Горизонт

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Схематичне зображення істинного (H'H), теоретичного видимого (C1C2C3C4) і фактичного видимого (B1B2B3B4) горизонтів.

Горизо́нт, або о́брій, виднокра́й, небокра́й, видноко́ло (від дав.-гр. ὁρίζων — «те, що обмежує») — уявна лінія торкання небосхилу і земної поверхні. Розрізняють видимий горизонт та істинний горизонт. Кут між площиною істинного горизонту і напрямком на видимий горизонт називають нахилом горизонту (синоніми: пониження горизонту, депресія горизонту)[1]. На рисунку: точка A — точка спостереження; H'H — площина істинного горизонту; відрізок AC1 — геометрична (теоретична) дальність видимого горизонту; дуга AB1 — географічна дальність видимого горизонту; кут α — нахил горизонту; B1B2B3B4 — лінія видимого горизонту.

Частина земної поверхні на відкритих для погляду місцях, де добре видно лінію обрію, називається відкритою місцевістю, а обрій називається видимим. У місцях, де лінію обрію не видно, місцевість називають закритою.

Обрій має чотири основні сторони: північ, південь, схід, захід. Між основними сторонами обрію знаходяться проміжні сторони: між північчю і сходом — північний схід; між півднем і сходом — південний схід; між північчю і заходом — північний захід; між півднем і заходом — південний захід.

Видимий горизонт[ред. | ред. код]

Panorama from the summit of Killhope Law (13, S - five horizons) - geograph.org.uk - 1451574.jpg

Видимим горизонтом називають і лінію, по якій проходить уявна лінія торкання небосхилу і поверхня Землі, і простір неба над цією границею, і видиму спостерігачем поверхню Землі, і увесь видимий навколо спостерігача простір, до певної скінченної межі[2]. Так само поняття горизонту може буде визначене для інших небесних тіл[3].

Відстань до видимого горизонту[ред. | ред. код]

Shrewsbury to Wrexham railway line - geograph.org.uk - 1306247.jpg
Схематичний рисунок для обчислення відстані до горизонту:
  • У випадку, якщо видимий горизонт визначити як границю між небосхилом і Землею, то розрахувати геометричну дальність видимого горизонту можна, скориставшись теоремою Піфагора:
Тут d — геометрична дальність видимого горизонту, R — радіус Землі, h — висота точки спостереження відносно поверхні Землі[4].
В наближенні, що Земля — ідеальна куля і без врахування рефракції ця формула дає хороші результати аж до висот розташування точки спостереження порядку 100 км над поверхнею Землі.
Приймаючи радіус Землі рівним 6371 км і відкидаючи з-під кореня величину h2, яка не надто значима (у порівнянні з 2Rh) через мале відношення h/R, отримаємо ще простішу наближену формулу[5]:
де d і h задані в кілометрах або
де d задане в кілометрах, а h — в метрах.
Нижче наведено відстань до горизонту при спостереженні з різних висот[6]:
Висота над поверхнею Землі h Відстань до горизонту d Приклад місця спостереження
1,75 м 4,7 км стоячи на землі
25 м 17,9 км 9-поверховий дім
50 м 25,3 км оглядове колесо
150 м 43,8 км повітряна куля
2 км 159,8 км гора
10 км 357,3 км літак
350 км 2114,0 км космічний корабель
Відстань до горизонту в залежності від висоти точки спостерігача.
Клацніть по зображенню для збільшення.
Для полегшення розрахунків дальності горизонту в залежності від висоти точки спостереження і з врахуванням рефракції складені таблиці й номограми. Справжні значення дальності видимого горизонту можуть сильно відрізнятися від табличних, особливо у високих широтах, в залежності від стану атмосфери і підстилаючої поверхні[7][8]
Підняття (зниження) горизонту стосується явищ, пов'язаних із рефракцією.
  • При додатній рефракції видимий горизонт підіймається (розширюється), географічна дальність видимого горизонту збільшується у порівнянні з геометричною дальністю, видно предмети, зазвичай приховані кривизною Землі. За нормальних температурних умов підняття горизонту становить 6—7 %. При підсиленні температурної інверсії видимий горизонт може піднятися до істинного (математичного) горизонту, земна поверхня ніби розпрямиться, стане плоскою, дальність видимості стане нескінченно великою, радіус кривизни променя стане рівним радіусу земної кулі. При ще сильнішій температурній інверсії видимий горизонт підніметься вище істинного. Спостерігачеві буде здаватися, що він знаходиться на дні величезної улоговини. З-за горизонту піднімуться і стануть видимими (ніби летючими у повітрі) предмети, розташовані далеко за геодезичним горизонтом. За наявності сильних температурних інверсій створюються умови для виникнення верхніх міражів. Великі градієнти температури створюються при сильному нагріванні земної поверхні сонячними променями, часто в пустелях, у степах. Великі градієнти можуть виникати і в середніх, і навіть у високих широтах в літні дні при сонячній погоді: над піщаними пляжами, над асфальтом, над оголеним ґрунтом. Такі умови є сприятливими для виникнення нижніх миражів[9].
  • При від'ємній рефракції видимий горизонт знижується (звужується), не видно навіть ті предмети, які видно за звичайних умов.
  • У випадку, якщо видимий горизонт визначати як увесь видимий навколо спостерігача простір, до певних скінченних меж, то відстань до видимого горизонту, наприклад, в лісі — це максимальна відстань, якої сягає погляд, доки не впреться в дерева (кілька десятків метрів), а для спостережуваного Всесвіту відстань до видимого горизонту (тобто до найдальших зір, які ми ще можемо спостерігати) становить близько 13—14 млрд світлових років[10].

