Найзначніші астрономічні явища, які можна побачити на планеті Земля

Сонячне затемнення- астрономічне явище, яке полягає в тому, що Місяць закриває повністю або частково Сонце від спостерігача Землі. Інакше кажучи, у своєму русі разом із Землею навколо Сонця Місяць часто заступає зірки сузір'їв, якими проходить місячний шлях. Періодично Місяць частково чи повністю затуляє Сонце – відбуваються сонячні затемнення. Повне сонячне затемнення відбувається приблизно один раз на півтора роки. Але територія, де можна спостерігати його із Землі, дуже мала. По одній і тій же точці тінь Місяця може проходити лише один раз на 200-300 років, а отже, побачити це захоплююче видовище навряд чи вийде за ціле життя.

Місячне затемнення

Місячне затемнення- затемнення, яке настає, коли Місяць входить у конус тіні, що відкидається Землею. Під час затемнення (навіть повного) Місяць не зникає повністю, а стає темно-червоним. Цей факт пояснюється тим, що Місяць навіть у фазі повного затемнення продовжує висвітлюватись. Частота місячних затемнень для якогось певного місця Землі вища за частоту сонячних тільки тому, що вони видно з усієї нічної півкулі Землі. При цьому тривалість повної фази сонячного затемнення на Місяці може досягати 2,8 години.

Північне сяйво

Полярне сяйво (Північне сяйво) - світіння верхніх шарів атмосфер планет, що мають магнітосферу, внаслідок їх взаємодії із зарядженими частинками сонячного вітру. Відповідь на запитання, що це таке, першим знайшов Михайло Ломоносов. Провівши безліч дослідів, він висловив припущення про електричну природу цього явища. Вчені, які продовжили вивчення цього феномена, з урахуванням дослідів підтвердили правильність його гіпотези. При спостереженні з поверхні Землі полярне сяйво проявляється у вигляді загального швидко мінливого світіння неба або променів, смуг, корон, «завіс». Тривалість полярних сяйв становить від десятків хвилин до кількох діб.

Парад планет

Парад планет- астрономічне явище, за якого деяка кількість планет Сонячна системавиявляється по одну сторону від Сонця у невеликому секторі. При цьому вони знаходяться більш-менш близько один до одного на небесній сфері.

• Малий парад – астрономічне явище, під час якого чотири планети опиняються по одну сторону від Сонця у невеликому секторі. До цих планет відносяться Венера, Марс, Юпітер, Сатурн, Меркурій.
• Великий парад – астрономічне явище, під час якого шість планет опиняються по одну сторону від Сонця у невеликому секторі. До них належать: Земля, Венера, Юпітер, Марс, Сатурн, Уран.

Міні-парад планет за участю чотирьох планет відбувається частіше, а міні-паради планет за участю трьох планет можна спостерігати щорічно (або навіть двічі на рік), проте умови їхньої видимості не однакові для різних широт Землі.

Метеоритний дощ

Метеоритний дощ(залізний дощ, кам'яний дощ, вогненний дощ) - множинне падіння метеоритів внаслідок руйнування великого метеориту в процесі падіння на Землю При падінні одиночного метеорита утворюється кратер. При випадінні метеоритного дощу утворюється кратерне поле. Слід розділяти поняття метеорний потікі метеоритний дощ. Метеорний потік складається з метеорів, які згоряють в атмосфері та не досягають землі, а метеоритний дощ – з метеоритів, що випадають на землю. Раніше не відрізняли перші від других і обидва ці явища називали «вогненний дощ».

Земля у Всесвіті

Всі пункти спостережень за якістю води водойм і водотоків ділять на 4 категорії, що визначаються частотою та детальністю програм спостережень. Призначення та розташування пунктів контролю визначаються правилами спостережень за якістю води водойм та водотоків.

· У районах міст з населенням понад 1 млн. жителів;

· У місцях нересту та зимівлі особливо цінних видів промислових риб;

· У районах повторюваних аварійних скидів забруднюючих речовин;

· У районах організованого скидання стічних вод, внаслідок яких спостерігається висока забрудненість води.

· У районах міст з населенням від 0,5 до 1 млн. жителів;

· У місцях нересту та зимівлі цінних видів промислових риб (організмів);

· На важливих для рибного господарства передплотинних ділянках рік;

· У місцях організованого скидання дренажних стічних вод з зрошуваних територій та промислових стічних вод;

· При перетині річками Державного кордону;

· У районах із середньою забрудненістю води.

· У районах міст з населенням менше 0,5 млн. жителів;

· На замикаючих ділянках великих та середніх річок;

· У гирлах забруднених приток великих річок і водойм;

· У районах організованого скидання стічних вод, внаслідок чого спостерігається низька забрудненість води.

· На незабруднених ділянках водойм та водотоків,

· на водоймах та водотоках, розташованих на територіях державних заповідниківта національних парків.

Спостереження за якістю води ведуть за певними видам програм, які вибирають залежно від категорії пункту контролю. Періодичність проведення контролю за гідробіологічними та гідрохімічними показниками встановлюють відповідно до категорії пункту спостережень. При виборі програми контролю враховують цільове використання водойми або водотоку, склад стічних вод, що скидаються, вимоги споживачів інформації.

Параметри, визначення яких передбачено обов'язковою програмоюспостережень за якістю поверхневих водза гідрохімічними та гідрологічними показниками, наведені в табл. Таблиця

Параметри, визначення яких передбачено обов'язковою програмою спостережень

Параметри	Одиниці виміру
Витрата води (на водотоках)
Швидкість течії води (на водотоках)
Рівень води (на водоймах)
Візуальні спостереження
Температура
Кольоровість
Прозорість
Кисень
Діоксид вуглецю
Зважені речовини
Водневий показник(рH)
Окисно-відновний потенціал (Еh)
Хлориди (Cl-)
Сульфати (SO42-)
Гідрокарбонати (HCO3-)
Кальцій (Ca2+)
Магній (Mg2+)
Натрій (Na+)
Калій (К+)
Сума іонів (і)
Амонійний азот (NH4+)
Нітритний азот (NO2-)
Нітратний азот (NO3-)
Мінеральний фосфор (PO43-)
Залізо загальне
Нафтопродукти
Феноли (летючі)
Пестициди
Важкі метали

Спостереження за обов'язковою програмою на водотоках здійснюють, як правило, 7 разів на рік в основні фази водного режиму: під час повені – на підйомі, піку та спаді; під час літньої межені – при найменшій витраті та при проходженні дощової повені; восени – перед льодоставом; під час зимової межі.

