Научная работа: Феномены Солнца в исторической перспективе

Ряд азимутов Солнца A_S,k по формуле (50) рассчитан для ряда часовых углов щ_h,k. По значению азимута A_Shl из ряда азимутов A_S,k выбирается индекс in12, при котором азимут A_S,in12 находится вблизи значения A_Shl, но меньше его. Тогда часовой угол Солнца находится интерполяцией по следующей формуле

(88)

По часовому углу Солнца щ_hS с помощью формулы (71) рассчитывается единичная длина гномона l_sh1hl в месте нахождения бугра. Так как формула (71) и входящие в нее выражения являются сложными нелинейными зависимостями, то вычисления в п. 18 программы SunPhnmen.mcd производятся аналогично определению часового угла по формуле (88).

Наблюдаемую длину тени бугра l_Osh можно определить по космоснимку с учетом приведенного на нем масштаба длины, равному 70 м (см. рис. 22). Тогда высота бугра определяется так:

(89)

Такие расчеты выполнены для ряда точек тени и получен профиль бугра. На рис. 22b точками 1 представлен профиль бугра, определенный по замерам длины тени. Линией 2 приведена аппроксимация профиля бугра зависимостью

(90)

где H_mx = 8.76 м - высота бугра в центральной точке;

R_h = 21.2 м - радиус бугра.

В работе [23] по стереопаре снимков оценили диаметр бугра в основании: 45-48 м и его высоту: 5-6 м. Как видим, полученные по тени размеры бугра согласуются с этими оценками: диаметр бугра по тени меньше на 9.7%, а высота - больше на 37%. В работе [23] сообщается, что в месте нахождения воронки наблюдается уклон местности. Возможно, наличие уклона увеличивает высоту холма.

Рассчитаем тень от гномона, когда она падает не на горизонтальную поверхность, а имеющую уклон в к горизонтальной поверхности HH' (см. рис. 15). Обозначим длину тени гномона на наклонной поверхности l_shв = OB. В треугольнике AOB угол B = 90° - (z - S) - в. Тогда по теореме синусов l_g / sinB = OB / sin(z - S) находим длину тени гномона на наклонной поверхности OB

. (91)

После преобразования (91) длину тени гномона единичной длины на поверхности с углом уклона в получаем в виде:

, (92)

где l_sh1 - длина тени гномона единичной длины на горизонтальной поверхности;

в - угол наклона поверхности в направлении тени.

При наличии уклона в месте нахождения бугра длина тени согласно (92) увеличится. Это приведет, в соответствии с (89), к уменьшению высоты H бугра.

Представляет интерес полученный профиль (90) бугра. Если бугор образован движением льдистого материала, то его профиль даже при движении с неизменным ускорением будет такой же, как и профиль скорости. При ламинарном течении вязкой жидкости в трубе профилем скорости является парабола:

. (93)

Тогда профиль бугра будет иметь вид:

. (94)

Профиль скорости, аналогичный профилю бугра (90), получен для вертикальной скорости в сходящемся к центру течении жидкости, например, в пористой трубе с одним заглушенным торцом (см. стр. 59 [24]). Профили (90) и (94) для лучшего сравнения на рис. 23 нанесены на профиль тени. При этом в выражениях (90) и (94) вместо H_mx использована максимальная длина тени l_Oshmx = 70.4 м. Как видно из графиков, профиль (90) для сходящегося течения значительно лучше согласуется с профилем тени, нежели профиль ламинарного течения (94). Имеющееся в правой части отличие наблюдаемого профиля тени от зависимости (90) вызвано влиянием снега на правой стороне бугра (рис. 22a).

Рис. 23. Сравнение профиля тени с апроксимационными зависимостями: 1 - для сходящегося течения (90); 2 - для ламинарного течения (94); точки - по результатам измерения тени; l_sh и r - длина тени бугра и его радиус в м.