Дальність видимості[ред. | ред. код]

Докладніше: Видимість
Формула і рисунок для обчислення геометричної дальності видимості.
Клацніть по зображенню для збільшення.

На рисунку справа дальність видимості об'єкта визначають за формулою

,

де  — дальність видимості в кілометрах,
і  — висоти точки спостереження і об'єкта в метрах.

Якщо врахувати земну рефракцію, то формула набуде вигляду:

Те ж саме, але  — у морських милях:

Діаграма Струйського: спостерігач на висоті 10 м (шкала C) побачить скелю висотою 50 м (шкала A) з відстані близько 21 морської милі (шкала B).

Для наближеного розрахунку дальності видимості об'єктів застосовують номограму Струйського (див. іл.): на двох крайніх шкалах номограми відмічають точки, які відповідають висоті точки спостереження і висоті об'єкта, потім проводять через них пряму і на перетині цієї прямої з середньою шкалою отримують дальність видимості об'єкта[11].

На морських картах, в лоціях та інших навігаційних посібниках дальність видимості маяків та вогнів вказується для висоти точки спостереження, рівної 5 м[7]. Якщо висота точки спостереження інша, то вводиться поправка[12].

Горизонт на Місяці[ред. | ред. код]

Місячний горизонт практично вдвічі ближчий від земного. При цьому відстань до місячного горизонту на око визначити вкрай складно через відсутність атмосфери[13], а також об'єктів відомого розміру, за якими можна було б зробити висновок про масштаб.

Істинний горизонт[ред. | ред. код]

Істинний горизонт — уявний великий круг небесної сфери, площина якого перпендикулярна прямовисній лінії в точці спостереження. Аналогічно до загального поняття, істинним горизонтом може називатися не круг, а коло, тобто лінія перетину небесної сфери і площини, перпендикулярної прямовисній лінії. Синоніми: математичний горизонт, астрономічний горизонт[14].

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Ермолаев Г. Г., Андронов Л. П., Зотеев Е. С., Кирин Ю. П., Черниев Л. Ф. Морское судовождение / под общей редакцией капитана дальнего плавания Г. Г. Ермолаева. — издание 3-е, переработанное. — М. : Транспорт, 1970. — 568 с.(рос.)
  2. Словари и энциклопедии на Академике. Толкования выражения «видимый горизонт». Архів оригіналу за 2012-02-03. (рос.)
  3. Изучение Солнечной системы. Горизонт. Космос и астрономия. Архів оригіналу за 2012-02-03. (рос.)
  4. Верюжский Н. А. Мореходная астрономия: Теоретический курс. — М. : РКонсульт, 2006. — 164 с. — ISBN 5-94976-802-7.(рос.)
  5. Перельман Я. И. Горизонт // Занимательная геометрия. — М. : Римис, 2010. — 320 с. — ISBN 978-5-9650-0059-3.
  6. Розраховано за формулою «відстань = 113 коренів з висоти», таким чином, вплив атмосфери на поширення світла не враховується і вважається, що Земля має форму кулі.
  7. а б Мореходные таблицы (МТ-2000). Адм. № 9011 / главный редактор К. А. Емец. — СПб : ГУН и О, 2002. — 576 с.(рос.)
  8. Мир путешествий и приключений. Расчёт расстояния до горизонта и прямой видимости он-лайн. Архів оригіналу за 2012-02-03. (рос.)
  9. Всё о космосе. Какой горизонт дальше?. Архів оригіналу за 2012-02-03. (рос.)
  10. Лукаш В. Н., Михеева Е. В. Физическая космология. — М. : Физико-математическая литература, 2010. — 404 с. — ISBN 5922111614.(рос.)
  11. starpomlom Учебник судоводителя любителя. Глава VII . Навигация. (рос.)
  12. Яхтенная энциклопедия. Видимый горизонт и дальность видимости. Архів оригіналу за 2012-02-03. (рос.)
  13. Skeptic.net. Были ли американцы на Луне?. Архів оригіналу за 2012-02-03. 
  14. Словари и энциклопедии на Академике. Толкования выражения «истинный горизонт». Архів оригіналу за 2012-02-03. (рос.)

Література[ред. | ред. код]

Посилання[ред. | ред. код]