Времена года на луне циклы

Анимация Луны по мере её прохождения через фазы. Вид с Южного полушария Земли. Октябрь 2007 года. Север внизу

Фа́зы Луны́ – периодическое изменение вида освещённой Солнцем части Луны на земном небе. Фазы Луны постепенно и циклически меняются в течение периода синодического месяца (около 29,5306 средних солнечных суток), как и орбитальное положение Луны при движении вокруг Земли и движении Земли вокруг Солнца.

Вращение Луны захвачено приливными силами Земли, поэтому бо́льшая часть одной и той же стороны Луны всегда обращена к Земле. Эта видимая сторона освещается Солнцем по-разному, в зависимости от положения Луны на орбите. Таким образом, освещённость этой лицевой стороны может варьироваться от 0 % (при новолунии) до 100 % (при полнолунии). Лунный терминатор – граница между освещённым и затенённым полушариями.

Каждая из четырёх «промежуточных» фаз Луны насчитывает около 7,4 дня, но их продолжительность слегка меняется из-за эллиптической формы орбиты Луны. Кроме некоторых кратеров у лунных полюсов, наподобие Шумейкера, все части Луны получают около 14,77 земных суток дневного света, а затем 14,77 суток «ночи». Обратную от Земли сторону Луны иногда называют «тёмной стороной Луны»[1][2], пусть это и неверное название, но означает оно скорее неизведанная, невидимая, а не неосвещённая.

Основные фазы[править | править код]

Полумесяц над земным горизонтом, запечатлённый на фотографии в 2010 году членом экипажа МКС-24.

На видео демонстрируется, как Луна проходит через фазы – продукт её орбиты, позволяющий освещать разные части её поверхности Солнцем в течение месяца. Камера фиксирована на Луне, тогда как Земля быстро вращается на переднем плане.

В западной культуре четырьмя основными фазами Луны являются новолуние, первая четверть, полнолуние и третья четверть (также называемая последней). В данных фазах долготы эклиптик Луны и Солнца отличаются на 0°, 90°, 180° и 270° соответственно[i]. Каждая из этих фаз происходит в несколько разное время при наблюдении из разных точек Земли. Во время промежутков между основными фазами освещённая часть Луны – либо в форме «серпа», либо «горба». Эти формы и периоды называются промежуточными фазами и длятся четверть синодического месяца, или, в среднем, 7,38 земных суток. Впрочем, их длительность несколько меняется, так как орбита Луны довольно эллиптична, почему орбитальная скорость спутника не постоянна. Описательное растущая используется для промежуточной фазы, во время которой видимая форма Луны увеличивается от новолуния до полнолуния, а убывающая- наоборот, когда её форма истончается.

В незападных культурах может использоваться другое количество лунных фаз; например, в традиционной гавайской культуре насчитывается в общей сложности тридцать фаз (по одной на день)[3].

Растущая и убывающая луна[править | править код]

Когда Солнце и Луна располагаются на одной и той же стороне Земли, Луна находится в фазе новолуния, а её обращённая к Земле сторона не освещена Солнцем. По мере того, как Луна «растёт» (доля освещённой поверхности, видимой с Земли, увеличивается), она проходит через фазы новолуния, молодой луны, первой четверти, прибывающей луны и полнолуния. Затем, когда Луна «убывает», она проходит через фазы убывающей луны, последней четверти, старой луны и возвращается к фазе новолуния. Понятия «старая луна» и «новолуние» не взаимозаменяемы. «Старая луна» – это убывающий полумесяц (в конечном итоге становящийся не видным невооружённым глазом) до времени, когда Луна выравнивается с Солнцем и начинает расти, и тогда же снова становится новой[4]. Термин «полулуние» изредка используется для обозначения первой и последней четвертей, тогда как «четверть» относится к степени круговорота Луны вокруг Земли, а не к её форме.

Если освещённое полушарие наблюдать под определённым углом, видимая часть освещённой области будет иметь двумерную форму как определённое пересечение эллипса и круга (где большая полуось эллипса совпадает с диаметром окружности). Если полуэллипс выгнут относительно полукруга, месяц будет иметь форму горба, тогда как если полуэллипс будет вогнут относительно полукруг, то месяц будет в форме серпа. Когда возникает полумесяц, феномен пепельного света может быть очевиден, когда ночная сторона Луны смутно отражает отражённый от Земли косвенный солнечный свет.

