نزدیکترین نقطه زمین به خورشید

نزدیکترین نقطه زمین به خورشید

مدتی پیش در تعدادی از وب سایت ها مطالبی منتشر شده بود که به نزدیک ترین نقطه زمین به خورشید اشاره کرده بودند. این مطالب که همگی از یک منبع گرفته بودند یکی از ارتفاعات جنوب ایران را به علت نزدیکی به خط استوا به عنوان نزدیک ترین نقطه زمین به خورشید معرفی کرده بودند. از آنجایی که این موضوع، مسأله ای جغرافیایی است که می تواند از طریق محاسبه یا اندازه گیری جوابی داشته باشد نگارنده این نوشتار را بر آن داشت که در این زمینه بررسی بیشتری انجام دهد و ببیند که تاکنون چه تحقیقاتی در این زمینه در متون علمی منتشر شده است.

بر اساس بررسی های انجام شده، تحقیقی روی این موضوع در سایت های علمی مشاهده نمی شود. از آنجایی که یکی از معیارهای مهم انتشار یک مقاله در انتشارات معتبر اهمیت اصل مسأله است، شاید بتوان گفت که موضوع نزدیکترین نقطه زمین به خورشید اهمیت چندانی ندارد و حتی اگر این مسأله جواب نامعلومی داشته باشد طرح این سؤال موضوعیت چندانی در حد انتشار در مراجع معتبر علمی نداشته است. با این حال اگر جواب این مسأله مشخص باشد ممکن است این سؤال پیش بیاید که چرا این نقطه تاکنون معرفی نشده است.

در این نوشتار، با رویکردی محاسباتی به این مسأله نگاه می شود و ضمن استخراج روابط ریاضی حاکم بر این مسأله نشان داده می شود که جواب این مسأله چگونه بدست می آید. استنباط می شود که جواب این مسأله با حل معادلات ساده ریاضیات متوسطه بدست می آید و مشخص می شود که چه نقطه یا نقاطی از کره زمین به خورشید نزدیک تر هستند. ابتدا بدون توسل به روابط ریاضی و تنها با نگاهی تصویری، تخمینی زده می شود که چه مناطقی از کره زمین می توانند به خورشید نزدیک تر باشند. به عبارتی بدون هیچگونه محاسبه و معادله ای فقط با نگاهی به این منظومه مشخص می شود که کدام نقاط زمین بیش از همه پتانسیل نزدیکی به خورشید را دارند.

اشکال 1 و 2 نمایی از مدار زمین دور خورشید را نشان می دهند. همانطور که می دانیم کره زمین با انحراف زاویه تقریبی 23.5 درجه از محور اصلی (گذرنده از قطب ها) حول خورشید در یک مدار بیضوی شکل می چرخد. این پدیده سبب 2 خاصیت مهم می شود. اول اینکه باعث می شود خورشید در طول سال با زوایای متفاوتی به زمین بخورد و پدیده فصل ها را پدید آورد. دقت کنیم که ایجاد فصل ها و گرم و سرد شدن هوا (تابستان و زمستان در نیمکره شمالی) نه به علت مدار بیضوی شکل زمین است که تصور شود هنگامی که زمین به خورشید نزدیکتر است، گرمتر و هنگامی که دورتر است سردتر است. بلکه برعکس، در زمستان (در نیمکره شمالی) زمین نسبت به خورشید در موقعیت نزدیک تری قرار می گیرد و در ماه های همین فصل است که مایل ترین زاویه تابش خورشید به زمین ایجاد می شود. این نکته در شکل 1 به وضوح دیده می شود.

شکل 1. چرخش زمین به دور خورشید و زاویه انحراف محوری زمین در زمستان و تابستان

شکل 2. انحراف محوری زمین در چهار فصل

نکته دوم و مهمتر اینکه همانطور که در شکل 1 مشاهده می شود به علت وجود زاویه انحرافی از محور زمین، هنگامی که زمین در نزدیک ترین فاصله خود به خورشید قرار می گیرد، نقاط نیمکره شمالی در مقایسه با نیمکره جنوبی از خورشید دورتر می شوند. اگر زاویه انحرافی وجود نداشت، نقاط روی استوا به خورشید نزدیک تر بودند اما با وجود این زاویه، این نقاط جنوب استوا هستند که نه تنها نسبت به نقاط شمال آن در موقعیت نزدیک تری نسبت به خورشید قرار می گیرند بلکه از خود نقاط استوا هم به خورشید نزدیکتر هستند. به عبارتی دیگر به فرض مساوی گرفتن ارتفاعات نامزد شده برای نزدیک ترین نقطه به خورشید، باید به دنبال ارتفاعاتی در جنوب خط استوا گشت.