У водоймах якість води досліджують при наступних гідрологічних ситуаціях: взимку при найнижчому рівні та найбільшій товщині льоду; на початку весняного наповнення водойми; у період максимального наповнення; у літньо-осінній період при найнижчому рівні води.

Скорочену програмуспостережень за якістю поверхневих вод за гідрологічними та гідрохімічними показниками поділяють на три види:

· Перша програмапередбачає визначення витрати води (на водотоках), рівня води (на водоймах), температури, концентрації розчиненого кисню, питомої електропровідності, візуальних спостережень.

· Друга програмапередбачає визначення витрати води (на водотоках), рівня води (на водоймах), температури, рН, питомої електропровідності, концентрації завислих речовин, ГПК, БПК5, концентрації 2–3 забруднюючих речовин, основних для води у цьому пункті контролю, візуальні спостереження.

· Третя програмапередбачає визначення витрати води, швидкості течії (на водотоках), рівня води (на водоймах), температури, рНконцентрації завислих речовин, концентрації розчиненого кисню, БПК5, концентрації всіх забруднюючих воду в даному пункті контролю речовин, візуальні спостереження.

Гідрохімічні показники якості природних вод у пунктах контролю порівнюють із встановленими нормами якості води.

Програми та періодичність спостережень за гідрохімічними показниками для пунктів різних категорій наведено у табл.

Програми та періодичність спостережень для пунктів різних категорій

Періодичність проведення контролю
Щодня	Скорочена програма 1	Візуальні спостереження
Щодекадно	Скорочена програма 2	Скорочена програма 1
Щомісяця	Скорочена програма 3
В основні фази водного режиму	Обов'язкова програма

Впровадження в систему спостережень за якістю води гідробіологічних методів дозволяє безпосередньо з'ясувати склад та структуру угруповань гідробіонтів.

Повна програмаспостережень за якістю поверхневих вод гідробіологічним показникампередбачає:

· Дослідження фітопланктону– загальної чисельності клітин, числа видів, загальної біомаси, чисельності основних груп, біомаси основних груп, числа видів у групі, масових видів

· Дослідження зоопланктону– загальної чисельності організмів, загальної кількості видів, загальної біомаси, чисельності основних груп, біомаси основних груп, кількості видів у групі, масових видів та видів-індикаторів сапробності;

· Дослідження зообентосу– загальної чисельності, загальної біомаси, загальної кількості видів, числа груп за стандартною розробкою, числа видів у групі, числа основних груп, біомаси основних груп, масових видів та видів-індикаторів сапробності;

· Дослідження перифітону –загального числа видів, масових видів, частоти народження, сапробності;

· Визначення мікробіологічних показників –загального числа бактерій, числа сапрофітних бактерій, відношення загального числа бактерій до сапрофітних бактерій;

· Вивчення фотосинтезуфітопланктону та деструкції органічної речовинивизначення співвідношення інтенсивності фотосинтезу до деструкції органічної речовини, вмісту хлорофілу;

· Дослідження макрофітів– проективного покриття дослідного майданчика, характеру поширення рослинності, загальної кількості видів, переважних видів (найменування, проективного покриття, фенофази, аномальних ознак).

Скорочена програмаспостережень за якістю поверхневих вод за гідробіологічними показниками передбачає дослідження:

· фітопланктону– загальної чисельності клітин, загального числа видів, масових видів та видів-індикаторів сапробності;

· зоопланктону– загальної чисельності організмів, загальної кількості видів, масових видів та видів-індикаторів сапробності;

· зообентосу– загальної чисельності груп зі стандартної розробки, числа видів у групі, числа основних груп, масових видів та видів-індикаторів сапробності;

· перифітону –загального числа видів, масових видів, сапробності, частоти народження.

Програми та періодичність спостережень за гідробіологічними показниками для станцій різних категорій наведено у табл.

Періодичність проведення спостережень за гідробіологічними показниками та види програм

Періодичність проведення спостережень
Щомісяця	Скорочена програма	Скорочена програма	Скорочена програма (контроль у вегетаційний період)
Щоквартально	Повна програма

Спостереження місячних затемнень

Як і сонячні, місячні затемнення відбуваються порівняно рідко, й те водночас кожне затемнення характеризується своїми особливостями. Спостереження місячних затемнень дозволяють уточнювати орбіту Місяця, дають відомості про верхні шари земної атмосфери.

Програма спостережень місячного затемненняможе складатися з наступних елементів: визначення яскравості затінених частин місячного диска по видимості деталей місячної поверхні під час спостереження у 6-кратний визнаний бінокль або телескоп з малим збільшенням; візуальні оцінки яскравості Місяця та його кольору як неозброєним оком, так і в бінокль (телескоп); спостереження в телескоп з діаметром об'єктива не менше 10 см при 90-кратному збільшенні протягом всього затемнення кратерів Геродот, Аристарх, Гримальді, Атлас і Річчіолі, в області яких можуть мати місце колірні та світлові явища; реєстрація з допомогою телескопа моментів покриття земної тінню деяких утворень на місячної поверхні (список цих об'єктів наводиться у книзі «Астрономічний календар. Постійна частина»); визначення за допомогою фотометра блиску поверхні Місяця за різних фаз затемнення.

Спостереження штучних супутниківЗемлі та вплив Сонця на життя на Землі

При спостереженні штучних супутників Землі відзначають шлях руху супутника зірковій картіта час його проходження біля помітних яскравих зірок. Час повинен реєструватися з точністю до 0,2 секундоміру. Яскраві супутники можна фотографувати.

Сонячне випромінювання - електромагнітне і корпускулярне - ось той могутній чинник, який грає величезну роль життя Землі як планети. Сонячне світло та сонячне тепло створили умови для формування біосфери та продовжують підтримувати її існування. З дивовижною чуйністю все земне - і живе і неживе - реагує на зміни сонячного випромінювання, на своєрідну і складну ритміку. Так було, так і так буде доти, доки людина не зуміє внести свої корективи в сонячно-земні зв'язки.

