Астрономическая рефракция
Астрономическая рефракция (атмосферная рефракция) — преломление в атмосфере световых лучей от небесных светил и изменение в связи с этим их видимого положения на небосводе.
Поскольку плотность планетных атмосфер убывает с высотой, преломление света происходит таким образом, что своей выпуклостью искривлённый луч всегда обращён в сторону зенита. В связи с этим атмосферная рефракция всегда «приподнимает» изображения небесных светил над их истинным положением. Из-за этого, в частности, увеличивается долгота дня на Земле — восход солнца наступает несколько раньше, а закат позже. Другое видимое следствие атмосферной рефракции (точнее, разницы её значений на разных высотах) — сплющивание видимого диска Солнца или Луны на горизонте. С аномалиями атмосферной рефракции связано мерцание звёзд[1].
Значения рефракции
Величина рефракции зависит от высоты наблюдаемого объекта над горизонтом и меняется от 0 в зените до приблизительно 35 минут дуги на горизонте. Кроме того, есть зависимость от атмосферного давления, температуры, влажности и от других атмосферных явлений[1]. Увеличение значения рефракции на 1 % может быть вызвано повышением давления на 0,01 атм или понижением температуры на 3 °C. Есть и зависимость величины рефракции от длины волны света (атмосферная дисперсия): коротковолновый (синий) свет преломляется сильнее длинноволнового (красного), и на горизонте эта разница достигает около 0,5 минуты дуги.
Для вычисления величины рефракции используют разные формулы — от приближённых простых, учитывающих только видимую высоту светила, до более сложных, учитывающих метеорологические факторы.
Величина рефракции на некоторых высотах (при температуре 10 °C и давлении 760 мм рт. ст.)[2]:
| Видимая (искажённая рефракцией) высота, градусы |
Величина рефракции, минуты дуги |
|---|---|
| 90 | 0 |
| 70 | 0,4 |
| 50 | 0,8 |
| 30 | 1,7 |
| 20 | 2,6 |
| 10 | 5,3 |
| 5 | 9,9 |
| 4 | 11,8 |
| 3 | 14,4 |
| 2 | 18,4 |
| 1 | 24,7 |
| 0 | 35,4 |
Таким образом, рефракция на горизонте несколько превышает видимый угловой диаметр Солнца. Поэтому в тот момент, когда солнечный диск касается горизонта нижним краем, мы видим его только благодаря рефракции — без неё солнечный диск был бы полностью под горизонтом. То же относится и к Луне, видимое положение которой дополнительно искажается параллаксом.
Существенное изменение рефракции вблизи горизонта — примерно 5 минут дуги на 0,5° высоты — приводит к заметному сплющиванию видимого диска заходящего или восходящего Солнца (или Луны).
См. также
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 Энциклопедический словарь юного астронома / Сост. Н. П. Ерпылев. — М.: Педагогика, 1980. — С. 225—226. — 320 с. — 300 000 экз.
- ↑ Аллен К. У. Астрофизические величины. — Москва: «Мир», 1977. — С. 182. — 279 с.
Ссылки
- Жаров В. Е. 6.1. Рефракция. Сферическая астрономия. Астронет (2002). Дата обращения: 18 октября 2012. Архивировано 29 июня 2016 года.