حال سؤال این است که ارتفاع نقاط زمین (بلندی کوه ها) تا چه حد در نزدیک تر شدن به خورشید تأثیر دارد. کدامیک تعیین کننده تر است؟ ارتفاع کوه یا فاصله تا خط استوا. درست است که هر چه کوهی بلندتر باشد به خورشید نزدیک است اما از طرفی دیگر هر چه این کوه از استوا دورتر باشد از خورشید دورتر می شود. حال کدامیک تعیین کننده تر است؟ پیشاپیش می توان حدس زد که با توجه به بزرگی شعاع زمین در مقایسه با ارتفاع کوه ها، موقعیت جغرافیایی کوه ها به لحاظ نزدیکی به استوا تعیین کننده تر از ارتفاع آن است. در ادامه، صحت این حدس را به صورت دقیق از طریق معادلات ریاضی نشان می دهیم.

تبیین ریاضی نزدیک ترین نقطه زمین به خورشید به یک مسأله ی ساده ی فاصله نقاط روی یک بیضی تا مرکز یک کره منجر می شود. این معادله و نتیجه محاسبات آن در اشکال 3 و 4 نشان داده شده است.

شکل 3 . نمایش معادلات فاصله نقاط زمین از مرکز خورشید

شکل 4 فواصل سطح دریا در نقاط مختلف زمین از مرکز خورشید را نشان می دهد. همانطور که دیده می شود کمترین فاصله در عرض جغرافیایی 23 درجه و 44 دقیقه جنوبی قرار دارد. همچنین مشاهده می شود که در عرض جغرافیایی 27 درجه و 59 دقیقه شمالی – یعنی جایی که اورست (بلندترین کوه جهان) قرار دارد - این اختلاف فاصله برابر 2400 کیلومتر است. به معنای دیگر اگر کوه اورست حدود 2400 کیلومتر بلند باشد باز در مقایسه با سطح دریایی که در عرض جغرافیایی مزبور قرار دارد از خورشید دورتر است. این یعنی اینکه عرض جغرافیایی فاکتور بسیار مؤثری در تعیین فاصله نقاط زمین از خورشید است.

شکل 4 . فواصل سطح دریا در نقاط مختلف زمین از مرکز خورشید

شکل 5 فاصله ارتفاعاتی به بلندی 2 کوه دوم و پنجاه و هفتم جهان از خورشید را نشان می دهد که البته به علت فاصله بسیار زیاد با خورشید نمودار آنها از همدیگر قابل تشخیص نیست. همانطور که دیده می شود کوه K2 (دومین کوه بلند جهان واقع در عرض جغرافیایی 35 درجه و 52 دقیقه شمالی در مرزهای پاکستان و چین) با ارتفاع 8611 متر در مقایسه با کوه Jongsong Peak (کوه پنجاه و هفتم جهان واقع در عرض جغرافیایی 27 درجه و 53 دقیقه شمالی در مرزهای هند، چین و نپال) از خورشید دورتر است. می بینیم که با اینکه کوه K2 ، 1150 متر بلندتر از Jongsong Peak است اما به علت 8 درجه جغرافیایی دورتر بودن از استوا، 600 کیلومتر از خورشید دورتر شده است.

شکل 5 . فاصله ارتفاعاتی به بلندی 2 کوه دوم و پنجاه و هفتم جهان از خورشید

شکل 6 نشان می دهد که نزدیک ترین فاصله از خورشید در مناطق اطراف عرض جغرافیایی 23 درجه و 44 دقیقه جنوبی قرار دارد. این شکل نشان می دهد که کوه یا تپه ای به ارتفاع 1000 متر از سطح دریا در این موقعیت جغرافیایی در صورتی که در فاصله 1 درجه عرض جغرافیایی شمال و جنوبی آن، کوهی به ارتفاع 2000 متر وجود نداشته باشد و همچنین در فاصله 2 درجه عرض جغرافیایی شمالی و جنوبی این نقطه، کوهی به ارتفاع 4000 متر وجود نداشته باشد، نزدیک ترین نقطه به خورشید است. در غیر این صورت ارتفاعات مابین این نقاط در این محدوده جغرافیایی نزدیک ترین نقاط زمین به خورشید می باشند.

شکل 6 . فاصله اطراف عرض جغرافیایی 23 درجه و 44 دقیقه جنوبی از خورشید

نتیجه گیری:

- بر خلاف آنچه در برخی سایت ها آمده، نزدیکترین نقاط زمین به خورشید در نیمه جنوبی خط استوا می باشد.

- در فاصله گرفتن با خورشید عرض جغرافیایی در مقایسه با ارتفاع کوه ها به مراتب تعیین کننده تر است.

- برای یافتن نزدیک ترین نقاط به خورشید باید نقاط حول عرض جغرافیایی 23 درجه و 44 دقیقه جنوبی یعنی کشور استرالیا، کشورهای جنوبی قاره آفریقا (ماداگاسکار، نامیبیا و ...) و جنوب آمریکای جنوبی (پاراگوئه، آرژانتین، برزیل و شیلی) را جستجو کرد.

مراجع:

نزدیکترین نقطه زمین به خورشید

مطالب مشابه :

فصل ها در زمین

تنظیم شرایط محیطی

نمونه سوالات علوم زمین1

تاثیر عوامل اقلیمی در معماری

کلیات جغرافیا

هندسه

نزدیکترین نقطه زمین به خورشید

تنظیم شرایط محیطی بر اساس اقلیم شهر قم