В русской фольклорной традиции сохранились архаичные названия отдельных временных промежутков между фазами (связанные с качеством самого месяца): «нов»/«млад»/«молод» – для молодого «серпа» (обстоятельство времени «на нове/молоде месяце» обозначает первые несколько дней после новолуния[5]); «ветх» – для старого «серпа» (обстоятельство времени «на ветхе месяце»/«на ветху месяцу» обозначает несколько дней перед новолунием[6]); «перекрой»[7] и «перекройные дни» – для «горба» в первые несколько дней после полнолуния (обстоятельство времени «на перекрое»)[8][9]. В то же время встречается использование понятия «перекрой» в расширенном смысле – как всякое изменение фазы луны[10]. Временной промежуток около самого полнолуния описывается архаичным обстоятельством времени «в месяце полне».

Изменения видимой формы Луны[править | править код]

Поскольку Луна – сферическое тело, при её освещении сбоку возникает «серп». Освещённая сторона луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом.

Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты, и варьируется от 29,25 до 29,83 земных солнечных суток. Средний синодический месяц составляет 29,5305882 суток (29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды)[11].

В фазах Луны, близких к новолунию (в начале первой четверти и в конце последней четверти), при очень узком серпе, неосвещённая часть образует т. н. пепельный свет Луны – видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета.

Система Земля-Луна-Солнце

Луна по своему пути вокруг Земли освещается Солнцем, она сама не светится. 1. новолуние, 3. первая четверть, 5. полнолуние, 7. последняя четверть.

Последовательное изменение видимой луны на небе при наблюдении из Северного полушария Земли:

Последовательное изменение видимой луны на небе при наблюдении из Южного полушария Земли:

Последовательное изменение видимой луны на небе при наблюдении на экваторе при её восходе[12]:

Луна проходит следующие фазы освещения:

1. новолуние – состояние, когда Луна не видна.
2. молодая луна – первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа.
3. первая четверть – состояние, когда освещена половина Луны.
4. прибывающая луна
5. полнолуние – состояние, когда освещена вся Луна целиком.
6. убывающая луна
7. последняя четверть – состояние, когда снова освещена половина Луны.
8. старая луна

Обычно на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.

Форма без наклона видна только на «полюсах» относительно орбиты Луны. Из-за наклона оси

Мнемоническое правило определения фаз Луны[править | править код]

Чтобы отличить первую четверть от последней, наблюдатель, находящийся в северном полушарии, может использовать следующие мнемонические правила. Если лунный серп в небе похож на букву «С (d)», то это – луна «Стареющая» или «Сходящая», то есть это последняя четверть (фр. dernier). Если же он повёрнут в обратную сторону, то, мысленно приставив к нему палочку, можно получить букву «Р (p)» – луна «Растущая», то есть это первая четверть (фр. premier).

Растущий месяц обычно наблюдается вечером, а стареющий – утром.

Следует заметить, что вблизи экватора месяц всегда виден «лёжа на боку», и данный способ не подходит для определения фазы. В южном полушарии ориентация серпа в соответствующих фазах противоположная: растущий месяц (от новолуния до полнолуния) похож на букву «С» (Crescendo, <), а убывающий (от полнолуния до новолуния) похож на букву «D» без палочки (Diminuendo, >)[13].

Если по направлению движения луны передний край затенённый – луна растущая, освещённый – убывающая[источник не указан 205 дней].

Влияние на человека[править | править код]

В декабре 2009 года ряд СМИ[14] сообщил, что группа аналитиков инвестиционного банка «Macquarie Securities» (Австралия) на основе собственного исследования пришла к выводу о влиянии лунных фаз на динамику индексов мировых финансовых рынков[15].

Представители британской полиции заявили о связи лунных фаз с уровнем насилия[16].

Анализ дневников пациентов показал, что течение биполярного аффективного расстройства может зависеть от фаз Луны[17].

Античный медик Гален связывал боль, которую испытывают женщины во время предменструального синдрома, с фазами Луны.