Природа образования воронки на Ямале неизвестна. В настоящее время существуют разные предположения о причинах ее возникновения. Полученный по тени профиль бугра (90) может быть объяснен стоком пласта льдистого вещества к центру бугра, вследствие чего происходит его вертикальное движение вверх. Насколько возможен такой механизм образования воронки могут показать только дальнейшие ее исследования.

Рассмотренный пример использования феноменов Солнца для аэрокосмических исследований показывает большие потенциальные возможности этого метода.

10. Заключение

Большие колебания оси вращения Земли объясняют колебания палеоклимата и имеют косвенное подтверждение в некоторых древних календарях и в исторических свидетельствах. Расшифровка древних календарей затруднена сложностью процессов, от которых зависят солнечные явления, фиксируемые календарями. Разработана теория феноменов Солнца, которая алгоритмизирована и реализована в виде программы в среде MathCad. В отличие от традиционной теории, основанной на уравнении Кеплера, в новой теории долгота л годового движения Солнца в зависимости от номера дня года определяется по результатам точного решения задачи двух тел.

Рассчитаны длительности сезонов, долготы светового дня, временные характеристики полярных дней и ночей, азимуты восходов и заходов Солнца, длины теней гномона и их азимуты, а также другие феномены Солнца для современной эпохи и для четырех экстремальных эпох на интервале 50 тысяч лет назад. По современной эпохе результаты подтверждены результатами традиционной теории феноменов Солнца и выполненными наблюдениями.

Подведен итог по основным феноменам Солнца. Рассмотрены алгоритмы восстановления отдельных параметров орбитального и вращательного движения Земли, а также широты и возраста эпохи по древним календарям. Показаны возможности разработанного алгоритма и программы SunPhnmen.mcd при аэрокосмических исследованиях рельефа Земли.

Литература

1. Смульский И.И., Сеченов К.Е. Уравнения вращательного движения Земли и их решения при воздействии Солнца и планет / Институт криосферы Земли СО РАН. - Тюмень, 2007. - 35 с. - ил. : 7. Библиогр.: 19 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 02.05.07 г. № 492-В2007. http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/UVrVzSPc.pdf.

2. . Smulsky J.J. The Influence of the Planets, Sun and Moon on the Evolution of the Earth's Axis // International Journal of Astronomy and Astrophysics, 2011, 1, 117-134. doi:10.4236/ijaa.2011.13017. http://www.SciRP.org/journal/ijaa.

3. Смульский И.И. Анализ уроков развития астрономической теории палеоклимата // Вестник Российской Академии Наук, 2013. Т. 83. № 1. С. 31-39. http://elibrary.ru/item.asp?id=18448265. doi:10.7868/S0869587313010118.

4. Смульский И.И. Основные положения и новые результаты астрономической теории изменения климата / Институт криосферы Земли СО РАН. - Тюмень, 2014. - 30 с.: ил: 16.- Библиогр.: 44 назв. - Рус. Деп . в ВИНИТИ РАН 30.09.2014, № 258-В2014. http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/OsPoATLP3.pdf.

5. Laskar J., Robutel P., Joutel F., Gastineau M., Correia A.C.M., and Levrard B. A Long-term numerical solution for the Earth // Icarus 170, 2004. Iss. 2: 343-364.

6. Смульский И.И. Новые инсоляционные периоды и последние похолодания в плиоцене / В сб. Арктика, Субарктика: мозаичность, контрастность, вариативность криосферы: Труды международной конференции / Под ред. В.П.Мельникова и Д.С.Дроздова. - Тюмень: Изд-во Эпоха, 2015. - С. 360-363. http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/smulsky_J_J2015_03_15c1.pdf.

7. Исрапилов М.И. Наскальные рисунки Дагестана и колебания полюсов и наклона оси Земли в голоцене. Махачкала: Издательство “Юпитер”. - 2003, 432 с.

8. Тилак Б.Г. Арктическая родина в Ведах. М.: ФАИР-ПРЕСС. 2002, 528 с.

