|
Abstrakt: Zvlátní shodou okolností jsou Slunce a Měsíc při pohledu ze Země téměř stejně velké. Slunce je ve skutečnosti asi 400 krát větí ne Měsíc, ale zároveň je i 400 krát dál od Země ne Měsíc, take Sluneční i Měsíční disk mají na obloze takřka shodný úhlový průměr. Díky tomu můeme ze Země pozorovat fantastický úkaz úplné zatmění Slunce. Je to úasná podívaná, provázená řadou dalích jevů. Nejznatelnějí je prudký úbytek denního světla, který je provázen ji méně citelným poklesem teploty vzduchu. A tyto dvě veličiny osvětlení a teplotu měly za úkol měřit dva automatické přístroje při zatmění Slunce 21. června 2001 v Africe.
Klíčová slova: zatmění slunce, meteorologická měření, teplota vzduchu, osvětlení
 |
Zvlátní shodou okolností jsou Slunce a Měsíc při pohledu ze Země téměř stejně velké. Slunce je ve skutečnosti asi 400 krát větí ne Měsíc, ale zároveň je i 400 krát dál od Země ne Měsíc, take Sluneční i Měsíční disk mají na obloze takřka shodný úhlový průměr. Díky tomu můeme ze Země pozorovat fantastický úkaz úplné zatmění Slunce. Je to úasná podívaná, provázená řadou dalích jevů. Nejznatelnějí je prudký úbytek denního světla, který je provázen ji méně citelným poklesem teploty vzduchu. A tyto dvě veličiny osvětlení a teplotu měly za úkol měřit dva automatické přístroje při zatmění Slunce 21. června 2001 v Africe. Experiment navazoval na podobná měření provedená v Evropě při zatmění Slunce roku 1999. Osvětlení a teplotu vzduchu tehdy měřily tři automatické moduly v pásu totality v Rakousku, Maďarsku a Rumunsku. Na zatmění v Africe byly připraveny dva měřicí moduly: jeden vezla výprava z hvězdárny v Úpici do Angoly a druhý skupina z ČVUT v Praze do Zambie.
 |
Konstrukce modulů
Měřicí moduly byly konstrukčně téměř shodné s moduly pouitými v roce 1999 v Evropě. Teplotu měřilo platinové čidlo Pt 100 ve vzduchovém kanálku a měření osvětlení zajiovaly dvě křemíkové fotodiody. Signály z čidel byly dále digitalizovány 12 bitovým A/D převodníkem a získaná data byla ukládána do pamětí. Celý proces měření byl řízen jednočipovým mikroprocesorem. Provoz byl plně automatický, take stačilo ve zvolený okamik moduly zapnout a zahájit měření po nastavené době modul sám měření ukončil. Oproti minulému zatmění se moduly dočkaly několika vylepení. Byla sníena citlivost teplotních čidel na rychlé změny teploty dané turbulencemi vzduchu a byla provedena celkově preciznějí kalibrace měřicích čidel.
Koncepce měření
Měření byla provedena shodně jako r. 1999, aby byla zachována porovnatelnost získaných dat. Délka měření byla 4 hodiny s periodou vzorkování 22 sekund. Opět se počítalo s porovnávacími měřeními den před zatměním a den po něm ve stejných časech a se shodnou délkou. Expedici v Angole se podařilo provést obě porovnávací měření, skupina v Zambii provedla pouze jedno a to den před zatměním. Moduly byly umístěny ve vodorovné poloze 1m nad zemí na volném prostranství a čelním panelem byly orientovány k severu.
Výsledky měření
V tabulce jsou uvedeny základní údaje k pozorovacím stanovitím, popis počasí a hlavní výsledky měření.
| Pozorovací stanovitě |
Angola, Ngunza |
Zambie, Lusaka |
| Zeměpisné souřadnice |
11° 7′ 29″ j..
13° 55′ 51″ v.d.
186 m n. m. |
15° 23′ 42″ j..
28° 19′ 37″ v.d.
1263 m n.m. |
| Kontakt T1 (UT, h:m:s) |
10:57:35 |
11:41:34 |
| Kontakt T2 (UT) |
12:36:15 |
13:09:19 |
| Kontakt T3 (UT) |
12:40:50 |
13:12:33 |
| Kontakt T4 (UT) |
14:08:55 |
14:27:00 |
| Délka měření (UT) |
10:42 – 14:42 |
10:43 – 14:43 |
| Perioda měření |
22 sekund |
22 sekund |
| Počasí |
Zcela jasno, slabý západní vítr |
Zcela jasno, slabý proměnlivý vítr |
| Naměřený pokles teploty |
8,7° C |
5,9° C |
| Čas, kdy osvětlení dosáhlo minimální hodnoty (srovnejte s časem kontaktu T2) |
12:36:24 |
13:09:16 |
| Zpodění minima teploty za minimem osvětlení |
12 min 6 s |
11 min |
Pozn: Středoevropský letní čas (SELČ) = UT + 2 hod. Význam kontaktů T1 – T4: T1 – začátek částečného zatmění, T2 – začátek úplného zatmění, T3 – konec úplného zatmění, T4 – konec částečného zatmění.