Фазы луны в Юникоде[править | править код]

Используются символы от U+1F311 до U+1F318:

???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ????

См. также[править | править код]

• Фазы Венеры

Примечания[править | править код]

Комментарии

1. ↑ Строго говоря, четвертные фазы происходят, когда угол наблюдателя-Луны-Солнца равен 90°, также называемому квадратурой. Это не совсем то же самое время, когда угол Солнца-наблюдателя-Луны находится под прямым углом, но разница весьма незначительна.

Источники

1. ↑ The Dark Side of the Moon: a Short History | ScienceBlogs. scienceblogs.com. Дата обращения: 16 января 2020.
2. ↑ The dark side of the moon (англ.). Grammarphobia (6 September 2011). Дата обращения: 16 января 2020.
3. ↑ Hawaiian Moon Names : [арх. 8 октября 2012] // ʻImiloa, Hilo Attractions. (Проверено 23 ноября 2018)
4. ↑ Love, J., Dr. Principles of Astronomy. Lesson 7 : The Phases of the Moon. – In: Principles of Astronomy // Synapses : Strategic Intellectual Property Management. (Проверено 24 ноября 2018)
5. ↑ То есть начало синодического месяца.
6. ↑ То есть конец синодического месяца.
7. ↑ Даль, 1880-1882.
8. ↑ То есть пора начала убывания, ущерба после полнолуния.
9. ↑ В. М. Мокиенко, Т. Г. Никитина. Большой словарь русских поговорок. – Москва: Олма Медиа Групп, 2007.
10. ↑ Ефремова, 2000, Новый словарь русского языка. Толково-словообразовательный: Св. 136000 словарных статей, около 250000 семантических единиц : В 2 т..
11. ↑ Phases of the Moon (недоступная ссылка). Дата обращения: 21 марта 2011. Архивировано 16 мая 2011 года.
12. ↑ Jess Barnes. 2.12 The crescent Moon seen from the Equator. Moons of our Solar System. Дата обращения: 22 января 2019.
13. ↑ Календарь Лунных фаз на сайте Дэвида Роуза с возможностью выборы даты и Северного или Южного полушария
14. ↑ Market chaos – it’s down to the lunatic fringe // The s, 23.12.2009. (англ.)
15. ↑ Колебания на финансовых рынках зависят от фазы луны
16. ↑ Полиция в британском Брайтоне намерена усиливать уличные патрули во время полнолуний и в дни выплаты зарплат
17. ↑ Как связаны расстройства психики и фазы Луны. Вести. Медицина, 06.09.2018

Литература[править | править код]

• Перекрой // Толковый словарь живого великорусского языка : в 4 т. / авт.-сост. В. И. Даль. – 2-е изд. – СПб. : Типография М. О. Вольфа, 1880-1882. – Т. 4.
• Ефремова Т. Ф. Новый словарь русского языка. Толково-словообразовательный: Св. 136000 словарных статей, около 250000 семантических единиц : В 2 т. – М.: Рус. яз., 2000. – (Библиотека словарей русского языка). – ISBN 5-200-02800-0.

Ссылки[править | править код]

• Календарь фаз Луны
• Калькулятор фаз Луны
• Astronomy Picture of the Day. Eclipse on the Beach (англ.) (30 июля 2010). Дата обращения: 16 февраля 2014.

Источник

Николай Сидоренков, Вадим Чазов, Леонид Зотов, Иан Вильсон

«Природа» №4, 2018

Об авторах

Весна 2017 г. преподнесла необычный сюрприз в развитии погодных процессов на европейской территории России (ЕТР). Уже со второй декады февраля температура воздуха днем поднималась до оттепелей, а в третьей декаде и среднесуточные значения температуры стали положительными. 1 марта во многих городах ЕТР были перекрыты абсолютные максимумы температуры: она достигла значений, характерных для середины апреля; быстро таял снежный покров. В сверхранние сроки вскрылись реки Дон, Волга, Ока, Днепр, Западная Двина. Во второй декаде апреля рост температуры прекратился, и, наоборот, до последних чисел месяца сохранялись отрицательные температурные аномалии. Затем, после короткой волны летнего тепла, с 4 мая температура снова опустилась до апрельских значений, и возвращение ее к нормальным показателям началось лишь в третьей декаде мая. Но в первых числах июня вторглась новая волна холодного арктического воздуха, приблизив значения температуры к экстремально низким. Во многих областях ЕТР в июне еще отмечались заморозки.

