Gibt es einen Punkt auf der Erde, an dem der Mond für längere Zeit unter dem Horizont bleibt?

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Als ich eine Klasse unterrichtete, warum die Erde heute Jahreszeiten hat, erwähnte ich, wie die Pole der Erde Monate des Tageslichts und der Dunkelheit erleben. Dann fragte einer meiner Schüler, ob der Mond auch verschwindet.

Mit einem Orrery und einer Schnur haben wir die Umlaufbahn des Mondes um die Erde untersucht und versucht, einen Ort zu finden, an dem sich der Mond für eine gesamte Umlaufbahn unter dem Horizont befand. Bei unseren Versuchen konnten wir keinen solchen Ort finden, obwohl einige Studenten spekulierten, dass der Mond, wenn Sie zur richtigen Zeit am richtigen Ort wären, eine vollständige Umlaufbahn einnehmen könnte, während er teilweise vom Horizont verdeckt wird.

Gibt es einen Ort auf der Erde, an dem der Mond über längere Zeit nicht zu sehen ist, wie die Sonne in nördlichen Breiten? Oder macht die Tatsache, dass es um die Erde kreist, dies unmöglich?

Kupyn
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Einen Mondaufgangs- / Monduntergangskalender für den Südpol finden Sie hier: timeanddate.com/moon/antarctica/south-pole . Sie können sehen, dass der Mond nie länger als ein paar Wochen untergeht.
David H
Ich würde sagen, je länger Sie vermeiden können, dass es genau die Hälfte der siderischen Mondperiode ist, und das sind ungefähr 13,5 Tage.
Harogaston
In einer Höhle :-) Mir ist klar, dass dies nicht die "Absicht" der Frage beantwortet, also habe ich es stattdessen als Kommentar hinterlassen.
Jonathan

Antworten:

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Hängt von der Interpretation Ihrer Frage ab ... Die besten Orte, um den Mond nicht zu beobachten, sind der Nord- und Südpol. Am Nordpol können Sie nur Objekte über dem Himmelsäquator sehen. Wenn der Mond die Erde in einem Monat umkreist, ist seine Umlaufbahn vom Himmelsäquator aus geneigt. Diese Neigung entspricht fast der Neigung der Ekliptik (Sonnenbahn) zum Himmelsäquator. Die Ekliptik kreuzt den Äquator an zwei gegenüberliegenden Punkten der Himmelssphäre. Dies bedeutet, dass für ungefähr die Hälfte seiner Umlaufbahn die Sonne und, da die Umlaufbahn des Mondes sich in der Nähe der Ekliptik befindet, auch der Mond über der Ekliptik liegt und daher vom Nordpol aus sichtbar ist.

Davon abgesehen folgt der Mond der Ekliptik nicht genau, da die Umlaufbahn des Mondes von der Ekliptik um etwa 5 ° geneigt ist. Die Neigung der Ekliptik beträgt 23 °, so dass unter ganz besonderen Umständen die maximale Höhe des Mondes über dem Horizont am Nordpol während eines Monats 18 ° beträgt. Die Dauer, die der Mond am Nordpol über dem Horizont sein wird, wird seinungefähr 10 Tage (eine Vermutung) ca. 13,6 Tage (bearbeiten: siehe Kommentare unten).

Wenn wir Ihre Frage folgendermaßen interpretieren: Gibt es einen Ort, an dem sich der Mond über einen längeren Zeitraum (> 1 Monat) unter dem Horizont befindet, lautet die Antwort NEIN.

Wenn dies jedoch in der Nähe von Juni geschieht, befindet sich die Sonne auch am Nordpol über dem Horizont (für sechs Monate), und da sich der Mond in der Nähe der Sonne befindet (da er mehr oder weniger der Ekliptik folgt), ist dies der Fall Während dieser Zeit ist es sehr schwer, den Mond zu sehen. Also , wenn Sie konkret fragen , ob der Mond nicht sein sichtbar für einen längeren Zeitraum, dann ist die Antwort ja.

Und es gibt natürlich auch Plätze mit ewiger Wolkendecke ;-)

Dieudonné
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1
Tolle Antwort, aber ich möchte hinzufügen, dass die von Ihnen gemachte Vermutung von 10 Tagen falsch ist. Die Umlaufbahn des Mondes schneidet den Himmelsäquator immer an zwei diametral entgegengesetzten Punkten (da beide große Kreise sind), und von der Erde aus gesehen beträgt der Zeitraum zwischen diesen beiden Punkten immer etwa 13-14 Tage (ungefähr die Hälfte von ~ 27,2 Tagen) Dies ist die drakonische Periode, 'ungefähr' wegen der Exzentrizität der Mondbahn und ihrer Größeneffekte auf die Aufstiegs- und Untergangszeiten usw.).
Takku
@ Takku Ja, du hast recht! Habe das leider nicht durchgedacht. Ich habe die Antwort entsprechend bearbeitet.
Dieudonné
Dies setzt voraus, dass der Mond ein Punkt ist (keine Scheibe) und es keine Brechung gibt. Wenn Sie beide berücksichtigen, könnte die Antwort zufällig näher bei 10 Tagen liegen.
barrycarter
5

Bei 87 Grad südlicher Breite auf dem Nullmeridian (0 Grad östlicher Länge) ging der Mond am 22. November 2012 um 0121 UTC unter und stieg erst am 6. Dezember 2012 um 2356 wieder auf, für eine mondlose Periode von 14 Tagen, 22 Stunden und 35 Minuten. Siehe unten stehende Vorsichtsmaßnahmen.

