Wo kann man den Mond 24 Stunden lang beobachten?

Mondstillstand

Schätzen Sie, in welchen Breiten es möglich ist, den Mond für mindestens 24 Stunden zu beobachten.

Dies hängt von der maximalen Deklination des Mondes ab , die mit einem Zeitraum von 18,6 Jahren variiert (siehe Mondstillstand ). Bei einem kleinen Mondstillstand beträgt die Deklination höchstens 18,134°, bei einem großen Mondstillstand höchstens 28,725°.

Ich habe ein kleines Programm geschrieben, um die Position des Mondes jede halbe Stunde während eines Jahres zu zeichnen.

Diagramme

Hier ist das Polardiagramm (Azimut + Elevation) für 2015, vom Äquator aus gesehen. Es war während des letzten kleinen Stillstands, also stand der Mond nahe am Himmelsäquator :

und das gleiche Diagramm für 2025. Es wird der nächste große Stillstand sein, also wird der Mond eine viel größere Reichweite haben:

Dieses Diagramm ist praktisch, weil Sie direkt den erforderlichen Breitengrad sehen können, wenn Sie den Mond einen ganzen Tag lang sehen möchten: Es ist die niedrigste Erhebung, wenn der Mond den Meridian kreuzt .

Im Jahr 2015 müssten Sie sich mindestens auf 72 ° Breite befinden (90 ° - kleiner Mondstillstand):

Und im Jahr 2025 könnten Sie niedriger sein, bei etwa 62° (90° - großer Mondstillstand):

Im Jahr 2025, bei 72°, hätten Sie viele Tage, an denen der Mond 24 Stunden lang sichtbar ist:

Aber 2015, bei 62°, hättest du keine:

Die Diagramme hätten auf der Südhalbkugel genau die gleiche Form, aber vertikal gespiegelt.

"Code"

Als Referenz wurde das Programm in INSEL geschrieben , das Simulink ähnlich ist:

Das Diagramm wurde mit Gnuplot erstellt :

unset border
set zeroaxis
unset xtics
set ytics ("90°" 0, "80°" 10, "70°" 20, "60°" 30, "50°" 40, "40°" 50, "30°" 60, "20°" 70, "10°" 80, "0°" 90) 
set ytics axis nomirror
set rtics ("" 0, "" 10, "" 20, "" 30, "" 40, "" 50, "" 60, "" 70, "" 80, "" 90) 
set rtics scale 0
unset raxis

set rrange [0:90]
set grid polar 10

set size square

set lmargin 2
set rmargin 5
set tmargin 5
set bmargin 2

set label "N"  at 0, 93
set label "S"  at 0, -94
set label "E"  at 91, 0
set label "W"  at -97, 0

set key at 120, 105

plot data_file using 1:2 title curve_name1,\
90 with lines notitle

Überprüfung mit Stellarium

Am Morgen des 4. April 2025, bei 62°N, wird der Mond genau nach Norden sichtbar sein, bereit für eine vollständige Drehung über dem Horizont.

Stand 3. Oktober 2015, bei 72,5°N:

In der Nähe der Polen geschehen ungewöhnliche Dinge. In Teilen Grönlands, das ziemlich nahe am Nordpol liegt, geht die Sonne im Sommer nie unter und im Winter geht die Sonne nie auf. Genauso geht in manchen Sommern und Wintern dort drüben der Vollmond nie unter und der Neumond geht nie auf. Aber nicht nur zur Winter- und Sommersonnenwende kann man den ganzen Tag den Mond sehen. Tatsächlich können Sie es jeden Monat an manchen Tagen den ganzen Tag sehen. Außerdem ist die Bahnneigung des Mondes nur rund$5^\circ$. Aufgrund dieser geringen Bahnneigung kann er nur an einigen Stellen der Erde 24 Stunden lang beobachtet werden. Aber wenn seine Bahnneigung größer gewesen wäre, hätte er 24 Stunden lang rund um den Globus beobachtet werden können.

Überprüfung mit der Nachthimmelskarte von Timeanddate

Sie können auch überprüfen, ob dies richtig ist oder nicht, indem Sie die interaktive Karte des Nachthimmels von Timeanddate verwenden. Der Link ist hier: https://www.timeanddate.com/astronomy/night/
Wenn Sie dorthin gehen, wird zuerst die Karte für Ihren Standort angezeigt. Sie können die Stadt, deren Karte Sie finden möchten, in das Textfeld auf der rechten Seite eingeben. Ich habe zum Beispiel Nuuk, die Hauptstadt Grönlands, eingegeben.

^{Bildnachweis: Karte des Nachthimmels / Timeandate}

Dann ging ich zur Nachthimmelkarte von Nuuk und wählte das Datum als 5. Dezember 2021 (Neumondtag). Wie Sie im Bild unten sehen können, zeigt es oben links nicht die Anstiegs- und Untergangszeit. Das liegt daran, dass es fast Wintersonnenwende und ein Neumondtag ist. Daher geht es gar nicht auf.

^{Nachthimmelskarte vom 5. Dezember 2021, Nuuk, Grönland. Bildnachweis: Karte des Nachthimmels / Timeandate}

Ich habe dann das Datum auf den 19. Dezember 2021 (Vollmondtag) geändert. Wie Sie im Bild unten sehen können, zeigt es keine Auf- und Untergangszeit, weil es den ganzen Tag auf ist! Es zeigt auch die beste Zeit, um es zu sehen. An diesem Tag konnte man den ganzen Tag den Mond beobachten.

^{Nachthimmelskarte vom 19. Dezember 2021, Nuuk, Grönland. Bildnachweis: Karte des Nachthimmels / Timeandate}

Außerdem gibt es jeden Monat Tage, an denen der Mond den ganzen Tag aufgeht, es gibt Tage, an denen er auf- und untergeht, und es gibt Tage, an denen er den ganzen Tag unter dem Horizont steht.

