Y a-t-il un point sur terre où la lune reste sous l'horizon pendant une période de temps prolongée?

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Quand j'enseignais à une classe pourquoi la terre a des saisons aujourd'hui, j'ai mentionné comment les pôles de la terre vivent des mois de lumière du jour et d'obscurité. Un de mes élèves m'a alors demandé si la lune disparaissait également.

En utilisant une orrery et une chaîne, nous avons regardé l'orbite de la lune autour de la terre et avons essayé de trouver un endroit où la lune était sous l'horizon pour une orbite entière. Dans nos tentatives, nous n'avons pas pu trouver un tel endroit, bien que certains étudiants aient spéculé que si vous étiez au bon endroit au bon moment, la lune pourrait faire une orbite complète tout en étant partiellement obscurcie par l'horizon.

Y a-t-il un endroit sur la terre où la lune ne peut pas être vue pendant de longues périodes, comme le soleil aux latitudes nordiques? Ou le fait qu'il tourne autour de la terre rend cela impossible?

Kupyn
la source
Vous pouvez trouver un calendrier de lever / coucher de lune pour le pôle Sud ici: timeanddate.com/moon/antarctica/south-pole . Vous pouvez voir que la lune ne se couche jamais plus de deux semaines.
David H
Je dirais que plus vous pouvez l'éviter, c'est exactement la moitié de la période sidérale des lunes, et cela fait environ 13,5 jours.
harogaston
Dans une grotte :-) Je me rends compte que cela ne répond pas à "l'intention" de la question, alors je l'ai laissé comme commentaire à la place.
Jonathan

Réponses:

11

Cela dépend de l'interprétation de votre question ... Les meilleurs endroits pour ne pas observer la lune sont les pôles nord et sud. Sur le pôle nord, vous ne pourrez voir que des objets au-dessus de l'équateur céleste. Comme la lune orbite autour de la Terre en un mois, son orbite est inclinée par rapport à l'équateur céleste. Cette inclinaison est presque la même que l'inclinaison de l'écliptique (trajectoire du Soleil) avec l'équateur céleste. L'écliptique traverse l'équateur en deux points opposés de la sphère céleste. Cela signifie que pendant environ la moitié de son orbite, le Soleil, et comme l'orbite de la lune est près de l'écliptique, la Lune aussi, sera au-dessus de l'écliptique et donc visible du pôle nord.

Cela étant dit, la Lune ne suit pas l'écliptique précisément car l'orbite de la lune est inclinée de l'écliptique d'environ 5 °. L'inclinaison de l'écliptique est de 23 °, donc dans des circonstances très particulières, l'altitude maximale de la Lune au-dessus de l'horizon sur le pôle Nord sera de 18 ° pendant un mois. La durée pendant laquelle la Lune sera au-dessus de l'horizon sur le pôle nord seraenviron 10 jours (une supposition) environ 13,6 jours (modifier: voir les commentaires ci-dessous).

Donc, si nous interprétons votre question comme: Y a-t-il un endroit où la Lune sera sous l'horizon pendant une longue période (> 1 mois), alors la réponse est NON.

Mais si cela se produit près de juin, le Soleil sera également au-dessus de l'horizon au pôle nord (pendant six mois), et comme la Lune sera proche du Soleil (car elle suit plus ou moins l'écliptique), elle sera très difficile de voir la Lune pendant cette période. Donc , si vous demandez précisément si la Lune ne sera visible pendant une longue période de temps, la réponse est OUI.

Et il y a bien sûr aussi des endroits avec une couverture nuageuse perpétuelle ;-)

Dieudonné
la source
1
Excellente réponse, mais j'aimerais ajouter que la supposition que vous avez faite de 10 jours est incorrecte. L'orbite de la lune coupera toujours l'équateur céleste en deux points diamétralement opposés (puisque les deux sont de grands cercles), et vu de la terre, la période entre ces deux points sera toujours d'environ 13-14 jours (environ la moitié de ~ 27,2 jours qui est sa période draconique, "à peu près" en raison de l'excentricité de l'orbite de la lune et de ses effets de taille sur les heures de lever et de coucher, etc.).
Takku
@Takku Oui, vous avez raison! Je n'ai pas pensé à celui-là, j'ai peur.J'ai modifié la réponse en conséquence.
Dieudonné
Cela suppose que la lune est un point (pas un disque) et qu'il n'y a pas de réfraction. Si vous tenez compte de ces deux éléments, la réponse pourrait, par coïncidence, être plus proche de 10 jours.
barrycarter
5

À 87 degrés de latitude sud sur le méridien principal (0 degré de longitude est), la lune s'est établie à 0121 UTC le 22 novembre 2012, et ne s'est pas levée avant 2356 le 6 décembre 2012, pour une période totale sans lune de 14 jours, 22 heures et 35 minutes. Voir les mises en garde ci-dessous.

Vous pouvez "vérifier" ce calcul en visitant http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php et en entrant ces paramètres:

entrez la description de l'image ici

pour obtenir ce résultat:


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.

Notez que du 22 novembre au 06 décembre (non inclus), la montée et le coucher sont tous les deux "----", indiquant "objet continuellement sous l'horizon".

Mises en garde / notes:

  • Comme le tableau ci-dessus, je suppose 34 minutes d'arc de réfraction à l'horizon. C'est raisonnable pour la plupart des endroits, mais cela peut être déraisonnable à 87 degrés de latitude sud. Si la réfraction était plus élevée pendant la période sans lune calculée ci-dessus, la lune pourrait s'être levée brièvement.

  • Il s'agit de la période sans lune la plus longue que j'ai pu infliger entre le 2 janvier 2000 et le 12 mars 2016, les délais du programme que j'utilise. Il peut y avoir des périodes sans lune plus longues en dehors de cet intervalle.

  • Le processus que j'ai utilisé n'est pas garanti pour trouver la plus longue période sans lune, même dans l'intervalle ci-dessus. En d'autres termes, il pourrait y avoir une période sans lune plus longue que j'ai ratée.

  • Il est quelque peu surprenant que la période sans lune la plus longue se produise si loin des pôles (c'est-à-dire à 3 degrés du pôle sud). Cela est dû en partie à la réfraction et au fait que la lune a un diamètre angulaire et n'est pas seulement un point géométrique. En outre, l'élévation de la lune peut être de 3 degrés inférieure à 87 degrés par rapport au pôle, ce qui permet à la lune de rester sous l'horizon un peu plus longtemps.

  • La période sans lune la plus longue au pôle sud (avec des mises en garde ci-dessus) était du 1 juin 2013 à 1104 au 16 juin 2013 à 0719, environ deux heures et quart de moins que la période sans lune globale la plus courte que j'ai trouvée.

  • La période sans lune la plus longue au pôle nord était du 18 décembre 2008 à 23 h 11 au 2 janvier 2009 à 11 h 55, environ une demi-heure de moins que l'heure du pôle sud.

  • Le programme que j'ai écrit pour m'aider à trouver ceci:

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

barrycarter
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2

Si vous allez assez loin au nord ou au sud, vous atteindrez une latitude où la lune peut être sous l'horizon pendant plusieurs jours, tout comme le «soleil de minuit». Il peut également être au-dessus de l'horizon pendant plusieurs jours pour la même raison.

Aux pôles nord ou sud, la lune peut être continuellement au-dessus ou au-dessous de l'horizon pendant près de 2 semaines à la fois.

JayT
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