Sie können diese Berechnung "verifizieren", indem Sie http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php besuchen und folgende Parameter eingeben:

Bildbeschreibung hier eingeben

Um dieses Ergebnis zu erhalten:


Sun or Moon Rise/Set Table for One Year
             o  ,    o  ,                                                                              Astronomical Applications Dept.
Location:  000 00, S87 00                         Rise and Set for the Moon for 2012                   U. S. Naval Observatory        
                                                                                                       Washington, DC  20392-5420     
                                                            Universal Time                                                            


       Jan.       Feb.       Mar.       Apr.       May        June       July       Aug.       Sept.      Oct.       Nov.       Dec.  
Day Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set
     h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m
01  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1821       **** ****  **** ****  **** ****       0649  ---- ----  ---- ----  ---- ----
02  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1255 0021  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
03  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
04  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1718       **** ****  **** ****  **** ****  1900 1121  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
05  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1030 0834  **** ****  **** ****  **** ****       0634  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
06  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  2356     
07  ---- ----  ---- ----  2222       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****
08  ---- ----  ---- ----  1634 0339  **** ****  **** ****  **** ****       1038  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****
09  ---- ----  2057       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  0200 0451  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0427 1338  **** ****
09                                                                                                                2341                
10  ---- ----  1425 1149  **** ****  **** ****  **** ****  2154 1518  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
11  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****       1029  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
12  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
13  2049       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0357       **** ****  **** ****
14  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****       1502  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****
15  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  0304 1024  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0824 1654  **** ****  **** ****  **** ****
16  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0325       **** ****  **** ****  **** ****
17  **** ****  **** ****  **** ****       1533  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****
18  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****
19  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0754       **** ****  **** ****  **** ****  1143 0118
19                                                                                                                                2046
20  **** ****  **** ****       2102  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----
21  **** ****  **** ****  0252 1604  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----
22  **** ****       2040  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1324 1819  **** ****  **** ****  **** ****       0121  ---- ----
23  **** ****  0810 1556  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0758       **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----
24  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----
25  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1253 2338  **** ****  **** ****  **** ****  1214 0649  ---- ----  ---- ----
26       2026  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0757       **** ****  **** ****  **** ****       0154  ---- ----  ---- ----
27  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----
28  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  1659 0645  ---- ----  ---- ----  ---- ----
29  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1303       **** ****  **** ****  **** ****       0213  ---- ----  ---- ----  ---- ----
30  ---- ----             ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
31  ---- ----             ---- ----             **** ****             **** ****  **** ****             ---- ----             ---- ----

(**** object continuously above horizon)                                                      (---- object continuously below horizon)

NOTE: BLANK SPACES IN THE TABLE INDICATE THAT A RISING OR A SETTING DID NOT OCCUR DURING THAT 24 HR INTERVAL.

Beachten Sie, dass vom 22. November bis zum 06. Dezember (nicht inklusive) der Anstieg und der Abfall beide "----" sind, was "Objekt ununterbrochen unter dem Horizont" anzeigt.

Vorsichtsmaßnahmen / Hinweise:

  • Wie in der obigen Tabelle gehe ich von 34 Bogenminuten Brechung am Horizont aus. Dies ist für die meisten Standorte angemessen, bei 87 Grad südlicher Breite jedoch möglicherweise nicht zumutbar. Wenn die Brechung während der berechneten mondlosen Periode höher war, ist der Mond möglicherweise kurz aufgegangen.

  • Dies ist die längste mondlose Periode, die ich zwischen dem 2. Januar 2000 und dem 12. März 2016 in Ordnung bringen konnte. Dies ist das Zeitlimit des von mir verwendeten Programms. Es kann längere mondlose Perioden außerhalb dieses Intervalls geben.

  • Der Prozess, den ich verwendet habe, ist nicht garantiert, um die längste mondlose Periode selbst innerhalb des obigen Intervalls zu finden . Mit anderen Worten, es könnte eine längere mondlose Periode geben, die ich verpasst habe.

  • Es ist etwas überraschend, dass die längste mondlose Periode so weit von den Polen entfernt ist (dh 3 Grad vom Südpol). Dies ist teilweise auf die Brechung und die Tatsache zurückzuführen, dass der Mond einen Winkeldurchmesser hat und nicht nur ein geometrischer Punkt ist. Außerdem kann die Höhe des Mondes um 3 Grad unter 87 Grad gegenüber dem Pol liegen, so dass der Mond etwas länger unter dem Horizont bleibt.

  • Die längste mondlose Periode am Südpol (mit obigen Einschränkungen) war vom 1. Juni 2013 um 1104 Uhr bis zum 16. Juni 2013 um 0719 Uhr, ungefähr zweieinhalb Stunden weniger als die kürzeste mondlose Periode, die ich insgesamt gefunden habe.

  • Die längste mondlose Periode am Nordpol war vom 18. Dezember 2008 um 2311 bis zum 2. Januar 2009 um 1155 Uhr und damit etwa eine halbe Stunde kürzer als die Zeit am Südpol.

  • Das Programm, das ich geschrieben habe, um es zu finden:

https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/bc-solve-astro-5894.c

barrycarter
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Wenn Sie weit genug nach Norden oder Süden gehen, erreichen Sie einen Breitengrad, bei dem der Mond mehrere Tage lang unter dem Horizont sein kann, genau wie bei der Mitternachtssonne. Aus dem gleichen Grund kann es auch mehrere Tage lang über dem Horizont sein.

Am Nord- oder Südpol kann der Mond fast zwei Wochen lang kontinuierlich über oder unter dem Horizont stehen.

JayT
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