а) Для наблюдателя на северном полюсе Земли (j = + 90±) незаходящими светилами

являются те, у которых d   sup3; 0, а невосходящими те, у которых d   < 0 (см. sect; 13,

рис. 10).

Положительное склонение у Солнца бывает с 21 марта по 23 сентября, а отрицательное - с 23 сентября по 21 марта. Следовательно, на северном полюсе Земли Солнце приблизительно полгода бывает незаходящим, а полгода - невосходящим светилом. Около 21 марта Солнце здесь появляется над горизонтом (восходит) и вследствие суточного вращения небесной сферы описывает кривые, близкие к окружности и почти параллельные горизонту, поднимаясь с каждым днем все выше и выше. В день летнего солнцестояния (около 22 июня) Солнце .достигает максимальной высоты hmах = + 23± 27'. После этого Солнце начинает приближаться к горизонту, высота его постепенно уменьшается и после дня осеннего равноденствия (после 23 сентября) оно скрывается под горизонтом (заходит). День, длившийся полгода, кончается и начинается ночь, которая длится также полгода. Солнце, продолжая описывать кривые, почти параллельные горизонту, но под ним, опускается все ниже и ниже, В день зимнего солнцестояния (около 22 декабря) оно опустится под горизонт на высоту hmin = - 23± 27', а затем снова начнет приближаться к горизонту, высота его будет увеличиваться, и перед днем весеннего равноденствия Солнце снова появится над горизонтом. Для наблюдателя на южном полюсе Земли (j =

- 90±) суточное движение Солнца происходит подобным же образом. Только здесь Солнце восходит 23 сентября, а заходит после 21 марта, и поэтому когда на северном полюсе Земли ночь, на южном - день, и наоборот.

б) Для наблюдателя на северном полярном круге (j = + 66± 33') незаходящими являются светила с d   sup3; + 23± 27', а невосходящими - с d   < - 23± 27'. Следовательно, на северном полярном круге Солнце не заходит в день летнего солнцестояния (в полночь центр Солнца только касается горизонта в точке севера

N) и не восходит в день зимнего солнцестояния (в полдень центр солнечного диска только коснется горизонта в точке юга S, а затем снова опустится под горизонт).

В остальные дни года Солнце на этой широте восходит и заходит. При этом максимальной высоты в полдень оно достигает в день летнего солнцестояния (hmax = + 46± 54 #8217;), а в день зимнего солнцестояния его полуденная высота минимальна (hmin = 0±). На южном полярном круге (j = - 66± 33') Солнце не заходит в день зимнего солнцестояния и не восходит в день летнего солнцестояния.

Северный и южный полярные круги являются теоретическими границами тех географических широт, где возможны полярные дни и ночи (дни и ночи, длящиеся больше 24 часов).

В местах, лежащих за полярными кругами, Солнце бывает незаходящим или невосходящим светилом тем дольше, чем ближе место к географическим полюсам. По мере приближения к полюсам продолжительность полярных дня и ночи увеличивается.

в) Для наблюдателя на северном тропике (j = + 23± 27') Солнце всегда является восходящим и заходящим светилом. В день летнего солнцестояния оно в полдень достигает максимальной высоты hmax = + 90±, т.е. проходит через зенит. В остальные дни года Солнце в полдень кульминирует к югу от зенита. В день зимнего солнцестояния его минимальная полуденная высота hmin = + 43± 06'.

На южном тропике (j = - 23± 27 #8217;) Солнце также всегда восходит и заходит. Но на максимальной полуденной высоте над горизонтом (+ 90±) оно бывает в день зимнего солнцестояния, а на минимальной (+ 43± 06') - в день летнего солнцестояния. В остальные дни года Солнце в полдень кульминирует здесь к северу от зенита.

В местах, лежащих          между тропиками и полярными кругами, Солнце восходит и заходит

каждый день года.           Полгода здесь продолжительность дня больше продолжительности

ночи, а полгода -              ночь продолжительнее дня. Полуденная высота Солнца здесь

всегда меньше 90±          (кроме тропиков) и больше 0± (кроме полярных кругов).

В местах, лежащих          между тропиками, Солнце бывает в зените два раза в году, в те

дни, когда его склонение равно географической широте места.

г) Для наблюдателя на экваторе Земли (j = 0) все светила, в том числе и Солнце, являются восходящими и заходящими. При этом 12 часов они находятся над горизонтом, a 12 часов - под горизонтом. Следовательно, на экваторе продолжительность дня всегда равна продолжительности ночи. Два раза в году

Солнце в полдень проходит в зените (21 марта и 23 сентября).

С 21 марта по 23 сентября Солнце на экваторе кульминирует в полдень к северу от зенита, а с 23 сентября по 21 марта - к югу от зенита. Минимальная полуденная высота Солнца здесь будет равна hmin = 90± - 23± 27' = 66± 33' (22 июня и 22 декабря).

На основании предыдущего можно сформулировать следующие астрономические признаки тепловых поясов:

1. В холодных поясах (от j = plusmn; 66± 33' до j = plusmn; 90±) Солнце может быть незаходящим и невосходящим светилом. Полярный день и полярная ночь могут длиться от 24 часов до полугода.

2. В умеренных поясах (от j = plusmn; 23± 27 #8217; до j = plusmn; 66± 33 #8217;) Солнце каждый день восходит и заходит, но никогда не бывает в зените. Полярных дней и ночей здесь

никогда не бывает. Продолжительность дня и ночи короче 24 часов. Летом день

длиннее ночи, а зимой - наоборот.

3. В жарком поясе (от j = + 23± 27' до j = - 23± 27') Солнце также всегда

восходящее и заходящее светило и два раза и голу (на тропиках один раз) в

полдень бывает в зените (и разных местах - в разные дни года, а на экваторе - в

день весеннего и в день осеннего равноденствий). [См. также sect; 33.]