В средствах массовой информации аномальное течение погоды весной и летом 2017 г. широко обсуждалось. Высказывались различные мнения: и что это результат действия климатического оружия, и что это один из признаков наступления холодного цикла продолжительностью в 35 лет, но в большинстве случаев утверждалось: это обычная, свойственная погодным процессам, случайная флуктуация температуры. Однако в природе нередко процессы, считающиеся из-за их неизученности случайными, оказывались вполне объяснимыми и закономерными. Поэтому рассмотрим более внимательно эволюцию аномалий температуры на ЕТР.

Что показывают данные наблюдений

В Гидрометцентре России ведется база MIDL, в которой в оперативном режиме по технологии А. Н. Багрова [1] вычисляются аномалии среднесуточной температуры (отклонения от нормальных значений) по данным примерно 2700 метеорологических станций, расположенных в Северном полушарии. Среднесуточные нормы температуры для местоположения каждой станции вычислены по среднемесячным нормам методом кусочно-параболической аппроксимации [2]. В своем анализе мы использовали данные базы MIDL по нескольким станциям ЕТР.

На рис. 1 представлен ход аномалий среднесуточной температуры в Москве за последние 16 мес. Видны их большие межсуточные флуктуации. В работах одного из авторов [3, 4] показано, что внутримесячные (полумесячные и квазинедельные) изменения температуры могут быть связаны с лунно-солнечными приливами. Поэтому ежедневные аномалии температуры сглаживались путем вычисления их скользящих средних за 27 сут значений. Видно, что сглаженная кривая выписывает отчетливую волну с минимумами в ноябре 2016 г. и мае-июне 2017 г. и максимумами в марте и сентябре 2017 г. Размах колебаний аномалий температуры достигает 10°С, а период (интервал времени между одноименными экстремумами) – около 204 сут. Этот интервал практически совпадает с 206-суточным периодом, полученным нами ранее при вычислении периодограммы 43-летнего ряда аномалий температуры Москвы [3, 4, 8]. На том же рисунке приведены расстояния между Землей и Луной в ближайшей к нашей планете точке лунной орбиты.

Опыт показывает, что радиус корреляции аномалий температуры на ЕТР составляет свыше 1000 км. Поэтому московский график хода аномалий удовлетворительно характеризует их сглаженные изменения на всей ЕТР. Однако оппоненты скептически относятся к этому положению. Поэтому мы дополнительно построили графики, аналогичные рис. 1, для станций в Краснодаре, Ростове-на-Дону и Самаре (рис. 2). Они оказались различными только по величине и срокам суточных флуктуаций, а по ходу скользящих средних за 27 сут аномалий температуры – очень схожими друг с другом. Видно, что аномалии температуры всех станций следуют за изменениями перигейного расстояния Луны. Лишь в сентябре-октябре 2017 г. наметилась тенденция более быстрого похолодания, хотя во время максимума перигейного расстояния 13 сентября 2017 г., как и ранее (3 марта 2017 г. и 27 июля 2016 г.), были побиты рекорды максимальной температуры во многих городах ЕТР.

Природа 206-суточного лунного цикла

Цикл 206 суток известен в астрономии как половина главного лунного цикла (412 сут, периода изменчивости длительности лунного месяца). С физической точки зрения цикл 206 суток – это период биений частот аномалистического месяца (промежутка времени между двумя последовательными прохождениями Луны через перигей – 27,55 сут) и синодического месяца (связанного с движением Луны относительно Солнца и соответствующего изменению лунных фаз; он равен 29,53 сут) [4, 8] либо синодического месяца и периода эвекции (искажения орбиты, вызванного влиянием притяжения Солнца) в параллаксе Луны (31,81 сут).

