Astronomický proseminář II Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře Zákryty Měsícem pohyb Měsíce po hvězdné obloze - za hodinu se posune o 30´ - pohybuje se v pásu širokém asi 11 zákryty hvězd Měsícem zákryty planet Měsícem zatmění Slunce Sklon dráhy Měsíce ekliptika – rovina definována polohou dráhy Země kolem Slunce sestupný a vzestupný uzel – průsečík dráhy tělesa s ekliptikou sklon dráhy Měsíce k ekliptice asi 5,15 zatmění Slunce Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 5 perioda Saros zatmění Slunce a Měsíce se periodicky opakují v cyklu 6585 dní, 7 hod 42 min (18 let a 11 dnů) nastává 70 zatmění, 41 slunečních a 29 měsíčních v následujícím cyklu nastane průchod uzlem asi o hodinu později větší přesnost dávají delší cykly (21 144 dnů, asi 58 let) četnost zatmění Slunce a zatmění Měsíce úplné zatmění Měsíce ze všech míst, kde je nad obzorem úplné zatmění Slunce z pásu totality o šířce max. 270 km úplné zatmění Měsíce max. 1 hod 44 min úplné zatmění Slunce max. 7 min 31 s http://astro.sci.muni.cz/zatmeni/ úplné zatmění Slunce u nás 7. října 2135 Zatmění Slunce a Měsíce Stejná úhlová velikost Slunce a Měsíce průměr Měsíce je 400x menší než průměr Slunce Měsíc je 400x blíže k Zemi než Slunce Typy zatmění Slunce Měsíc obíhá kolem Země po eliptické dráze v rozmezí 356 375 až 406 720 km Zatmění Slunce z oběžné dráhy úkazy při zatmění Slunce diamantový prsten Bailyho perly koróna Petr Horálek ▪ https://www.petrhoralek.com/?p=22916 Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 14 zatmění Měsíce Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 15 zabarvení Měsíce při zatmění zabarvení je způsobeno rozptylem slunečního světla v zemské atmosféře odstín a sytost závisí na přítomnosti ozónu, prachu a vulkanických aerosolů v horních vrstvách atmosféry. http://eclipse.gsfc.nasa.gov/LEplot/LEplot2001/LE2018Jul27T.pdf zatmění a zákryty ▪zatmění pozorovatelná z ČR ▪stránky věnované zatměním ▪http://www.zam.fme.vutbr.cz/~druck/eclipse/ optické jevy v atmosféře Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 18 ▪ Na rozdíl od scintilace a seeingu je celá řada atmosférických optických jevů, které mohou mít i astronomové v oblibě. Pravda, většina z nich je pozorovatelná především ve dne, kdy nijak neovlivňují astronomická pozorování. ▪ Nejnápadnějším takovým jevem jsou duhy, které mohou vzniknout po průchodu slunečního světla vrstvou atmosféry, jež obsahuje dostatečný počet vodních kapek. K rozložení světla na jednotlivé barevné složky dojde po jednoduchém nebo vícenásobném vnitřním odrazu světla od povrchu kapek. ▪ Právě jedním odrazem vzniká hlavní duha, dvojnásobným pak vedlejší duha a ve velmi vzácných případech je možné spatřit i terciální duhu, jež se vytváří po třech vnitřních odrazech. Celkový vzhled duhy záleží na velikosti kapek deště, na kterých se tvoří. Asi nejvýrazněji působí duha vytvořená kapkami s průměrem jednoho milimetru, naopak pokud jsou kapičky menší než dvě setiny milimetru, vypadá duha jako bílý pruh. ▪ http://ukazy.astro.cz/duha-princip.php Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 19 Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 20 ▪ Jiným zajímavým jevem je tzv. koróna. Vypadá jako soustava barevných kroužků