Порівняємо Сонце зі... струною. Це дозволить усвідомити Фізичну суть ритміки Сонця та відображення цієї ритміки та історії Землі.

Ви відтягли середину струни та відпустили її. Коливання струни, посилені резонатором (декою інструменту), породили звук. Склад цього звуку складний: адже коливається, як відомо, не лише вся струна загалом, але водночас і її частини. Струна загалом породжує основний тон. Половинки струни, вагаючись швидше, видають більш високий, менш сильний звук - так званий перший обертон. Половинки половинок, тобто чверті струни, у свою чергу народжують ще вищий і ще слабший звук - другий обертон і таке інше. Повне звучання струни складається з основного тону та обертонів, які у різних музичних інструментах надають звуку різного тембру, відтінку.

За гіпотезою відомого радянського астрофізика професора М.С. Ейгенсона, колись, мільярди років тому, у надрах Сонця почав діяти той самий протон-протонний цикл ядерних реакцій, який підтримує променевиділення Сонця і в сучасну епоху; перехід до цього чікла, ймовірно, супроводжувався якоюсь внутрішньою перебудовою Сонця. Від колишнього стану рівноваги воно стрибкоподібно перейшло до нового. І при цьому стрибку Сонце зазвучало», як струна. Слово «зазвучало» слід знижувати, звісно, ​​у тому сенсі, що у Сонці, у його велетенській масі, виникли якісь ритмічні коливальні процеси. Почалися циклічні переходи від активності пасивності та назад. Можливо, ці коливання, що збереглися до наших днів, і виражаються в циклах сонячної активності.

Зовні, принаймні для неозброєного ока, Сонце здається завжди одним і тим самим. Однак за цією зовнішньою сталістю ховаються відносно повільні, але суттєві зміни.

Насамперед вони виражаються в коливанні числа сонячних плям, цих локальних, темніших областей сонячної поверхні, де через ослаблену конвекцію сонячні гази дещо охолоджені і тому внаслідок розмаїття здаються темними. Зазвичай астрономи підраховують кожному за моменту спостережень не загальне число видимих ​​на сонячному диску плям, а так зване число Вольфа, рівне числу плям, складеному з десяти числом їх груп. Характеризуючи сумарну площу сонячних плям, число Вольфа циклічно змінюється, досягаючи максимуму в середньому через кожні 11 років. Чим більше числоВольфа, тим вища сонячна активність. У роки максимуму сонячної активності сонячний диск рясно усіяний плямами. Усі процеси на Сонці стають бурхливими. У сонячній атмосфері частіше утворюються протуберанці - фонтани розпеченого водню з невеликою домішкою інших елементів. Найчастіше з'являються сонячні спалахи, ці потужні вибухи в поверхневих шарах Сонця, у яких «вистрілюються» у простір щільні потоки сонячних корпускул - протонів та інших ядер атомів, і навіть електронів. Корпускулярні потоки – сонячна плазма. Вони несуть із собою «вморожене» у них слабке магнітне поле напруженістю 10 -4 ерстед. Досягаючи на другу добу, а то й раніше за Землю, вони розбурхують земну атмосферу, обурюють магнітне поле Землі. Посилюються й інші види випромінювання Сонця, і сонячну активність чуйно відгукується Земля.

Якщо Сонце подібне до струни, то циклів сонячної активності свідомо має бути багато. Якийсь із них, найтриваліший і найбільший за амплітудою, задає «основний тон». Цикли меншої тривалості, тобто «обертони», повинні мати все меншу і меншу амплітуду.

Зрозуміло, аналогія зі струною неповна. Усі коливання струни мають строго певні періоди, у разі Сонця можна говорити лише про деякі, лише в середньому певні цикли сонячної активності. Проте різні цикли сонячної активності повинні бути в середньому пропорційні один одному. Як це не дивно, очікувана схожість Сонця та струни підтверджується фактами. Поруч із одинадцятирічним чітко вираженим циклом на Сонце діє й інший, подвоєний, двадцятидворічний цикл. Він проявляється у зміні магнітних полярностей сонячних плям.

Кожна сонячна пляма - сильний "магніт" напруженістю кілька тисяч ерстед. Зазвичай плями виникають близькими парами, причому лінія, що з'єднує центри двох сусідніх плям, паралельна сонячному екватору. Обидві плями мають різну магнітну полярність. Якщо переднє, головне (за напрямом обертання Сонця) пляма має північну магнітну полярність, то у наступної за ним плями полярність південна.

Чудово, що протягом кожного одинадцятирічного циклу всі головні плями різних півкуль Сонця мають різну полярність. Раз на 11 років, як у команді, відбувається зміна полярностей в усіх плям, отже, початковий стан повторюється кожні 22 року. Ми не знаємо, у чому причина цього явища, але реальність його безперечна.

Діє і потрійний, тридцятитрирічний цикл. Поки що неясно, у яких сонячних процесах він виражений, та його земні прояви давно відомі. Так, наприклад, особливо суворі зими повторюються кожні 33-35 років. Такий же цикл відзначений у чергуванні сухих і вологих років, коливаннях рівня озер і, нарешті, в інтенсивності полярних сяйв - явищ, свідомо пов'язаних із Сонцем.

На спилах дерев помітне чергування товстих і тонких шарів - знову із середнім інтервалом у 33 роки. Деякі дослідники (наприклад, Г. Лунгерсгаузен) вважають, що тридцятитрирічні цикли відбиваються і в шаруватості осадових відкладень. У багатьох осадових порідах спостерігається мікрошаровість, обумовлена ​​сезонними змінами. Зимові шари тонші і світліші внаслідок збіднення органічним матеріалом, весняно-літні - товщі і темніші, оскільки вони відкладалися в період більш енергійного прояву факторів вивітрювання порід і життєдіяльності організмів. У морських і океанічних біогенних відкладеннях такі явища теж спостерігаються, оскільки в них накопичуються залишки мікроорганізмів, яких у період вегетації завжди значно більше, ніж у зимовий період (або сухий період у тропіках). Таким чином, у принципі кожна пара мікрошарів відповідає одному році, хоча буває, що року можуть відповідати і дві пари шарів. Відображення сезонних змін в осадонакопичення простежується протягом майже 400 млн. років - з верхнього девону до наших днів, втім, з досить тривалими перервами, які займають іноді десятки мільйонів років (наприклад, у юрському періоді, що закінчився близько 140 млн. років тому).

