Содержание
Горизо́нт (др.-греч. ὁρίζων — буквально: ограничивающий) — граница неба с земной или водной поверхностью [1] . По другому определению в понятие включают также видимую часть этой поверхности [2] . Различают горизонт видимый и горизонт истинный. Угол между плоскостью истинного горизонта и направлением на видимый горизонт называют наклонением горизонта (синонимы: понижение горизонта, депрессия горизонта) [3] . На иллюстрации: точка A — точка наблюдения; Н’Н — плоскость истинного горизонта; отрезок AC1 — геометрическая (теоретическая) дальность видимого горизонта; дуга AB1 — географическая дальность видимого горизонта; угол α — наклонение горизонта; B1B2B3B4 — линия видимого горизонта.
Содержание
Видимый горизонт [ править | править код ]
Видимым горизонтом называют и линию, по которой небо кажется граничащим с поверхностью Земли, и пространство неба над этой границей, и видимую наблюдателем поверхность Земли, и всё видимое вокруг наблюдателя пространство, до конечных пределов его [4] . Таким же образом понятие горизонта может быть определено для других небесных тел [5] .
Синонимы: небосклон, кругозор, небозём, небоскат, закат неба, глазоём, зреймо, завесь, закрой, озор, овидь, окоём, оглядь [6] .
Расстояние до видимого горизонта [ править | править код ]
- В случае, если видимый горизонт определять как границу между небом и Землёй, то рассчитать геометрическую дальность видимого горизонта можно, воспользовавшись теоремой Пифагора:
d = ( R + h ) 2 − R 2 <displaystyle d=<sqrt <(R+h)^<2>-R^<2>>>>Здесь d — геометрическая дальность видимого горизонта, R — радиус Земли, h — высота точки наблюдения относительно поверхности Земли [7] . В приближении, что Земля — идеально круглая и без учёта рефракции эта формула даёт хорошие результаты вплоть до высот расположения точки наблюдения порядка 100 км над поверхностью Земли. Принимая радиус Земли равным 6371 км и отбрасывая из-под корня величину h 2 , которая не слишком значима ввиду малого отношения h/R, получим ещё более простую приближённую формулу [8] : d ≈ 113 h , <displaystyle dapprox 113<sqrt
где d и h в километрах или
d ≈ 3 , 57 h , <displaystyle dapprox 3,57<sqrt
где d в километрах, а h в метрах. Ниже приведено расстояние до горизонта при наблюдении с различных высот [9] :
Высота над поверхностью Земли h | Расстояние до горизонта d | Пример места наблюдения |
---|---|---|
1,75 м | 4,7 км | стоя на земле |
25 м | 17,9 км | 8-этажный дом |
50 м | 25,3 км | колесо обозрения |
150 м | 43,8 км | воздушный шар |
2 км | 159,8 км | гора |
10 км | 357,3 км | самолёт |
350 км | 2114,0 км | космический корабль |
Дальность видимости [ править | править код ]
На рисунке справа дальность видимости объекта определяют по формуле
D B L = 3.57 ( h B + h L ) <displaystyle D_<mathrm
где D B L <displaystyle D_<mathrm
h B <displaystyle h_<mathrm >> и h L <displaystyle h_<mathrm
Если учесть земную рефракцию, то формула примет вид:
D B L 3.86 ( h B + h L ) . <displaystyle D_<mathrm
То же самое, но D B L <displaystyle D_<mathrm
D B L 2.08 ( h B + h L ) . <displaystyle D_<mathrm
Для приближённого расчёта дальности видимости объектов применяют номограмму Струйского (см. илл.): на двух крайних шкалах номограммы отмечают точки, соответствующие высоте точки наблюдения и высоте объекта, затем проводят через них прямую и на пересечении этой прямой со средней шкалой получают дальность видимости объекта [15] .
На морских картах, в лоциях и других навигационных пособиях дальность видимости маяков и огней указывается для высоты точки наблюдения равной 5 м [10] . Если высота точки наблюдения иная, то вводится поправка [16] .
