якщо ж 6 годині вечора, то на цифру «3» на циферблаті. Часто саме в цьому моменті у тих, хто вивчає даний спосіб людей виникають питання і плутанина.

Слід зазначити, що даний спосіб коректно працює тільки в північній півкулі, коли Сонце рухається зліва направо. В інших регіонах при зворотному русі Сонця метод потрібно змінити.

Але що робити, якщо годинник не механічні, а електронні без стрілок, або ж єдиним джерелом, з якого можна дізнатися час, є радіоточка? Спеціально для цього випадку я придумав свій власний метод, яким з успіхом користуюся вже не перший рік.

Спосіб №5. За Сонцем і часу

Він заснований на розумінні того, що Сонце рухається по небосхилу зі сходу на захід з кутовий швидкістю 15 градусів на годину, а о 12 годині розташовується на лінії північ-південь. Спосіб реалізовується наступним чином:

  1. Визначається, скільки часу залишилося до полудня (12:00) або скільки пройшло після полудня.
  2. Знаючи час і швидкість Сонця, визначається кут, на якому Сонце буде перебувати щодо направлення північ-південь.
  3. Якщо опівдні ще не настав, то від Сонця, а точніше його проекції на горизонт, по ходу його руху відкладається отриманий в результаті розрахунків кут. Якщо опівдні вже пройшов, то цей кут відкладається від Сонця в протилежну сторону. Таким чином знаходиться напрямок північ-південь.

Якщо опівдні ще не настав, тоді потрібно стати так, щоб Сонце було справа. Якщо ж час перевалило за полудень, тоді потрібно стати так, щоб Сонце виявилося лівіше. У цьому випадку перед особою виявиться північ, а за спиною – південь.

Детальніше про цей метод сказано в статті про гномон …

Останні два способи дають найменшу помилку в високих широтах протягом полярного дня, поки Сонце видно над горизонтом, а також в середніх широтах в зимовий період, коли Сонце не піднімається високо над горизонтом. У тропіках же і на екваторі ці способи дають великі помилки через те, що Сонце опівдні розташоване найвище над горизонтом, і тому в цих регіонах орієнтуватися за допомогою них не рекомендується.

Зауважимо, що у всіх зазначених способах, де використовуються показання часу, потрібно робити поправку з урахуванням переведення годинників на літній час, а також при необхідності отримання більш точних результатів – і на інші чинники, що впливають на відхилення в показаннях земних і астрономічних годин.

Всі перераховані методи орієнтування за Сонцем надійні і можуть бути використані в якості аварійних методів в умовах, коли з яких-небудь причин не вдається скористатися сучасними приладами, призначеними для цих цілей.

Ці методи надійніше методів орієнтування по моху, квартальних стовпах, церковним хрестів, які так часто зображували в спеціальній літературі. Також в більшості випадків ці методи практичніше методів орієнтування за зірками, оскільки найчастіше групі або людині, що опинилася в аварійній ситуації, доводиться долати маршрут саме в світлий час доби, коли ймовірність травми мінімальна і простіше розгледіти навколишню місцевість і орієнтири на ній.

Ссылка на основную публикацию