Сезонна шаруватість пов'язана з рухом Землі навколо Сонця, нахилом земної осі обертання щодо площини її орбіти (або сонячного екватора, що практично одне й те саме), характером циркуляції атмосфери та багатьом іншим. Але як ми вже згадували, деякі дослідники бачать у сезонній шаруватості і відображення тридцятитрирічних циклів сонячної активності, хоча якщо і можна говорити про це, то тільки для так званих стрічкових відкладень (у глинах та пісках) епохи останнього заледеніння. Але якщо це так, то виходить, що щонайменше мільйони років діє дивовижний і поки що погано нами вивчений механізм сонячної активності. Слід все ж таки ще раз помітити, що в геологічних відкладах важко цілком чітко виділити якісь певні цикли, пов'язані з сонячною активністю. Коливання клімату в давні часи пов'язані насамперед із змінами поверхні Землі, зі збільшенням чи, навпаки, зменшенням загальної площі морів і океанів - цих головних акумуляторів сонячного тепла. Справді, льодовикових епох завжди передувала висока тектонічна активність земної кори. Але ця активність у свою чергу (про що буде сказано далі) може стимулюватись підвищенням сонячної активності. Про це начебто свідчать дані останніх років. Принаймні у питаннях ще багато неясного, і тому подальші міркування у цьому розділі слід розглядати лише як із можливих гіпотез.

Ще минулого століття було відмічено, що максимуми сонячної активності не завжди однакові. У змінах величин цих максимумів намічається «віковий» або, точніше, 80-річний цикл, приблизно в сім разів більший за одинадцятирічний. Якщо «вікові» коливання сонячної активності порівняти з хвилями, цикли меншої тривалості будуть виглядати як «брижі» на хвилях.

«Віковий» цикл досить ясно виражений у частоті сонячних протуберанців, коливаннях їх середніх висот та інших явищах на Сонці. Але особливо примітними є його земні прояви.

«Віковий» цикл нині виявляється у черговому потеплінні Арктики та Антарктики. Через деякий час потепління зміниться похолоданням, і ці циклічні коливання продовжаться невизначено довго. "Вікові" коливання клімату відзначені і в історії людства, в літописах та інших історичних хроніках. Іноді клімат ставав надзвичайно суворим, часом незвично м'яким. Так, наприклад, у 829 році покрився льодом навіть Ніл, а з XII по XIV століття кілька разів замерзало Балтійське море. Навпаки, 1552 року незвичайно тепла зима ускладнила похід Івана Грозного на Казань. Втім, у коливаннях клімату причетний не лише «віковий» цикл.

Якщо на графіку змін сонячної активності поєднати прямими точки максимумів і точки мінімумів двох сусідніх «вікових» циклів, то виявиться, що обидві прямі майже паралельні, але нахилені до горизонтальної осі графіка. Інакше висловлюючись, намічається якийсь тривалий, багатовіковий цикл, тривалість якого вдається встановити лише засобами геології.

На берегах Цюрихського озера є стародавні тераси - високі урвища, в товщі порід яких добре помітні верстви різних епох. І в цій шаруватості осадових порід, мабуть, зафіксовано 1800-річний ритм. Той самий ритм помітний у чергуванні мулистих відкладень, русі льодовиків, коливаннях зволоженості і, нарешті, у циклічних змінах клімату.

У книзі радянського географа професора Г.К. Тушинського узагальнено все відоме про 1800-річний цикл, а головне, простежено його прояви в історії Землі. Тут згадаємо лише коротко, що з 1800-річним циклом, ймовірно, пов'язані періодичні усихання та зволоження Сахари, сильне та тривале потепління Арктики, під час якого нормани заселили Гренландію (Зелену землю) та відкрили Америку. На хвилях 1800-річного циклу навіть «віковий» цикл виглядає «брижі».

Якщо середня температура Землі знизиться лише чотири-п'ять градусів, настане нова льодовикова епоха. Льодові панцирі покриють майже всю Північну Америку, Європу та більшу частину Азії. Навпаки, підвищення середньорічної температури Землі всього на два-три градуси змусить розтанути крижаний покрив Антарктиди, що підвищить рівень Світового океану на 70 м з катастрофічними наслідками (затопленням значної частини материків), що випливають звідси. Таким чином, невеликі коливання середньої температури Землі (всього в кілька градусів) можуть кинути Землю в обійми льодовиків або, навпаки, більшу частину суші покрити океаном.

Добре відомо, що в історії Землі багато разів повторювалися льодовикові епохи та періоди, а між ними наступали епохи потепління. Це були дуже повільні, але грандіозні кліматичні зміни, на які накладалися менші за амплітудою, зате частіше і швидкі коливання клімату, коли льодовикові періоди змінювалися періодами теплими і вологими.

Інтервали між льодовиковими епохами чи періодами можна характеризувати лише середньому: адже й тут діють цикли, а чи не точні періоди. За дослідженнями радянського геолога Г.Ф. Лунгерсгаузена, льодовикові епохи повторювалися в історії Землі приблизно кожні 180-200 млн. років (за іншими оцінками, 300 млн. років). Льодовикові періоди в межах льодовикових епох чергуються частіше, в середньому через кілька десятків тисяч років. І все це зафіксовано у товщі земної кори, у відкладеннях порід різного віку.

Причини зміни льодовикових епох та періодів достовірно невідомі. Запропоновано чимало гіпотез, які пояснюють льодовикові цикли космічними причинами. Зокрема, деякі вчені вважають, що, звертаючись навколо центру Галактики з періодом у 180-200 млн. років, Сонце разом із планетами регулярно проходить через товщу площини рукавів Галактики, збагачених пиловою матерією, яка послаблює сонячне випромінювання. Однак на галактичному шляху Сонця не видно туманностей, які могли б відігравати роль темного фільтра. А головне, космічні пилові туманності настільки розріджені, що, занурившись у них, Сонце для земного спостерігача залишилося, як і раніше, сліпуче яскравим.