Перигейный конец линии апсид (линии, соединяющей перигей с апогеем) лунной орбиты непрерывно перемещается по небесной сфере с запада на восток, возвращаясь примерно к тому же самому положению относительно звезд через каждые 8,85 года. Наше светило совершает оборот по созвездиям зодиака в том же направлении за 1 год. Поэтому, если перигейный конец линии апсид стартует в момент, когда он повернут к Солнцу, потребуется еще 1,127 года (411,8 дня), чтобы он снова вернулся в исходную конфигурацию. Это верно, потому что частоты (обратные периодам) двух рассматриваемых обращений вычитаются:

1 1 − 1 8,85 = 1 1,127 .

Понятно, что через 206 сут перигейный конец лунной орбиты сделает половину оборота и будет повернут в противоположном от Солнца направлении. Фаза Луны при этом сменится на противоположную (повторится она через 412 дней).

Детали приливной цикличности

Описанная цикличность взаимных конфигураций двух орбит воздействует на лунные и земные процессы. Например, расстояние между Луной и Землей при прохождении перигея изменяется от 370 тыс. до 356 тыс. км с периодом 206 сут. Этот феномен иллюстрирует рис. 1, где ромбиками нанесены отклонения перигейных расстояний от их среднего значения, составляющего 362 464 км, а динамика изменений изображена пунктирной кривой. Продолжительность лунного аномалистического месяца тоже изменяется от 28,5 до 24,8 сут с периодом 206 сут. Земля в своем движении вокруг барицентра системы Земля – Луна отражает все движения Луны в масштабе 1:81. Поэтому планета имеет аналогичные вариации перицентрического расстояния и угловой скорости месячного обращения вокруг барицентра с периодом 206 сут [4, 8].

206-суточная цикличность особенностей месячного обращения Земли отражается на процессах в земных оболочках, прежде всего в атмосфере и гидросфере. Посмотрим, например, как (по данным работы Ю. Н. Авсюка и Л. Н. Маслова [7]) изменяется наибольший размах колебаний уровня моря во время полнолуний и новолуний в различных портах земного шара.

На рис. 3 видно, что все приливные кривые одинаковых фаз Луны хорошо аппроксимируются синусоидой с периодом примерно 412 сут и амплитудой около 60 см. Период биений (промежуток времени между соседними узлами или пучностями) сизигийных (относящихся к ново- или полнолуниям) кривых равен 206 сут. Этот рисунок информативен в плане зацепки к исследованию механизма формирования 206-суточного цикла аномалий температуры. Он наводит на мысль, что колебания атмосферной циркуляции повторяют динамику сизигийных (самых мощных, поскольку приливообразующие силы Земли и Солнца действуют вдоль одного направления) приливов в океане, что может привести к формированию 206-суточных колебаний температуры воздуха. В частности, на рис. 3 видно, что в полнолуния и новолуния в периоды пучностей сизигийные приливы имеют противоположные фазы, а вблизи узлов эти приливы практически одинаковы. При подобном поведении атмосферного давления это может означать, что в периоды пучностей сизигийных приливов преобладает чередование полумесячных циклонических и антициклонических процессов, а вблизи узлов – их замирание. Такая динамика атмосферных процессов может привести к значительному отличию формирования температурного режима воздуха «во время пучностей» от режима формирования «вблизи узлов». Период этих различий и будет 206 сут.

Однако исследование физического механизма возникновения 206-суточных колебаний температуры воздуха – это задача дальнейшего изучения. Цель нашего сообщения – проинформировать о впервые замеченном явном проявлении 206-суточного лунного цикла в развитии погодных процессов на европейской территории России.

Влияние на сезоны

206-суточный цикл аномалий температуры приводит к нарушению сезонного температурного хода. Например, на ЕТР в 2016 г. вследствие его вклада зима наступила почти на месяц раньше, а лето 2017 г. – на месяц позже обычных сроков. За этим последовал сдвиг лета на август и задержка в наступлении осени. В январе 2018 г. фазы 206-суточного лунного и годового солнечного циклов совпали, и зима, хоть и мягкая и малоснежная вначале, но многоснежная и морозная в конце, состоялась.

