В. В. Татаринов.
Как известно читателям "Радио всем", необычайно большая дальность действия коротковолновых сигналов обусловлена тем, что они распространяются не по поверхности земли, а в верхних слоях атмосферы, где поглощение энергии весьма незначительно. Такой способ распространения коротких волн возможен только благодаря преломлению и отражению электрических лучей в верхних слоях атмосферы. В противном случае эти лучи вышли бы за пределы атмосферы и потерялись бы в межпланетном пространстве.
Преломляющая способность верхних слоев зависит от их ионизации, т. е. от расщепления атомов на положительно заряженное материальное ядро атома и на свободный отрицательный электрон. Присутствие этих свободных электронов увеличивает скорость распространения электрических колебаний, и потому, при переходе электрических лучей из одного слоя атмосферы в другой происходит преломление электрических лучей, если эти слои обладают различным количеством свободных электронов, т. е. имеют различную ионизацию.
Ионизация земной атмосферы вызывается главным образом солнечными лучами. Количество свободных электронов постепенно возрастает при удалении от земной поверхности, на некоторой высоте достигает максимума и потом убывает. Плотность электронов на разных высотах конечно зависит от высоты солнца над горизонтом и, в частности, от восхода и захода солнца. Вот почему важно бывает при наблюдении появления и исчезновения сигналов сравнить время этих явлений с моментами восхода и захода солнца. Правда, ионизация преломляющего слоя атмосферы зависит главным образом от того, освещается солнцем или нет именно этот слой, а не поверхность земли, но в первом приближении можно ограничиться именно определением моментов начала и конца освещения земли, т. е. моментами восхода и захода солнца, тем более, что нам пока в точности неизвестно, на какой высоте находится преломляющий слой в каждом отдельном случае. Впоследствии наблюдения появления в исчезновения сигналов и сравнение этих моментов с восходом и заходом солнца могут дать указания и на высоту преломляющих слоев атмосферы.
Итак, радиолюбителям, интересующимся вопросами распространения коротких волн, важно уметь определять моменты восхода и захода солнца для различных местностей. Вычисления эти довольно просты, но все-таки требуют некоторых астрономических знаний и таблиц. Поэтому я решил здесь дать диаграммы, по которым легко с точностью до 5—10 минут определить восход и заход солнца для любого места на земном шаре. Диаграммы эти дают непосредственно моменты восхода и захода солнца по среднему гринвичскому времени для местностей, лежащих на главном меридиане, т. е. на меридиане Гринвича1). На них по горизонтальной оси отложены дни года по 10 дней в каждой клетке, а по вертикальной оси — часы восхода и захода по 1 часу на каждую клетку. Вычерченные кривые дают моменты восхода и захода для широт 90°, 80°, 70°, 60°, 40°, 20°, 0°, —20°, —40°, —60°, —70°, —80° и — 90°.
Покажем, как по диаграмме определить время восхода и захода солнца, например, 14 января в Москве. Для этого надо знать широту и долготу Москвы. Широта ее φ = +55°45' или приблизительно 56°. Долгота ее к востоку от Гринвича l = 37°34' или 2 час. 30 мин. Долгота, выраженная в часах и минутах времени (2 ч. 30 мин.), получается из l делением на 15. Это есть разница среднего (но не поясного) времени в Москве и в Гринвиче. Величину l в градусах и минутах дуги, так же как и широту можно определить по любой географической карте. Берем диаграмму для северного полушария. Первая, вторая и третья вертикальные линии соответствуют 1, 11 и 21 января. Вертикаль, соответствующая 14 января, должна пройти на расстоянии 0,3 клетки от второй вертикали, соответствующей 11 января. Мысленно проводим ее. Ее пересечения с кривыми восхода для широт 40° и 60° дают моменты восхода 7,4 часа и 8,8 часа. Восход для широты 56° лежит между этими моментами. Точнее найдем его интерполяцией. Определяем разность между этими моментами 8,8 — 7,4 = 1,4 часа. Такая разность моментов восхода соответствует разности широт в 20°. Найдем разницу моментов восхода для разности широт в 1°. Она будет, 1,4/20 = 0,07 часа. Широта Москвы разнится от 60° на 4°. Поэтому на широте Москвы солнце взойдет раньше, чем на широте 60°, на 0,07 × 4 = 0,28 = 0,3 часа, т. е. в 8,8 — 0,3 = 8,5 часа. Итак, нами получен момент восхода солнца 8,5 часа GMT для места, широта которого 56° и долгота 0°, т. е. которое лежит на меридиане Гринвича. Чтобы получить момент восхода или захода солнца по GMT для Москвы, надо из 8,5 часа вычесть долготу Москвы, выраженную в часах, т. е.2 ч. 30 м. или 2,5 часа. Получим 8,5 — 2,5 = 6,0 часа. Итак, по нашей диаграмме мы нашли, что в Москве 14 января восход солнца будет в 6,0 ч. GMT или в 8,0 часов местного поясного времени. Более точные вычисления дали бы момент восхода 5,9 ч. GMT, т. е. наша диаграмма дает ошибку на 0,1 часа или на 6 мин. Для меньших широт ошибка вообще должна быть меньше, а для больших — больше.
Точно так же вычисляется момент захода солнца.
Если бы Москва лежала не к востоку, а к западу от Гринвича, то ее долготу, выраженную в часах, надо было бы прибавлять к найденным моментам, а не вычитать.
1) Собственно они дают восход и заход для любого места по местному среднему времени, но не по поясному.