Горизонт на Луне [ править | править код ]
Нужно сказать, что расстояния на Луне очень обманчивы. Благодаря отсутствию воздуха удалённые предметы видятся на Луне более чётко и поэтому всегда кажутся ближе.
Лунный горизонт практически вдвое ближе земного. При этом расстояние до лунного горизонта зрительно определить крайне сложно по причине отсутствия атмосферы [17] , а также объектов известного размера, по которым можно бы судить о масштабе.
Истинный горизонт [ править | править код ]
Истинный горизонт — мысленно воображаемый большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна отвесной линии в точке наблюдения. Аналогично общему понятию, истинным горизонтом может называться не круг, а окружность, то есть линия пересечения небесной сферы и плоскости, перпендикулярной отвесной линии.
Синонимы: математический горизонт, астрономический горизонт [18] .
Искусственный горизонт — прибор, которым пользуются для определения истинного горизонта.
Например, истинный горизонт легко определить, если поднести к глазам стакан с водой так, чтобы уровень воды был виден как прямая линия [19] .
Горизонт в философии [ править | править код ]
Понятие горизонта в философию вводит Эдмунд Гуссерль, а Гадамер определяет его следующим образом: «Горизонт — поле зрения, охватывающее и обнимающее все то, что может быть увидено из какого-либо пункта» [20]
Расчет видимого горизонта и дальности видимости в зависимости от высоты наблюдателя и наблюдаемого объекта.
Калькулятор ниже предназначен для расчета видимого горизонта и дальности видимости в зависимости от высоты наблюдателя и наблюдаемого объекта. Под ним, как водится, немного теории.
Видимый горизонт и дальность видимости
Видимый горизонт
Так как земля изогнута, наблюдателю, находящемуся, например, в море, представляется, что он находится в центре круга, по краям которого небо как бы смыкается с морской поверхностью. Эта окружность и называется видимым горизонтом наблюдателя. На картинке слева видимый горизонт обозначен пунктирной линией. То есть для наблюдателя, находящегося в точке А на высоте h от земли, видимый горизонт будет образован всеми точками касания лучей зрения земной поверхности (угол BCO равен 90 градусов).
Говоря о видимом горизонте чаще всего имеют в виду длину d отрезка BC. Длину d легко вывести из теоремы Пифагора.
где R — радиус Земли, который обычно принимают за 6378 километров.
В реальной жизни на стороне человека выступает атмосфера. Она, благодаря явлению рефракции, то есть отражения лучей в верхних слоях атмосферы, расширяет его горизонты примерно на 6% 🙂
Формула, таким образом, принимает вид
В принципе, везде (по крайней мере, насколько я находил в Интернете) для расчетов используют упрощенную формулу, из которой исключен радиус Земли. Она, кстати, вполне выводится из верхней.
, для результата в морских милях или
, для результата в километрах
Дальность видимости
Дальность видимости предметов определяется наибольшим расстоянием, на котором наблюдатель увидит вершину наблюдаемого объекта на линии горизонта. Как видно из рисунка, она зависит как от высоты наблюдателя, так и от высоты наблюдаемого объекта. Собственно, это сумма дальности видимого горизонта наблюдателя и дальности видимого горизонта наблюдаемого объекта. Это довольно важный параметр для навигации.
В калькуляторе я ее вычисляю, а на практике, насколько я понимаю, дальности видимости береговых ориентиров указываются во всяческих лоциях, мореходных таблицах и тому подобном для высоты наблюдателя, равной пяти метрам. Для поправки на фактическую высоту наблюдателя используется «номограмма для расчета дальности видимости предметов в море в дневное время при среднем состоянии атмосферы».
Таблица расстояния до горизонта (удаления горизонта) в зависимости от высоты глаз наблюдателя.
Расстояние до горизонта, конечно, можно вычислить по формуле: S = [(R+h) 2 — R 2 ] 1/2 где:
- S- высота глаз наблюдателя в метрах
- R — радиус Земли- обычно: 6367250 м
- h — высота глаз наблюдателя над поверхностью в метрах
Но намного удобнее пользоваться таблицей (которая, конечно, приблизительна, да верна только для моря, но все равно — человеку с головой — дает полное представление о явлении):