АСТРОНОМИЯ

Огромное большинство астрономических наблюдений до настоящего времени

производится с Земли и зависит от положения наблюдателя на ее поверхности.

Поэтому напомним некоторые географические понятия и термины, которыми в

дальнейшем мы будем пользоваться.

Земля имеет почти шарообразную форму. Воображаемая прямая PN PS , вокруг которой

Земля вращается, проходит через центр массы Земли и называется осью вращения

( 2).

Ось вращения пересекает поверхность Земли в двух точках: в северном

географическом полюсе РN и южном PS. Северный географический полюс тот, со

стороны которого вращение Земли происходит против часовой стрелки. Большой круг

на поверхности Земли (q' G' O' q), плоскость которого перпендикулярна к оси

вращения, называется земным экватором. Он делит поверхность Земли на два

полушария: северное (с северным полюсом РN) и южное (с южным полюсом PS).

Малые круги, плоскости которых параллельны плоскости земного экватора,

называются географическими параллелями. Географическая параллель (bb), отстоящая

на 23ё 27' к северу от экватора, называется северным тропиком; параллель (cc),

отстоящая на 23ё 27' к югу от экватора, - южным тропиком. Географические

параллели, отстоящие на 23ё 27' от полюсов Земли, называются полярными кругами -

северным (аа) и южным (dd).

Пояс земной поверхности между тропиками (включая экватор) называется жарким или

тропическим поясом. Пояс между северным тропиком и северным полярным кругом

называется северным умеренным поясом, а между южным тропиком и южным полярным

кругом - южным умеренным поясом. Области земной поверхности за полярными кругами

называются северным холодным и южным холодным поясами.

Большой полукруг PNOO'PS, проходящий через географические полюсы Земли и через

точку О на ее поверхности, называется географическим меридианом точки О.

Географический меридиан PNGG'PS, проходящий через Гринвичскую обсерваторию в

Англии, считается нулевым или начальным меридианом. Нулевой меридиан и меридиан,

отстоящий от нулевого на 180ё, делят поверхность Земли на два полушария:

восточное и западное.

Прямая линия ТО, по которой направлена сила тяжести в данной точке Земли,

называется отвесной или вертикальной линией.

Положение точки О на земной поверхности однозначно определяется двумя

географическими координатами: географической широтой j и географической долготой

l.

Географической широтой j точки О называется угол О’ТО между плоскостью земного

экватора и отвесной линией, проходящей через точку О. Географические широты

отсчитываются от экватора в пределах от 0ё до +90ё (северная широта), если точки

лежат в северном полушарии Земли, и от 0ё до -90ё (южная широта), если точки

лежат в южном полушарии.

Географической долготой l точки О называется двугранный угол G'TO' между

плоскостями начального меридиана и меридиана, проходящего через точку О. В

Советском Союзе принято отсчитывать географическую долготу к востоку от

начального меридиана, т.е. в сторону вращения Земли, в пределах от 0ё до 360ё (в

градусной мере), или от 0h до 24h (в часовой мере). Географы, как правило,

отсчитывают долготу в пределах от 0 до +180ё к востоку (восточная долгота) и от

0 до -180ё к западу (западная долгота).

При решении многих астрономических задач можно считать, что Земля представляет

собой однородный шар радиусом R = 6370 км. В этом случае направление отвесной

линии в любой точке земной поверхности проходит через центр Земли и совпадает с

ее радиусом, а географические меридианы и экватор будут окружностями одинакового

радиуса, равного радиусу Земли. И тогда географическая широта какой-либо точки

на Земле может быть измерена дугой меридиана от экватора до данной точки, а

географическая долгота - дугой экватора от начального меридиана до меридиана,

проходящего через данную точку.

При решении задач, требующих более точных значений размеров и формы Земли,

последняя принимается за эллипсоид вращения (сфероид) с неоднородным

распределением масс. В этом случае отвесная линия не для всех точек земной

поверхности будет проходить через центр сфероида Т ( 3), а будет пересекать

плоскость земного экватора в некоторой другой точке T1, не совпадая с

радиусом-вектором r, т.е. с прямой ТО, соединяющей центр сфероида с точкой О.

Вследствие неравномерного распределения масс в области данной точки отвесная

линия Т1O может также не совпадать и с нормалью Т2О к поверхности сфероида, т.е.

с перпендикуляром к касательной плоскости в данной точке О Земли. По этому для

каждой точки на поверхности Земли необходимо различать три вида географической

широты: астрономическую, геоцентрическую и геодезическую.

Астрономической широтой j называется угол O T1 q между плоскостью земного

экватора и отвесной линией в данной точке.

Геоцентрической широтой j’ называется угол OTq между плоскостью земного экватора

и радиусом-вектором данной точки О.

Геодезической широтой (обозначения не имеет) называется угол O T2 q между

плоскостью земного экватора и нормалью к сфероиду в данной точке.

Непосредственно из астрономических наблюдений определяется только

астрономическая широта j. Из геодезических и гравиметрических измерений

определяется уклонение отвеса в данной точке, т.е. несовпадение отвесной линии с

нормалью, которое дает возможность из астрономической широты j получить

геодезическую. Уклонение отвеса, как правило, меньше 3" (исключая аномальные

места), и в астрономических задачах ими пренебрегают и не делают различия между

астрономической и геодезической широтой. Геоцентрическая широта j' вычисляется

по формулам аналитической геометрии, связывающим ее с астрономической (точнее,

геодезической) широтой. Разность между геоцентрической и астрономической широтой

не превышает 12'; на географических полюсах и на экваторе Земли она равна нулю.