За гіпотезою М.С. Ейгенсона, всі циклічні коливання клімату, починаючи від самих незначних і закінчуючи льодовиковими епохами, що чергуються, пояснюються однією причиною - ритмічними коливаннями сонячної активності. А оскільки в цьому процесі Сонце подібне до струни, то і в коливаннях земного клімату повинні проявитися всі цикли сонячної активності - від «основного» циклу в 200 або 300 млн. років до найкоротшого, одинадцятирічного. Сам «механізм» впливу Сонця на Землю в цьому випадку зводиться до того, що коливання сонячної активності відразу ж викликають зміни геомагнітосфери і циркуляції земної атмосфери.

Якби Земля не оберталася, циркуляція повітряних мас була б дуже простою. У теплій тропічній зоні Землі нагріте і тому менш щільне повітря піднімається вгору. Різниця тисків біля полюса та екватора змушує ці повітряні маси прямувати до полюса. Тут, охолодившись, вони опускаються вниз, щоб знову переміститися до екватора. Так, у разі нерухомості Землі працювала б «теплова машина» планети.

Осьове обертання Землі та обіг її навколо Сонця ускладнюють цю ідеалізовану картину. Під впливом про кориолисовых сил (примушують річки, поточні в меридіональному напрямі, у північній півкулі розмивати правий берег, а південному - лівий) повітряні маси циркулюють від екватора до полюса і назад спіралями. У ті періоди, коли повітря у екватора нагрівається особливо сильно, виникає хвильова циркуляція повітряних мас. Спіралеподібне рух поєднується з хвильовим, тому напрям вітрів постійно змінюється. До того ж нерівномірне нагрівання різних ділянок земної поверхні та рельєф ускладнюють і цю непросту картину. Якщо повітряні маси переміщуються паралельно до земного екватора, циркуляція повітря називається зональною, якщо вздовж меридіана - меридіональною.

Для одинадцятирічного сонячного циклу доведено, що з підвищенням сонячної активності послаблюється зональна циркуляція та посилюється меридіональна. Земна «теплова машина» працює енергійніше, посилюючи теплообмін між полярними та екваторіальною зонами. Якщо у склянку з холодною водоюналити трохи окропу, вода швидше нагріється в тому випадку, якщо її розмішати ложкою. З тієї ж причини в періоди підвищеної сонячної активності «збуджена» сонячним випромінюванням атмосфера забезпечує в середньому тепліший клімат, ніж у роки «пасивного» Сонця.

Сказане правильно для будь-яких сонячних циклів. Але що довший цикл, то сильніше реагує нею земна атмосфераТим більше змінюється клімат Землі.

«Космічна причина льодовикових або, краще, холодних епох, - пише М.С. Ейгенсон,- ніяк не може полягати в зниженні температури. Справа «лише» в падінні інтенсивності меридіонального повітрообміну і в обумовленому цим падінням зростанні меридіонального термічного градієнта...»

Тому фізичною першоосновою кліматичних відмінностей є загальна циркуляція атмосфери.

Роль сонячних ритмів історія Землі дуже помітна. Загальна циркуляція атмосфери визначає швидкість вітрів, напруженість водообміну між геосферами, а отже, і характер вивітрювання. Сонце впливає, очевидно, і швидкість утворення осадових порід. Але тоді, вважає М.С. Ейгенсон, геологічним епохам із підвищеною загальною циркуляцією атмосфери та гідросфери повинні відповідати м'які, мало виражені форми рельєфу. Навпаки, у тривалі епохи зниженої активності Сонця земний рельєф має набувати контрастності.

З іншого боку, в холодні епохи значні льодові навантаження, мабуть, стимулюють вертикальні рухи в земної коритобто активізують тектонічну діяльність. Нарешті давно вже відомо, що в періоди сонячної активності посилюється і вулканізм.

Навіть у коливаннях земної осі (у тілі планети), як і І.В. Максимов, дається взнаки одинадцятирічний сонячний цикл. Це, очевидно, пояснюється лише тим, що активне Сонце перерозподіляє повітряні маси земної атмосфери. Змінюється, отже, і становище цих мас щодо осі обертання Землі, що викликає її незначні, проте реальні переміщення і змінює швидкість обертання Землі. Але якщо зміни сонячної активності позначаються на всій Землі в цілому, то тим помітнішим має бути вплив сонячних ритмів на поверхневу оболонку Землі.

Будь-які, особливо різкі, коливання в швидкості обертання Землі повинні викликати натяг у земній корі, переміщення її частин, але це у свою чергу може призвести до виникнення тріщин, що стимулює вулканічну діяльність. Так можливо (звичайно, у найзагальніших рисах) пояснити зв'язок Сонця з вулканізмом та землетрусами.

Висновок зрозумілий: зрозуміти історію Землі, не враховуючи при цьому впливу Сонця, навряд чи можливо. Треба у своїй, проте, завжди пам'ятати, що вплив Сонця лише регулює чи обурює процеси свого розвитку Землі, підпорядкованого своїм геологічним внутрішнім законам. Сонце вносить лише деякі «поправки» в еволюцію Землі, зовсім, звичайно, не будучи при цьому рушійною силоюцієї еволюції.

Уявіть собі ясний сонячний день, на небі яскраво сяючий сонячний диск, Природа живе своїм звичайним життям. Але на правому краю Сонця спочатку поступово з'являється невелика шкода, потім він повільно збільшується, а в результаті ще колишній круглий диск набуває форми серпу. Сонячне світло поступово слабшає, стає прохолоднішим. Серп, що утворився, стає зовсім маленьким, і врешті-решт за чорним диском зникають останні спалахи світла. Ясний день миттєво перетворюється на ніч, на потемнілому небі з'являються зірки, з усіх боків спалахує лимонно-жовтогаряча зоря, а на місці Сонця зяє чорне коло, оточене невиразним сріблястим сяйвом. Налякані темнотою звірі і птахи, що настала, різко замовкають, і майже всі рослини згортають листя. Але пройде кілька хвилин, і Сонце знову явить світові свій тріумфуючий лик і Природа оживе. Протягом тисячоліть явище сонячного затемнення вселяло людям і страх, і побожний трепет.

