Определить угол падения солнечных лучей на поверхность Земли в Перми 22 июня и 22 декабря

Добрый день! Определение угла падения солнечных лучей на поверхность Земли зависит от дня года и широты местности. Давайте рассмотрим сначала 22 июня.

22 июня — это день летнего солнцестояния, когда Солнце находится в наивысшей точке на экваторе и лучше всего освещает Землю. Чтобы определить угол падения солнечных лучей на поверхность Земли в Перми в этот день, нам понадобятся следующие данные:

1. Широта Перми. Широта Перми составляет примерно 58 градусов северной широты.

2. Приблизительное время, когда Солнце находится в наивысшей точке для данной широты в Permu. Для Перми можно принять приблизительное время в 12:00 часов дня.

Теперь мы готовы приступить к решению. Следуя пошаговому алгоритму:

Шаг 1: Найдите деклинацию Солнца
В этом шаге мы будем находить деклинацию Солнца, что является углом между прямым солнечным лучом и экватором Земли.

Формула для нахождения деклинации Солнца:
sin(δ) = sin(23.45°) * sin(360°/365 * (284 + n))

Где:
δ — деклинация Солнца
n — номер дня года (22 июня — 173)

Подставим значения и рассчитаем:
sin(δ) = sin(23.45°) * sin(360°/365 * (284 + 173))
sin(δ) = 0.3978

Теперь найдем саму деклинацию:
δ = arcsin(0.3978)
δ ≈ 23.44°

Шаг 2: Найдите широту и деклинацию Солнца
В этом шаге мы будем находить угол между прямым солнечным лучом и нормалью к поверхности Земли.

Формула для нахождения угла падения солнечных лучей:
sin(h) = sin(ϕ) * sin(δ) + cos(ϕ) * cos(δ) * cos(t)

Где:
h — угол падения солнечных лучей (это то, что мы хотим найти)
ϕ — широта местности (для Перми это 58°)
δ — деклинация Солнца (мы уже нашли на предыдущем шаге)
t — часовой угол Солнца (на этом шаге мы будем считать его 0, так как рассматриваем время близкое к 12:00 часам)

Подставим значения и рассчитаем:
sin(h) = sin(58°) * sin(23.44°) + cos(58°) * cos(23.44°) * cos(0)
sin(h) = 0.846 * 0.396 + 0.532 * 0.919 * 1
sin(h) ≈ 0.396 + 0.529
sin(h) ≈ 0.925

Теперь найдем сам угол падения солнечных лучей:
h = arcsin(0.925)
h ≈ 68.28°

Таким образом, угол падения солнечных лучей на поверхность Земли в Перми 22 июня составляет примерно 68.28 градусов.

Теперь давайте рассмотрим 22 декабря.

22 декабря — это день зимнего солнцестояния, когда Солнце находится в наименьшей точке на экваторе и менее освещает Землю. По аналогии с решением для 22 июня, мы можем повторить все этапы, но с другими данными:

1. Широта Перми остается прежней — примерно 58 градусов северной широты.

2. Приблизительное время o, когда Солнце находится в наивысшей точке для данной широты в Перми. В этом случае, для Перми также можно принять приблизительное время в 12:00 часов дня.

Теперь приступим к решению для 22 декабря:

Шаг 1 для деклинации Солнца:
n — номер дня года (22 декабря — 356)
sin(δ) = sin(23.45°) * sin(360°/365 * (284 + 356))
sin(δ) = 0.3978

Теперь найдем саму деклинацию:
δ = arcsin(0.3978)
δ ≈ 23.44°

Шаг 2 для угла падения солнечных лучей:
sin(h) = sin(58°) * sin(23.44°) + cos(58°) * cos(23.44°) * cos(0)
sin(h) = 0.846 * 0.396 + 0.532 * 0.919 * 1
sin(h) ≈ 0.396 + 0.529
sin(h) ≈ 0.925

Теперь найдем сам угол падения солнечных лучей:
h = arcsin(0.925)
h ≈ 68.28°

Таким образом, угол падения солнечных лучей на поверхность Земли в Перми 22 декабря также составляет примерно 68.28 градусов.

Надеюсь, что объяснение было понятным и подробным. Если у вас возникнут еще вопросы — обращайтесь!