Шырақтар координаттарының тәуліктік қозғалыс кезіндегі өзгерісі

Аспан сферасының тәуліктік қозғалысы көрінетін қозғалыс болып табылады, оның себебі – Жердің өз өсі бойымен аспан айналысына қарама-қарсы бағыттағы нақты айналысы. Сондықтан, Жер бетіндегі қай нүктеден қарасақ та, аспан сферасы Жер өсіне параллель түзу болып табылатын әлем өсін айнала қозғалатынын көреміз, яғни бақылаушы Жер бетіндегі орнын ауыстырғанда әлем өсінің аспан сферасына қатысты бағыты өзгермейді. Ал ілме сызығының аспан сферасына қатысты бағыты бақылаушының қай географиялық ендікте тұрғанына тәуелді болады да, айналу осімен әр түрлі бұрыштарды құрайды. Осы себепті аспан сферасының әлем осімен және ілме сызығымен байланысты нүктелері мен шеңберлерінің де өзара орналасуы бақылаушының қай ендікте тұрғанына байланысты болады. 1.11 суреттен әлем полюсінің биіктігі бақылау орнының астрономиялық ендігіне тең екені көрініп тұр, яғни h_P=j. 1.12 суретте аспан сферасындағы басқа да бұрыштардың бақылау орнының ендігімен байланысы көрсетілген.

Аспан сферасының тәуліктік айналуынан шырақтар аспан параллельдері бойымен тынымсыз қозғалыста болады. Бақылау орны қай ендікте болғанына байланысты шырақтардың бір бөлігі математикалық көкжиекті қиып өтеді, ал қалғандары барлық уақытта не одан жоғары жақта, не төмен жақта қозғалады (1.13 сурет).

Шырақтың математикалық көкжиекті жоғары қарай қиып өтетін нүктесі шырақтың шығу нүктесі деп аталады, ал төмен қарай қиып өтетін нүктесі шырақтың бату нүктесі деп аталады.

Егер шырақ еңкеюі белгілі ендікте мына шартты қанағаттандыратын болса

(1.5.1)

ол сол ендікте шығып бататын шырақ болады. Бұл шырақтар тәуліктің тең жартысы бойы аспанда болады. Аспан экваторында орналасқан шырақ (d=0) дәл шығыс нүктесінде шығып, батыс нүктесінде батады. Егер d>0 болса шырақ солтүстік шығыста шығып, солтүстік батыста батады, бұл шырақтар тәуліктің жартысынан көп уақыт бойы аспанда болады, ал d<0 болса шырақ оңтүстік шығыста шығып, оңтүстік батыста батады, бұл шырақтар аспанда тәуліктің жартысынан аз уақыт болады. Егер шырақ еңкеюі

(1.5.2)

болса, шырақ батпайтын немесе шықпайтын болады. Батпайтын шырақтың тәуліктік параллелі толығымен горизонт үстінде жатады, олар тәулік бойы аспанда айналып жүреді, ал шықпайтын шырақтың тәуліктік параллелі толығымен горизонт астында жатады, яғни олар бұл ендікте ешқашан көрінбейді.

Экваторда тұрған бақылаушы үшін барлық аспан шырақтары шығып, батады (1.14 сурет). Ал полюстағы бақылаушы үшін барлық көрінетін аспан шырақтары батпайтын шырақтар болады, қалған шырақтар, яғни көрінбейтін шырақтар, шықпайтын шырақтар болады (1.15 сурет). Аспан сферасының шықпайтын және батпайтын шырақтар орналасқан бөліктері бір-біріне тең болады. Көрнекі түрде осы жағдайларды төмендегі суреттен байқауға болады.

Шырақтың аспан меридианын қиып өтуі - шырақ кульминациясы деп аталады. Шырақтың аспан меридианының жоғарғы бөлігін қиып өтуін жоғарғы кульминация, ал төменгі бөлігін қиып өтуін төменгі кульминация деп аталады. Батпайтын шырақтардың екі кульминациясын да бақылауға болады. Шығатын және бататын шырақтардың жоғарғы кульминациясы ғана бақыланады. Шықпайтын шырақтардың екі кульминациясы да бақылауға келмейді.

1.15 сурет – Шырақтардың Жердің солтүстік

полюсіндегі тәуліктік қозғалысы

Тәуліктік қозғалыс барысында шырақтардың горизонталды координаттар жүйесіндегі орны тынымсыз өзгеріп отырады. Белгілі бір шырақтың биіктігі немесе зениттік қашықтығы және азимуты уақыт бойынша бірқалыпсыз өзгереді. Кульминация кезінде шырақтың биіктігі немесе зениттік қашықтығы өте баяу өзгереді, ал азимуты өте жылдам өзгереді. Шырақтың шығуы немесе батуы кезінде оның зениттік қашықтығы мен биіктігі былайша: z=90, h=0, ал азимуты шырақтың ауысуы мен бақылау орнының ендігіне байланысты өзгереді және шығу нүктесінің азимуты мен бату нүктесінің азимуты арасында мына қатынас орындалады:

A_ш = -A_б (1.5.3)

Жоғарғы кульминация кезінде шырақтың биіктігі максималды, ал зениттік қашықтығы минималды мәнге ие болады, кульминация нүктесі зениттен оңтүстікке қарай орналасса, азимуты А=0⁰, ал зениттен солтүстікке қарай орналасса, азимуты А=180⁰. Төменгі кульминация кезінде шырақтың биіктігі минимал, ал зениттік қашықтығы максимал мәнге ие болады, кульминация нүктесі зенит немесе надирден оңтүстікке қарай орналасса, азимуты А=0⁰, ал зенит немесе надирден солтүстікке қарай орналасса, азимуты А=180⁰.

Күн, Ай және планеталардан басқа шырақтардың еңкеюі мен тік шарықтауы тәуліктік қозғалыс барысында тұрақты болып қалады, ал сағаттық бұрышы бірқалыпты өзгереді. Сағаттық бұрыштың бірқалыпты өзгеруін уақыт өлшеуде қолданады. Жоғарғы кульминация кезінде шырақтың сағаттық бұрышы t=0, ал төменгі кульминация кезінде t=180⁰.

Берілген ендікте белгілі бір жұлдыз жыл бойы бір нүктеден шығып, сәйкес екінші нүктеде батады. Кульминация нүктелері де өзгеріссіз қалады. Ал Күн, Ай және планеталар үшін шығу, бату және кульминация нүктелері периодты түрде өзгеріп отырады, бұның себебі – бұл денелер Жерге қатысты периодты түрдегі нақты қозғалыста болатынына байланысты, олардың экваторлық координаттарының өзгерісі периодты.