Якби повні сонячні затемнення були видимі в кожній місцевості досить часто, до них звикли б так само швидко, як і зміни фази Місяця. Але вони трапляються настільки рідко, що далеко не кожному поколінню місцевих жителів вдається побачити їх хоча б раз — в одній точці земної поверхні повні сонячні затемнення можна спостерігати лише раз на 300—400 років. Місячних затемнень, особливо повних, боялися щонайменше сонячних. Адже це нічне світило часом зовсім зникало з небесного склепіння, а затемнена частина Місяця досить швидко приймала сірий з червонуватим відблиском колір, що стає дедалі кривавішим. У давнину місячним затемненням приписувалося особливий зловісний вплив на земні події. Давні вважали, що Місяць у цей час обливається кров'ю, що обіцяє людству великі лиха. Перше місячне затемнення, зареєстроване в давніх китайських літописах, відноситься до 1136 до н.е.

Щоб зрозуміти причину сонячних та місячних затемнень, жерці століттями вели рахунок повним та приватним затемненням. Спочатку було помічено, що місячні відбуваються тільки в повний місяць, а сонячні тільки в молодик, потім - що не при кожному молоді відбуваються сонячні затемнення і не при кожному повні - місячні, а ще - що затемнень Сонця не траплялося, коли було видно Місяць. Навіть під час сонячного затемнення, коли світло зовсім меркло, а зірки і планети починали проглядати крізь неприродно темні сутінки, Місяця ніде не було видно. Це збуджувало цікавість і давало привід до ретельного дослідження того місця, в якому мала знаходитися Місяць відразу після закінчення сонячного затемнення. Незабаром було виявлено, що в ніч, що йде за днем ​​сонячного затемнення, Місяць завжди знаходився у своєму народжуваному вигляді дуже близько до Сонця. Помітивши місцезнаходження Місяця перед сонячним затемненням і відразу після нього, визначили, що під час самого затемнення Місяць дійсно проходив від західної до східної сторони місця, яке займало Сонце, а складні обчислення показали, що збіг Місяця та Сонця на небі відбувався саме в той час, коли Сонце затьмарювалося. Висновок став очевидним: Сонце заступається від Землі темним тілом Місяця.

Після з'ясування причин сонячного затемнення перейшли до розгадки місячного таємниці. Хоча в даному випадку знайти задовільне пояснення було набагато важче, оскільки світло Місяця не затулялося ніяким непрозорим тілом, що ставало між нічним світилом і спостерігачем. Зрештою, було помічено, що всі непрозорі тіла відкидають тінь у напрямку, протилежному джерелу світла. Було висловлено припущення, що, можливо, Земля, освітлена Сонцем, і дає ту тінь, що сягає навіть Місяця. Потрібно було або підтвердити, або спростувати цю теорію. І невдовзі було доведено, що місячні затемнення бувають лише під час повного Місяця. Це підтверджувало припущення про те, що причиною затемнення є тінь від Землі, що падає на Місяць, - як тільки Земля ставала між Місяцем і джерелом світла - Сонцем, світло Місяця у свою чергу ставало невидимим і відбувалося затемнення.

Через війну тривалих спостережень з'ясувалося, як і місячні, і сонячні затемнення неминуче повторюються колишньому порядку після того проміжку часу, через який повторюється взаємне становище Сонця, Місяця і вузлів місячної орбіти. Цей період древні греки назвали саросом. Він становить 223 обороти Місяця, тобто 18 років, 11 днів та 8 годин. Після закінчення сароса всі затемнення повторюються, але вже в дещо інших умовах, оскільки за 8 годин Земля повертається на 120 °, а тому місячна тіньпіде Землею на 120° на захід, ніж це було 18 років тому. Стародавні єгиптяни, вавилоняни, халдеї та інші «культурні» народи ще за 2500 років до нашої ери, не знаючи причин затемнення, вміли передбачати їх наступ з точністю до 1-2 діб у межах своєї обмеженої території. Але оскільки вони не могли мати результатів спостережень на всьому земній кулі, вони використовували для розрахунків потрійний, або великий сарос, що містить цілу кількість діб. Послідовність сонячних і місячних затемнень після потроєного сароса повторюється тієї ж географічної довготі. Вважається, що великий сарос — а саме 19 756 діб — вперше було обчислено давньовавилонськими астрономами-жерцями. Встановлення сароса було одним із найбільших відкриттів давнини, оскільки воно призвело до знаходження справжньої причини затемнень вже у VI столітті до н.

Найраніше письмове свідчення сонячного затемнення відноситься до 22 жовтня 2137 до н.е. Причому затемнення це не було передбачено придворними астрономами, а тому жах перед несподіваною ніччю був вкрай великий. Однак тих древніх астрономів навряд чи можна було звинуватити в недбальстві, оскільки на ті часи передбачення подібних явищ у певному місці було справою зовсім непростим. По саросу не можна зробити точного прогнозу затемнення, можна було вказати лише приблизну дату та область його видимості. Так само обчислити час настання затемнення, а також умови його видимості було важким завданням. І щоб вирішити її, астрономи вивчали рух Землі та Місяця протягом кількох століть. В даний час затемнення з високим ступенемточності обчислені як у тисячі років тому, і на сотні років уперед.

Вивчення стародавніх сонячних затемнень допомагає сучасним вченим коригувати дати багатьох історичних подій і навіть вносити зміни до їхньої послідовності. Адже кожне повне сонячне затемнення відбувається у певній і досить вузькій смузі земної поверхні, становище якої змінюється рік у рік. А тому по тій місцевості, де воно відбувалося, можна за допомогою обчислень точно з'ясувати їх дату. Крім цього, шляхом порівняння переміщень місячної тіні земною поверхнею можна встановити природну еволюцію руху Місяця. Саме таке порівняння вперше навело вчених на думку про вікове уповільнення обертання Землі, яке становить 0,0014 секунди за сторіччя.

Повне сонячне затемнення – це унікальна можливість для дослідження зовнішніх верств атмосфери Сонця – хромосфери та корони. І хоча їх спостереження проводяться повсякденно, цього виявляється недостатньо. Корона видно тільки під час повного сонячного затемнення, оскільки яскравість світла корони в мільйон разів менша від яскравості світла диска. Крім того, світло від диска Сонця розсіюється атмосферою Землі та яскравість цього розсіяного світла близька до яскравості корони. Найяскравіша частина Сонця, що здається нам жовтою, називається фотосферою. Під час повного затемнення місячний диск повністю покриває фотосферу. Тільки після того, як фотосфера ховається за Місяцем, на недовгий час можна побачити хромосферу у вигляді кільця червоного кольору, що оточує чорний диск.