На рассмотренном интервале времени совпали два экстремума (максимумы или минимумы) перигейного расстояния и температуры на ЕТР. Вырисовывается интересная зависимость: тяга случаев с рекордной максимальной температурой к максимумам перигейного расстояния, а случаев минимальной температуры – к его минимумам. Так, по данным ежедневного Гидрометеорологического бюллетеня Гидрометцентра России, вблизи максимума перигейного расстояния 1 марта 2017 г. были побиты абсолютные максимумы температуры в Москве, Санкт-Петербурге, Брянске, Ростове-на-Дону, Кирове и ряде других городов. Около последующего максимума расстояния (13 сентября) температура снова превысила установленные ранее для 12 сентября значения максимальной температуры в Великих Луках, Смоленске, Твери, Рыбинске, Симферополе, Анапе, Краснодаре и др. Случаи обновления абсолютных минимумов температуры происходят значительно реже – вероятно, вследствие глобального потепления климата. Около минимума расстояния 26 мая – 20 июня 2017 г. отмечались заморозки на ЕТР и обновились рекорды минимальной температуры в Архангельске, Липецке, Пскове, Тамбове, Уфе и др.

Однако было бы неверно думать, что корреляция перигейного расстояния Луны с аномалиями температуры, представленная на рис. 1 и 2, может существовать постоянно. Весьма вероятно, что описанный случай есть редкий эпизод синхронизации колебаний атмосферной циркуляции с колебаниями геодинамических сил в системе Земля – Луна – Солнце. Некоторые примеры такой синхронизации приведены в работах одного из авторов [4-6]. Понятно, что возможность синхронизации зависит от сезона года. 206-суточный цикл кратен четырем годам в отношении 1:7. Через четыре года фаза данного цикла становится близкой к исходному сезону года. Казалось бы, максимальная корреляция аномалий температуры с перигейным расстоянием должна была бы иметь четырехлетнюю цикличность. Но оказалось, что она тяготеет к восьмилетнему циклу. Через четыре года фазы Луны изменяются на противоположные (вместо новолуний наблюдаются полнолуния). Напомним, что при новолунии Луна находится между Солнцем и Землей, а при полнолунии между Солнцем и Луной оказывается Земля. В этих случаях конфигурация гравитационных сил совершенно разная. Только через восемь лет повторяются и сезоны года, и одноименные фазы Луны, а 206-суточный цикл в изменениях аномалий температуры и перигейного расстояния проявляется при повторении взаимных конфигураций расположения Земли, Луны и Солнца.

Авторы выражают благодарность О. В. Микушиной за помощь в построении графиков.

Литература

1. Багров А. Н., Локтионова Е. А. Новая технология подготовки исходной информации для долгосрочных прогнозов погоды // Метеорология и Гидрология. 1994; 11: 100-109.

2. Гордин В. А. Об обратной интерполяции осредненных значений применительно к климатической информации // Метеорология и Гидрология. 1994; 11: 110-114.

3. Сидоренков Н. С., Сумерова К. А. Биения колебаний температуры как причина аномально жаркого лета 2010 г. на европейской территории России // Метеорология и Гидрология. 2012; 6: 81-94.

4. Сидоренков Н. С. Небесно-механические причины изменений погоды и климата // Геофизические процессы и биосфера. 2015; 14(3): 5-26; Sidorenkov N. S. Celestial mechanical causes of weather and climate change // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2016; 52(7): 667-682. DOI: 10.1134/S0001433816070094.

5. Сидоренков Н. С. О синхронизации атмосферных процессов с частотами системы Земля – Луна – Солнце // Труды Гидрометцентра России. 2016; 359: 33-47.

6. Сидоренков Н. С. О синхронизации частот земных и небесных процессов // Система «Планета Земля». М., 2017; 58-66.

7. Avsuk Yu. N., Maslov L. A. Long period tidal force variations and regularities in orbital motion of the Earth-Moon binary planet system // Earth, Moon, and Planets. 2011; 108(1): 77-85. DOI: 10.1007/s11038-011-9381-8.

8. Sidorenkov N. S. The interaction between Earth’s rotation and geophysical processes. Weinheim, 2009.

Подробнее см.: Академик РАН: Ураган в Москве – признак перехода к холодному циклу в 35 лет // EADaily, 30.05.2017.

Источник