9. Chippindale Ch. Stonehenge Complete: Thames & Hudson and Ithaca, London, 1983.

10. Mцrner N.-A., Lind B.G. Stonehenge Has Got a Younger Sister Ales Stones in Sweden Decoded // International Journal of Astronomy and Astrophysics, 2012, 2, 23-27 http://dx.doi.org/10.4236/ijaa.2012.21004.

11. Ларичев В.Е. Мудрость змеи: Первобытный человек, Луна и Солнце. Новосибирск: «Наука», Сибирское Отделение, 1989, 272 с.

12. Смульский И.И., Кротов О.И. Новый алгоритм расчета инсоляции Земли / Институт криосферы Земли СО РАН. - Тюмень, 2013. - 38 с. - Деп. в ВИНИТИ 08.04.2013 № 103-В2013. http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/NwAlClI2c.pdf.

13. Smulsky J.J. and Krotov O.I. New Computing Algorithm of the Earth's Insolation // Applied Physics Research, Vol. 6, No. 4; 2014, p. 56-82. http://dx.doi.org/10.5539/apr.v6n4p56.

14. Смульский И.И. Теория взаимодействия. - Новосибирск: Из-во Новосиб. ун-та, НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1999 г., 294 с. http://www.ikz.ru/~smulski/TVfulA5_2.pdf.

15. Смульский И.И. Математическая модель Солнечной системы / В сб. Теоретические и прикладные задачи нелинейного анализа. Российская Академия Наук: ВЦ им. А.А. Дородницына. М.: ВЦ РАН А.А. Дородницына, 2007. С. 119-138. http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/MatMdSS5.pdf.

16. Справочное руководство по небесной механике и астродинамике / Под ред. Дубошина Г.Н. Изд. 2-е, доп. и перераб. М., Наука, 1976, 862 с.

17. Труды ИПА РАН. Вып. 10. Эфемеридная астрономия. - Санкт-Петербург: ИПА РАН, 2004, 488 с.

18. Птолемей К. Альмагест. Математическое сочинение в тринадцати книгах. М.: Наука. Физматлит. 1998, 672 с.

19. Ньютон Р.Р. Преступление Клавдия Птолемея: пер. с англ. М.: Наука. - 1985, 384 с.

20. Smulsky J.J. The Influence of the Planets, Sun and Moon on the Evolution of the Earth's Axis // International Journal of Astronomy and Astrophysics, 2011, 1, 117-134. http://dx.doi.org/10.4236/ijaa.2011.13017.

21. Smulsky J.J. Exact Equations for the Light Doppler Effect // Journal of Modern Physics, 2014, Vol. 5, No. 16, p. 1602-1607. http://dx.doi.org/10.4236/jmp.2014.516161.

22. Богоявленский В.И., Гарагаш И.А. Обоснование процесса образования кратеров газового выброса в Арктике математическим моделированием // Арктика: экология и экономика. 2015, № 3 (19), с. 12-17.

23. Кизяков А.И., Сонюшкин А.В., Лейбман М.О., Зимин М.В, Хомутов А.В. Геоморфологические условия образования воронки газового выброса и динамика этой формы на центральном Ямале // Криосфера Земли. 2013. Т. XVII. № 4. С. 36-47.

24. Смульский И.И. Аэродинамика и процессы в вихревых камерах. - Новосибирск: ВО "Наука". - 1992, 301 с. http://www.ikz.ru/~smulski/Aerpro/aerpro.djvu.

Приложения

Таблица 1П. Длительность полярного дня (ДT_dd) и полярной ночи (ДT_dn) в эпохи T на разных широтах ц° Северного полушария: T - время в тыс. лет от 30.12.1949 г.; T_dd и T_dn - время в днях начала момента наступления полярного дня и полярной ночи, соответственно, от момента равноденствия; длительности ДT_dd и ДT_dn - в днях; EA - данные согласно [17] для современной эпохи. Продолжение Таблицы 1П см. после Таблицы 3П.