Высота светила в верхней кульминации наибольшая, а в нижней - наименьшая

Для незаходящих звезд в северном полушарии выполняется соотношение:

δ >90º-φ

Для невосходящих звезд в северном полушарии выполняется соотношение:

δ >-(90º-φ)

Таким образом, если склонение звезды δ удовлетворяет условию

-(90º-φ) < δ <90º-φ

то звезда периодически восходит и заходит.

Созвездия северной околополярной области для d> 90-j [1] наблюдаются в любое время года. Звезды этой области являются незаходящими, а противоположная область(южная околополярная) является невосходящей для склонений d < -(90-j)

Чтобы определить условие видимости светил и их расположение относительно горизонта на момент наблюдения, нужно использовать подвижную карту звездного неба.

В центре карты расположен северный полюс мира и рядом с ним Полярная звезда (a Малой Медведицы). От северного полюса мира расходятся радиусы, изображающие круги склонения, у основания которых проставлены числа, обозначающие прямое восхождение (a), выраженное в часах. Начальный круг склонения, оцифрованный нулем (0^ч), проходит через точку весеннего равноденствия, обозначенную знаком ^. Диаметрально противоположный круг склонения, с прямым восхождением a = 12ч, проходит через точку осеннего равноденствия d.

Концентрические окружности на карте изображают небесные параллели, а числа у точек их пересечения с нулевым и 12-часовым кругами склонения показывают их склонение (d), выраженное в градусах. Третья по счету от полюса мира окружность, имеющая нулевое склонение, представляет собой небесный экватор, внутри которого расположена северная небесная полусфера, а вне его — пояс южной небесной полусферы до склонения d= —45°. Так как в действительности диаметры небесных параллелей меньше диаметра небесного экватора (на карте небесные параллели южной полусферы вынужденно изображены больших размеров), то вид созвездий южного неба несколько искажен, что следует иметь в виду при изучении звездного неба.

Эклиптика изображена на карте эксцентрическим овалом, пересекающимся с небесным экватором в двух равноденственных точках. Точки солнцестояний на карте не изображены, но их легко отыскать: точка летнего солнцестояния лежит в северной небесной полусфере, на пересечении эклиптики с 6-часовым кругом склонения; точка зимнего солнцестояния лежит в южной небесной полусфере, на пересечении эклиптики с 18-часовым кругом склонения.

На обрезе карты нанесены названия месяцев и даты. Направление счета месяцев, дат и прямого восхождения — по вращению часовой стрелки. В этом же направлении перемещается по эклиптике Солнце.

К карте приложен накладной круг, внутри которого начерчены оцифрованные пересекающиеся овалы, а по обрезу нанесен часовой лимб, изображающий часы суток по среднему солнечному времени Т_l. Направление счета времени на этом лимбе — против вращения часовой стрелки.

Для перехода от показаний наших часов Т к среднему солнечному времени Т_l необходимо вычислить поправку t_l с учетом летнего времени. Если t_l не превышает 15 мин, то можно пользоваться системой счета времени, принятой в данном пункте. Если же эта поправка значительна, то момент по среднему времени T_l=T— t_l.

Пример: (В осенне-зимний период: t_l=Т_{Н.Новгорода}-Т_Москвы+3^ч-l_{Н.Новгорода}

В весенне-летний период: t_l=Т_{Н.Новгорода}-Т_Москвы+4^ч-l_{Н.Новгорода})

Контур овального выреза в накладном круге изображает горизонт, и его основные точки обозначены буквами Ю (точка юга), 3 (точка запада), С (точка севера) и В (точка востока). Между точками Ю и С можно натянуть темную нить, которая будет изображать небесный меридиан. При работе с картой накладной круг накладывается на карту всегда концентрично, причем нить (небесный меридиан) должна обязательно проходить через северный полюс мира. Тогда отрезок нити, расположенный между северным полюсом мира и точкой Ю, представит южную половину небесного меридиана, а остальной ее отрезок — северную его половину.

Наложив круг концентрично на карту, следует на нити отметить (хотя бы узелком) точку ее пересечения с небесной параллелью, склонение которой равно географической широте (или близко к ней) места наблюдений. Эта точка, лежащая вблизи центра выреза накладного круга, изобразит зенит, и от нее полезно протянуть нити к точкам востока (В) и запада (3). Такие нити помогут ориентироваться при отыскании направлений, в которых расположены искомые светила.

Чтобы определить вид звездного неба на интересующий момент суток определенного дня года (даты), достаточно наложить круг концентрично на карту (нить-меридиан проходит через полюс мира) так, чтобы штрих момента времени совпал со штрихом заданной даты, и тогда звезды, находящиеся в данный момент над горизонтом, окажутся расположенными внутри овального выреза. На самом контуре выреза, между его точками Ю, В и С, расположатся восходящие в этот момент звезды, а между его точками Ю, 3 и С — звезды заходящие. Закрытые накладным кругом звезды в этот момент находятся под горизонтом.

С помощью карты легко найти приближенные моменты времени верхней и нижней кульминации, восхода и захода звезд в различные дни года или, наоборот, даты, в которые указанные явления происходят в определенные (заданные) моменты времени.

Если наложить круг концентрично на карту так, чтобы интересующая звезда расположилась на нити-меридиане между северным полюсом мира и точкой юга, то совпадающие штрихи времени и дат покажут моменты верхней кульминации звезды в различные дни года. Чтобы найти моменты нижней кульминации, достаточно к моментам верхней кульминации прибавить 12^ч (точнее, 11^ч 58^м).

Для определения моментов времени восхода или захода светила следует повернуть накладной круг так, чтобы при его концентрическом расположении на карте светило находилось на восточной (дуга ЮВС, восход) или на западной (дуга ЮЗС, заход) стороне горизонта, т. е. на внутреннем вырезе накладного круга.

Определение по подвижной карте моментов времени рассмотренных явлений в разные даты покажет, что эти моменты у всех звезд плавно изменяются на протяжении года и спустя год возвращаются к исходным значениям.

Те же задачи можно решать для Солнца и планет, для чего следует нанести их положение на карту. Чтобы установить положение Солнца, достаточно приложить линейку к северному полюсу мира и штриху заданной даты и найти точку пересечения линейки с эклиптикой. Для определения приближенного положения планет нужно знать только их прямое восхождение, так как эти светила не отходят далеко от эклиптики. Что касается Луны, то из-за быстрого движения ее координаты на протяжении суток значительно изменяются, и поэтому определение по подвижной карте моментов ее восхода и захода лишено смысла.

Для отыскания созвездий на звездном небе не следует обращаться к земным ориентирам, а надо использовать незаходящие околополярные созвездия. Лучшими ориентирами являются созвездия Большой медведицы и Полярная звезда. (см. схему ориентирования по Большой Медведице)

Схема ориентирования по Большой Медведице