kolem Slunce nebo Měsíce. Opět se jedná o důsledek průchodu světla oblastí bohatou na malé vodní kapičky shodné velikosti. ▪ Obdobně je tomu u tzv. glórie, jež není tak výrazná a projevuje se jako opačný sled barev kolem stínu vrženého postavou nebo předmětem na níže ležící oblačnost. Vzniká zpětným rozptylem na velkém množství malých vodních kapek Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 21 Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 22 koróna glórie ▪ Pokud občas při svých pozorováních sledujete také oblačnost, docela jistě jste si povšimli, že někdy mají okraje mraků barevný nádech, v některých případech přímo „hrají“ duhovými barvami. Jedná se o tzv. irizaci, jež vzniká ohybem a interferencí slunečního světla na vodních kapičkách. ▪ Velmi zvláštním a vzácným úkazem jsou noční svítící oblaky. Nacházejí se ve výšce zhruba sedmdesáti kilometrů nad povrchem Země, což umožňuje jejich osvětlení slunečním světlem ještě dlouho po západu Slunce na daném pozorovacím stanovišti. ▪ Dokonce v době kolem letního slunovratu, kdy v našich zeměpisných šířkách Slunce nezapadá níže pod obzor než 18 úhlových stupňů, mohou být vidět až do půlnoci. Tvorba takové oblačnosti je obestřena řadou nejasností. Může se jednat o shluky prachových částic z meziplanetárního prostoru, ale je také docela možné, že jsou to ledové krystalky vytvořené fotochemickými reakcemi v tak velkých výškách. Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 23 Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 24 irizace ▪ Celá plejáda atmosférických optických úkazů vznikajících na ledových krystalcích rozptýlených ve vzduchu se skrývá pod souhrnným označením halové jevy. Tyto jevy mohou být pozorovatelné jak kolem Slunce, tak kolem Měsíce. Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 25 Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 26 název halového jevu popis, označení na obrázku počet dní s výskytem/rok malé halo duhově zabarvená kružnice (nebo její část) kolem Slunce v úhlové vzdálenosti 22 stupňů od Slunce (a) 209 velké halo obdoba malého hala, ale úhlová vzdálenost od slunečního disku je 46 stupňů (b) 18 horizontální kruh „pruh“ ve shodné výšce nad obzorem v jaké se nalézá Slunce, jež je „rovnoběžný“ s obzorem (c) 13 halový sloup vertikální pruh pozorovatelný nad a pod slunečním diskem (d) 34 vedlejší slunce malého hala zřetelná zjasnění, jež se nacházejí v úhlové vzdálenosti 22 stupňů vlevo a vpravo od Slunce (e) 71 Lowitzovy oblouky jsou orientovány od vedlejších sluncí malého hala šikmo dolů (f) 3 vedlejší slunce zjasnění, jež se nalézají na horizontálním kruhu ve vzdálenosti 120 stupňů od slunečního kotouče (g) 1 dotykové oblouky malého hala světlé oblouky u horní nebo u dolní části malého hala (h) 59 Parryho oblouk nevýrazný oblouk nad malým halem (i) dotykové oblouky velkého hala obdoba dotykových oblouků malého hala, jen geometrické uspořádání je jiné, spodní bývají pod obzorem (j) 1 protislunce jedná se o vzácný případ vedlejšího slunce ve vzdálenosti 180 stupňů od skutečného slunečního kotouče (k) 1 horní cirkumzenitální oblouk světlý pruh dotýkající se horní části velkého hala (l) 31 Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 27 Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 28 ▪ Neodstranitelný vliv má na vaše pozorování také tzv. atmosférická extinkce, která zahrnuje vliv rozptylu a absorpce záření při průchodu atmosférou. Nejvíce se projevuje poblíž obzoru a je závislá i na vlnové délce záření. ▪ Pokud si budete plánovat nějaká astronomická pozorování, pak sledujte i předpověď počasí a večer před pozorováním i snímky z meteorologických družic na internetu. ▪ Pokud pomineme vlivy místního mikroklimatu, získáme tak docela dobrý přehled o tom, jak se počasí bude v průběhu noci vyvíjet. Jedná se především o vývoj oblačnosti, vývoj ostatních vlivů (scintilace, seeingu, extinkce atd.) lze předvídat jen velmi obtížně nebo vůbec. Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 29 …::: konec … konec :::… Zatmění Slunce a Měsíce, optické jevy v atmosféře 30 fotometeory ▪ DUHY ▪ KORÓNY ▪ GLÓRIE ▪ IRIZACE OBLAKŮ ▪ HALOVÉ JEVY ▪ SOUMRAKOVÉ JEVY Z fyzikálního hlediska se jedná vždy o některý z těchto jevů: 1. odraz světla na sférické kapce, 2. lom bez vnitřních odrazů, 3. lom s vnitřními odrazy na dostatečně velkých kapkách vody duhy duhy Závislost vzhledu duhy na velikosti kapek: Poloměr kapky Popis vzhledu duhy 0,5 – 1 mm Široký fialový pruh, jasně patrná zelená a červená 0,25 mm Slabší červená barva 0,1 – 0,15 mm Široký pás duhy bez červené barvy 0,04 – 0,05 mm Široký a poměrně bledý pás duhy, nejvýraznější fialová 0,03 mm Bílý pruh v hlavní duze < 0,025 mm Tzv. duha v mlze, jeví se jako bílý pruh galerie ▪ video ▪ další snímky koróny ▪ soustava barevných kroužků kolem plošného zdroje (Slunce, Měsíc atp.) glórie ▪ zpětný rozptyl světla na velmi malých vodních kapičkách irizace oblaků ▪ vzniká ohybem a interferencí slunečních paprsků na kapičkách oblačnosti halové jevy ▪ velká skupina optických úkazů, které vznikají lomem a odrazem slunečního (měsíčního) světla na ledových krystalcích halové jevy Četnost výskytu: Halový jev počet dní / rok Malé halo 209 Vedlejší slunce malého hala 71 Hor. nebo dol. dotyk. oblouk MH 59 Halový sloup 34 Cirkumzenitální oblouk 31 Velké halo 18 Horizontální kruh nebo části 13 Lowitzovy oblouky 3 Dotykové oblouky VH 1 Vedlejší slunce 120° 1 Protislunce 1 halové jevy▪ Malé halo ▪ Vedlejší slunce malého hala ▪ Hor. nebo dol. dotykový oblouk MH ▪ Halový sloup ▪ Cirkumzenitální oblouk ▪ Velké halo ▪ Horizontální kruh nebo části ▪ Lowitzovy oblouky ▪ Dotykové oblouky VH ▪ Vedlejší slunce 120° ▪ Protislunce ▪ závislost na výšce Slunce ▪ galerie ▪ video - halové jevy na horách soumrakové jevy ▪ Občanský, nautický a astronomický soumrak - výpočet ▪ Fialová záře ▪ Zelený paprsek ▪ Soumrakový oblouk ▪ Soumrakové paprsky měsíční iluze ▪ vysvětlení? noční svítící oblaka další optické úkazy ▪ BLESKY ▪ ELIÁŠŮV OHEŇ ▪ POLÁRNÍ ZÁŘE ▪ TYNDALLŮV JEV ▪ BISHOPŮV KRUH ▪ METEORY blesky ▪ Čárový blesk ▪ Rozvětvený blesk ▪ Kulový blesk ▪ Blýskavice červení skřítci nadoblačné blesky Eliášův oheň Tyndallův jev Bishopův kruh ▪ Podrobněji aurora (borealis/australis) ▪ video ▪ info meteory Použité a doporučené informační zdroje ▪ Jan Bednář: Pozoruhodné jevy v atmosféře, Academia, 1989 ▪ Jan Bednář: Meteorologie, Portál, 2003 ▪ http://ukazy.astro.cz/ ▪ http://www.ursus.cz/pocasi/fotoatlas_pocasi/fotoatlas_pocasi.html