Земля вращается вокруг Солнца по эллипсовидной орбите.
Земля вращается вокруг своей оси с угловой скоростью равной примерно 15 градусам в час. Причем, если смотреть со стороны северного полюса, то вращение это происходит против часовой стрелки.
Ось вращения Земли наклонена по отношению к орбите Земли примерно на 23,5 градуса.
И угол наклона земной оси, и даты равноденствий и солнцестояний полезно учитывать при ориентировании для повышения точности определения собственного местоположения.
Даты равноденствий и солнцестояний также нужно учитывать, поскольку в эти дни задача ориентирования по Солнцу несколько облегчается.
Обладая этим небольшим количеством знаний, можно сделать множество выводов, позволяющих разработать методы ориентирования, выявить их достоинства и недостатки и описать рекомендации для использования. Подробнее об этих выводах мы рассказывали в отдельной статье.
Далее рассмотрим самые популярные способы ориентирования по Солнцу. Полагаю, их разнообразие значительно больше, однако, как мне кажется, с практической точки зрения есть смысл разобраться лишь в тех, которые приведу ниже, поскольку этот минимум позволит человеку определить стороны света, а также свои координаты почти в любой точке мира, не забивая голову лишней информацией.
Метод № 1. Ориентирование по ключевым моментам времени
Этот метод основан на понимании того, что Солнце в 6 часов утра находится примерно на востоке, в 6 часов вечера — на западе, а в 12 часов дня и 12 часов ночи (актуально для полярного дня в высоких широтах) пересекает истинный меридиан, то есть направление север-юг.
Аналогично производится ориентирование по сторонам света на рассвете.
Если на закате стать лицом к Солнцу, то справа окажется север, за спиной — восток, слева — юг.
Таким образом, зная текущее время и положение Солнца на небосводе, можно несколько раз в сутки более-менее точно определить направления сторон света. Точнее найти одно направление, а по нему определить все остальные.
Подробно о том, как пользоваться этим способом мы рассказывали в этой статье…
На том же принципе основан один из методов ориентирования по тени и известному времени, о котором мы рассказывали в отдельном материале… По сути это тот же самый метод ориентирования, но вместо положения Солнца используется положение конца тени гномона.
Главный недостаток этого метода — невозможность определить стороны света в любой момент дня, отличный от 6, 12, 18 и 24 часов. Кроме того, как в этом, так и в других методах ориентирования по Солнцу, опирающихся на показания местного времени, возникает ряд погрешностей, связанных с разницей в показаниях астрономического времени и усредненного «земного», о которых подробно мы рассказывали в этой статье.
Метод № 2. По механическим часам и Солнцу
Этот метод основан на понимании того, что Солнце в средних и высоких широтах северного полушария всегда движется по небосводу слева направо со скоростью в два раза меньшей, чем скорость движения часовой стрелки часов.
Таким образом, имея в наличии аналоговые часы, то есть часы со стрелками, выставленные по местному времени, а также зная положение Солнца на небосводе в данный момент, можно, пользуясь циферблатом часов, рассчитать приблизительное направление на юг, а по нему определить и остальные стороны света.
Главный недостаток этого метода — невозможность использования его в низких широтах из-за больших ошибок, возникающих в результате неравномерной скорости движения проекции Солнца на горизонт. Да и в средних широтах в летнее время этот способ ориентирования может давать ошибку, превышающую 15 градусов.
С целью уменьшения описанной ошибки был изобретен вариант этого метода, в котором к часам сбоку перпендикулярно плоскости циферблата подносится спичка, а сам циферблат располагается параллельно небесному экватору.
Оба этих метода, а также их модификации для использования в южном полушарии мы подробно разбирали в отдельной статье.
Эти методы, в отличие от предыдущих, позволяют найти приблизительное расположение сторон света в любой момент времени в течение всего светового дня. Однако по сравнению с предыдущими методами здесь возникает необходимость в аналоговых часах, без которых метод не удастся реализовать.
Метод № 3. По Солнцу и известному времени
В основу этого метода легли знания о скорости и направлении движения Солнца по небесной сфере, а также о том, где оно находится в 6, 12, 18 и 24 часа.
Сразу должен сказать, что этот метод пока не получил широкой популярности, поскольку был придуман мной всего несколько лет назад и упоминается лишь в нескольких видеороликах на моем Youtube-канале. Тем не менее, считаю нужным упомянуть и его, поскольку он лишен главного недостатка, присущего предыдущему методу — необходимости иметь часы со стрелками.
Для этого метода достаточно знать расположение Солнца на небосводе и местное время. После того, как такая информация получена, рассчитывается разница между местным временем и одним из ключевых моментов времени, соответствующим определенной стороне света, а затем перемножением разницы на скорость движения Солнца определяется угловое расстояние до известной стороны света. Подробный алгоритм этого метода мы приводили в отдельной статье.
Этот способ одинаково удобно использовать в средних и высоких широтах, как северного, так и южного полушарий. Однако вблизи тропиков и на экваторе он будет давать большие ошибки, поэтому в этих регионах стоит обратить внимание на другие способы ориентирования.
Метод № 4. По самой короткой тени от гномона
Гномон является древнейшим инструментом, позволяющим определить направление истинного меридиана, то есть направления на север и юг. Он представляет собой ровный прямой объект (например, столб или шест), закрепленный вертикально на ровной горизонтальной площадке.
Кроме того гномон является неотъемлемой частью солнечных часов. По его тени люди издревле определяли время. К слову, вопрос определения времени по тени от гномона мы рассматривали в отдельной статье…
Такая конструкция помогает и определят