Сонячна корона простягається далеко від Сонця - до орбіт Юпітера та Сатурна. Протягом 11-річного циклу сонячної активності змінюються як форма корони, і загальна її яскравість. Надзвичайно цікавими виявилися спектри корони, зняті поблизу сонячного диска. На тлі безперервного спектру було видно яскраві емісійні лінії, які протягом багатьох років були для науки однією з найбільших загадок. Вона була дозволена лише у 40-х роках XX століття. Виявилося, що ці лінії випромінюють сильно іонізовані атоми заліза та кальцію, для існування яких необхідні температури, що сягають мільйона градусів.

Велику роль у проясненні фізичних умов, що існують у сонячній короні, зіграли так звані затемнені спостереження, зокрема радіоастрономічні На сьогоднішній день одним із головних завдань є дослідження інфрачервоного випромінювання міжпланетного пилу. У ході затемнень виконуються також фотометричні, колориметричні, спектрофотометричні та поляриметричні спостереження. Не викликає сумніву і той факт, що затемнені спостереження Сонця зробили неоціненний внесок у уявлення вчених про Сонце та міжзоряне середовище.

Щоб плідно використовувати ті небагато хвилин, під час яких відбувається затемнення, астрономи готуються до нього довгі місяці, роблячи точні обчислення смуги затемнення, вивчаючи зведення погоди в смузі затемнення і шукаючи оптимального для спостережень місця. Одночасно з цим вирішуються питання транспортування та забезпечення необхідними засобами обслуговування, такими як електроенергія та вода, паралельно відбувається складання програм спостережень, конструювання відповідних інструментів. Чим недоступніше місце спостереження, тим паче потрібно застрахувати себе від різних випадковостей.

Спостереження за сонячним затемненням може бути успішно використано й у дослідження земної атмосфери. З цією метою ведуться спостереження зміни температур, тиску, вологості, вітру, утворення хмарності, фотометричні спостереження яскравості та кольору піднебіння тощо. Під час затемнень також можна розпізнати відхилення в русі Місяця і обертанні Землі. Дослідження іоносфери, що виробляється під час затемнень, за допомогою радіохвиль дозволяє вивчити вплив Сонця на верхні шари земної атмосфери.

Значним досягненням спостерігачів затемнень по праву вважатимуться перевірку ефекту гравітаційного впливу масивних космічних об'єктів(зокрема Сонця) на світлові промені, передбаченого в рамках теорії відносності Ейнштейна. Для цього необхідно було за допомогою одного й того телескопа зробити знімки зірок, що знаходяться якомога ближче до краю Сонця під час затемнення, а через кілька місяців ці ж зірки зняти вже на нічному небі. Після вимірювань відносних положень зображень цих зірок на двох фотографіях можна було судити про те, чи вони змістилися. Вперше цей експеримент було проведено 1919 року, підтвердивши справедливість висновків теорії Ейнштейна.

Залишається додати, що найближче сонячне затемнення відбудеться 4 грудня 2002 року. Воно почнеться в Південній Африціі закінчиться в Австралії, а його максимальна тривалість становитиме 2 хвилини 4 секунди. Усі астрономи-професіонали, як і астрономи-любителі, вже готуються до цієї події.

Сонячні затемнення видно аж ніяк не з усіх місцевостей денної півкулі Землі, тому що через свої невеликі розміри Місяць не може приховати Сонце від усієї земної півкулі. Її діаметр менший за діаметр Сонця приблизно в 400 разів, але при цьому Місяць порівняно з Сонцем майже в 400 разів ближче до Землі, тому видимі розміри Місяця і Сонця майже однакові, так що Місяць, хоч і в дуже обмеженій області, може закривати від нас Сонце.
Характер затемнення залежить від віддаленості Місяця від Землі, причому, оскільки орбіта Місяця не кругова, а еліптична, ця відстань змінюється, а залежно від цього трохи змінюється і видимий розмір Місяця. Якщо в момент сонячного затемнення Місяць знаходиться ближче до Землі, то місячний диск, трохи більше сонячного, повністю закриє Сонце, а отже, затемнення буде повним. Якщо ж — далі, то її видимий диск буде меншим за сонячний і Місяць не зможе закрити все Сонце — навколо нього залишиться світлий обідок. Таке затемнення називається кільцеподібним.

Висвітлений Сонцем Місяць відкидає в простір конус тіні, що сходить, і навколишнього її півтіні. Коли ці конуси перетинаються із Землею, то місячна тінь і півтінь падають неї. Пляма місячної тіні діаметром близько 300 км біжить по земній поверхні, залишаючи слід довжиною 10—12 тис. км, і там, де вона проходить, відбувається повне сонячне затемнення, а в області, захопленій півтінню, — приватне затемнення, коли Місяцем закрита лише частина сонячний диск. Нерідко буває і так, що місячна тінь мине Землю, а півтінь частково захоплює її, тоді відбуваються лише приватні затемнення.

Так як швидкість переміщення тіні поверхнею Землі в залежності від географічної широтистановить від 2000 км/год (поблизу екватора) до 8000 км/год (біля полюсів), повне сонячне затемнення, що спостерігається в одній точці, триває не більше 7,5 хвилин, причому максимальне значення досягається в дуже рідкісних випадках (найближче затемнення тривалістю 7 29 секунд відбудеться тільки в 2186 році).

Сонячне затемнення починається в західних районах земної поверхні при сході Сонця і закінчується у східних за його заході. Загальна тривалістьвсіх фаз сонячного затемнення Землі може досягати 6 годин. Ступінь покриття Сонця Місяцем називається фазою затемнення. Вона визначається як відношення закритої частини діаметра сонячного диска до всього його діаметра. При приватних затемненнях послаблення сонячного світлане помітно (за винятком затемнень з дуже великою фазою), тому фази затемнення можна спостерігати тільки через темний світлофільтр.