Abschließend rund um die Breitengrade$60^\circ$Zu$90^\circ$An wenigen Tagen im Monat kann der Mond 24 Stunden lang beobachtet werden .

Zusätzlich zu den vorherigen Antworten könnte ein weiterer Punkt hinzugefügt werden. Wir haben es mit dem Mond zu tun. Der Mond hat - genau wie die Sonne - tagsüber eine Bewegung nach Osten (in der Rektaszension), wodurch die Abstände zwischen den Mondaufgängen im Durchschnitt 24 Stunden 50 m voneinander entfernt sind. Die einfache Antwort, die nur die maximale Deklination des Mondes berücksichtigt, führt also zu einem Ort (dem Ort in der Nähe des Äquators), an dem der Mond für ~ 24 Stunden und 50 m zu sehen ist.

Nehmen wir nun angesichts der anderen Antworten den Extremfall an, dass die Deklination des Mondes ~ 28,5 Grad beträgt. Darüber hinaus können wir in den Einstellungen, in denen sich der Mond in seiner maximalen / minimalen Deklination befindet, mit Sicherheit davon ausgehen, dass die Mondbewegung nach Osten noch schneller ist (für weitere Informationen verweisen die Leser möglicherweise auf die „Zeitgleichung“ und den „Effekt der Neigung“. In kurz gesagt, dass bei Sonne/Mond bei Solitices/Stillstand die Tage länger werden, da die Bewegung auf der Umlaufbahn hauptsächlich in RA-Komponente ist).

Nehmen wir also beispielhaft an, dass wir in dieser Einstellung 60m einsparen – der Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden Monddurchgängen des Meridians beträgt also 25h. Bleibt die Frage, wie weit wir uns nun vom 61,5. Breitengrad an den Äquator annähern können? Auf welchem ​​Breitengrad liegt der Deklinationskreis von$\delta=28.5$den Horizont in 2 Punkte schneidet, wo der Abstand zwischen ihnen (RA-weise) genau 1 Stunde (= 15 Grad) beträgt? wenn wir markieren$\phi$als Breitengrad und$\alpha$RA für eine LST von 0. Wir wissen, dass :

Lass uns stecken$\delta=28.5$. Das Ergebnis ist etwa ~$61.3$in dem die Lücke in den Schnittpunkten RA's mit dem Horizont etwa 15 RA Grad voneinander entfernt ist. Wir können also etwa 0,2 Grad näher am Äquator sein und den Mond immer noch 24 Stunden lang sehen.

(*) Dies ist jedoch nur eine Facette und natürlich alles andere als zutreffend.

In dieser Antwort (und eigentlich in anderen Antworten ...) bin ich davon ausgegangen, dass die Deklinationskomponente tagsüber fest bleibt. Nach meiner Berechnung ist jedoch die Deklinationsbewegung des Mondes nicht zu vernachlässigen. Selbst im besten Fall eines geringfügigen Mondstillstands werden wir während eines Zeitraums von 24 Stunden mindestens eine Deklinationsbewegung von mindestens 0,3 Grad haben (wir könnten 0,15 auf jeder Seite der Grenze haben. Es scheint hier bestätigt zu werden ). Dieser Effekt sieht im Allgemeinen etwas stärker aus als der 24-Stunden-50-Meter-Effekt. Ich glaube also, dass wir uns am Ende etwas weiter vom Äquator entfernen müssen, um den Mond 24 Stunden lang zu sehen. Obwohl es schwer zu sagen ist, da die Bewegung des Mondes voller Ungleichheiten ist.

Der arktische und der antarktische Kreis sind per Definition die Breitengrade, in denen die Sonne während der Sommersonnenwende sichtbar ist. Denken Sie daran, dass die „Sommersonnenwende“ für den Polarkreis im Dezember ist. Da die tatsächliche Sonnenwende nicht genau auf den „Tag“ zentriert ist (d. h. die Mitte der Sonnenwende liegt im Allgemeinen nicht am Mittag), ist die tatsächliche Länge der Sonnensichtbarkeit komplizierter.

Der Breitengrad dieser Kreise, 66° 32′, ist 90° minus der Neigung der Erde, 23° 68′. Zur Sommersonnenwende zeigt die Neigung der Erde zur Sonne. Wenn Sie sich vorstellen, dass die y-Achse senkrecht zur Umlaufbahnebene verläuft, wobei „up“ in nördlicher Richtung liegt (das „ish“ wegen der Neigung) und die x-Achse zur Sonne zeigt, ist dies die Erdachse 23 Grad im Uhrzeigersinn von der Vertikalen geneigt. Solange Sie weniger als 23 Grad gegen den Uhrzeigersinn vom Nordpol entfernt sind, sind Sie nicht weit genug gereist, um der Neigung entgegenzuwirken, also befinden Sie sich immer noch im Sonnenlicht (wobei die Richtung gegen den Uhrzeigersinn Änderungen im Laufe des Tages darstellt; es ist unabhängig von der Länge um Mitternacht"). Da der Nordpol einen Breitengrad von 90 Grad hat, bedeutet dies, dass die Grenze bei etwas mehr als 66 Grad liegt.

All dies bezieht sich auf die Sonne, aber eine ähnliche Logik gilt für den Mond. Die Bahnebene des Mondes ist jedoch nicht genau die gleiche wie die der Erde, also sind die Zahlen nicht genau gleich. Er unterscheidet sich um etwa fünf Grad, und es variiert, in welcher Richtung dieser Unterschied in Bezug auf die Neigung der Erde liegt. So variiert der Breitengrad zwischen 66-5 und 66+5 Grad, also zwischen 61 und 71 Grad.