 |
 |
| Obr. 1 Průběh teploty a osvětlení 21.6. 2001 v Angole |
|
| Obr. 2 Průběh teploty a osvětlení 21.6. 2001 v Zambii |
|
| |
|
 |
 |
| Obr. 3 Porovnání průběhů osvětlení z Angoly a Zambie |
|
| Obr. 4 Porovnání průběhů teploty z Angoly a Zambie |
|
Na obrázcích 1 a 2 jsou pak grafy znázorňující průběhy měřených veličin v den zatmění. Teplota je znázorněna červeně, osvětlení modře. Naměřené výsledky poměrně dobře odpovídají výsledkům z roku 1999. Průběh teploty vykazuje oproti r. 1999 mení výkyvy, co je dáno nií citlivostí měření na prudké změny, jak ji bylo zmíněno výe. Zatmění Slunce na pozorovacích stanovitích nastávalo v pozdějí denní době ne r. 1999. To je patrné zejména u měření osvětlení, kdy se pokles a následný vzestup promítl ji do sestupné fáze křivky denního osvětlení.
U měření z Angoly je pokles teploty při zatmění poněkud ploí ne při zatmění v Evropě. To lze vysvětlit blízkostí Atlantského oceánu (pobřeí bylo 10 – 15 km od stanovitě), který má velkou tepelnou kapacitu. Pokles teploty o 8,7° C vůči průměrné hodnotě je přiblině stejný jako byl při minulém zatmění v Rumunsku. Potvrdilo se také postupné uklidňování chvění vzduchu s postupující fází zatmění. Tento jev je velmi dobře patrný na průběhu teploty v Angole. Průběh osvětlení potvrdil očekávání a díky bezmračné obloze je tato křivka velmi čistá. Čas kdy osvětlení pokleslo na minimální hodnotu při úplné fázi dobře odpovídá teoreticky spočítanému času T2 (začátek úplného zatmění), jak je patrné z tabulky.
U měření v Zambii je trochu překvapující nerovnoměrnost průběhu teploty během zatmění, přestoe bylo stále jasné počasí. Nicméně měřená teplota je závislá na mnoha faktorech – v této souvislosti můe mít značný vliv vítr. Pokles teploty o 5,9° C je nií ne v Angole, protoe v Zambii dolo k zatmění v pozdějí denní době a i absolutní teplota zde byla nií. V tabulce je opět srovnání teoreticky spočítaného kontaktu T2 a změřeného času, kdy osvětlení dosáhlo minimální hodnoty.
U obou skupin se té potvrdilo, e minimum teploty nastává za minimem osvětlení s několikaminutovým zpoděním. Zpodění je dobře patrné z grafů a v tabulce jsou uvedené přesné časy těchto zpodění.
Obrázky 3 a 4 zobrazují srovnání měření z obou skupin. Měření z Angoly je vyznačeno červeně, měření ze Zambie zeleně. Dobře je patrné, jak měsíční stín, letící po zemi, zastihl nejprve skupinu v Angole a po asi 33 minutách skupinu v Zambii.
Zajímavé jsou i výsledky z porovnávacích měření, které najdete na internetu na adrese: http://www.mybox.cz/netgate (Science News), kde jsou k dispozici kompletní naměřená data z experimentu.
Závěr
Dalí vyuití měřicích modulů opět ukázalo jejich výhody i slabiny. Pro dalí expedice by měli být navreny ji zcela nové a vylepené měřicí moduly. Rozhodně je třeba měřit osvětlení ve více rozsazích (s automatickým přepínáním rozsahů) a tím i s větím rozliením. Dále bude patrně třeba fyzicky oddělit řídící elektroniku a vlastní měřicí čidla. Naopak plně automatický reim měření se ukázal jako velmi vhodný (při zatmění mají pozorovatelé plné ruce práce a nemají čas na obsluhu měření) a bude pouit i nadále.
Na dalí záitek ze zatmění a na dalí měření se v Evropě můeme těit v roce 2006, kdy bude úplné zatmění Slunce (mimo jiných zemí) i v Turecku.
| World Meteorological Organization. Guide to meteorological instruments and methods of observation. Sixth edition. Geneva: WMO, 1997. |
|