Місячні затемнення відбуваються тоді, коли Місяць у повний місяць проходить поблизу вузлів своєї орбіти. Залежно від того, частково або повністю вона поринає в земну тінь, відбуваються як приватні, так і повні тіньові місячні затемнення. Поблизу місячних вузлів, у межах 17° по обидва боки від них, існують зони місячних затемнень. Чим ближче до місячного вузла відбувається затемнення, тим більша його фаза, яка визначається часткою місячного діаметра, покритого земною тінню. Вступ Місяця у тінь чи півтінь Землі зазвичай проходить непомітно. Повного затемнення передують приватні фази, і в момент остаточного занурення Місяця в земну тінь воно і настає, триваючи близько двох годин. Частота місячних затемнень для якогось певного місця Землі вища за частоту сонячних тільки тому, що вони видно з усієї нічної півкулі Землі. При цьому тривалість повної фази сонячного затемнення на Місяці може досягати 2,8 години.

Спостереження повних місячних затемнень дозволяють вивчати структуру та оптичні властивості земної атмосфери, а також теплові властивості різних ділянок місячної поверхні, у тому числі зміну температури при різних фазах затемнення.

Місячне затемнення настає, коли Місяць (у фазі повного місяця) входить у конус тіні, що відкидається Землею. Діаметр плями тіні Землі на відстані 363 000 км (мінімальна відстань Місяця від Землі) становить близько 2,5 діаметрів Місяця, тому Місяць може бути затінений цілком. Місячне затемнення може спостерігатися на половині Землі (там, де на момент затемнення Місяць знаходиться над горизонтом). Вигляд затіненого Місяця з будь-якої точки спостереження однаковий. Максимальна теоретично можлива тривалість повної фази місячного затемнення становить 108 хвилин; такими були, наприклад, місячні затемнення 13 серпня 1859, 16 липня 2000 року.

У кожен момент затемнення ступінь покриття диска Місяця земною тінню виражається фазою затемнення Ф. Розмір фази визначається відстанню 0 від центру Місяця до центру тіні. В астрономічних календарях наводяться величини Ф і 0 різних моментів затемнення.

Якщо Місяць потрапляє у повну тінь Землі лише частково, спостерігається приватне затемнення. При ньому частина Місяця є темною, а частина навіть у максимальній фазі залишається в півтіні і освітлюється сонячними променями.

Навколо конуса тіні Землі є півтінь - область простору, де Земля заступає Сонце лише частково. Якщо Місяць проходить область півтіні, але не входить у тінь, відбувається напівтіньове затемнення. При ньому яскравість Місяця зменшується, але трохи: таке зменшення практично непомітно неозброєним оком і фіксується тільки приладами. Лише коли Місяць у напівтіньовому затемненні проходить поблизу конуса повної тіні, при ясному небі можна помітити незначне потемніння з краю місячного диска.

Місяць, що затьмарюється, небо над пам'ятником Спасителеві світу в Сан-Сальвадорі, Сальвадор, 21 грудня 2010 року.

(Jose CABEZAS/AFP/Getty Images)

При настанні повного затемнення Місяць набуває червоного або коричневого відтінку. Колір затемнення залежить від стану верхніх шарів земної атмосфери, оскільки тільки світло, що пройшло крізь неї, висвітлює Місяць під час повного затемнення. Якщо порівняти знімки повних місячних затемнення різних років, то легко побачити різницю в кольорі. Наприклад, затемнення 6 липня 1982 було червонуватим, а затемнення 20 січня 2000 мало коричневий відтінок. Такі кольори Місяць набуває під час затемнень завдяки тому, що земна атмосфера більше розсіює червоні промені, тому ніколи не можна спостерігати, скажімо, синього чи зеленого місячного затемнення. Але повні затемнення відрізняються як кольором, а й яскравістю. Так, саме, яскравістю, і є спеціальна шкала визначення яскравості повного затемнення, звана шкалою Данжона (на честь французького астронома Андре Данжона, 1890–1967).

Градація шкали Данжон має 5 пунктів. 0 - затемнення дуже темне (Місяць ледве вгадується на небі), 1 - затемнення темно-сіре (на Місяці помітні деталі), 2 - затемнення сіре з коричневим відтінком, 3 - світле червоно-коричневе затемнення, 4 - дуже світле мідно-червоне затемнення (Місяць видно чітко, і помітні всі основні деталі поверхні).

Якби площина місячної орбіти лежала у площині екліптики, то місячні (як і сонячні) затемнення відбувалися б щомісяця. Але більшу частину часу Місяць проводить або вище, або нижче за площину земної орбіти через те, що площина місячної орбіти має п'ятиградусний нахил до площини орбіти Землі. Як наслідок, природний супутник Землі потрапляє у її тінь лише двічі на рік, тобто тоді, коли вузли місячної орбіти (точки її перетину з площиною екліптики) перебувають у лінії Сонце-Земля. Тоді в молодик відбувається сонячне затемнення, а в місяць - місячне.

Щороку відбуваються як мінімум два місячні затемнення, проте у зв'язку з розбіжністю площин місячної та земної орбіт, їх фази відрізняються. Затемнення повторюються у колишньому порядку кожні 6585⅓ днів (або 18 років 11 днів і ~8 годин - період, званий сарос); знаючи, де і коли спостерігалося повне місячне затемнення, можна точно визначити час наступних та попередніх затемнень, що добре переглядаються в цій місцевості. Ця циклічність часто допомагає точно датувати події, що описуються в історичних літописах. Історія місячних затемнень сягає далеко в минуле. Перше повне місячне затемнення зареєстровано у давньокитайських літописах. За допомогою розрахунків вдалося обчислити, що воно сталося 29 січня 1136 до н. е. Ще три повних місячних затемнення зафіксовані в «Альмагесті» Клавдія Птолемея (19 березня 721 р. до н.е.(наша ера), 8 березня і 1 вересня 720 р. до н.е.). В історії часто описуються місячні затемнення, що дуже допомагає встановити точну дату того чи іншого історичної події. Наприклад, воєначальник афінської армії Нікій злякався повного місячного затемнення, що почалося, в армії почалася паніка, що призвело до загибелі афінян. Завдяки астрономічним розрахункам вдалося встановити, що це сталося 27 серпня 413 до н. е.

У середні віки повне місячне затемнення надало Христофору Колумбу велику послугу. Його чергова експедиція на острові Ямайці опинилася в важкому становищі, продукти харчування та Питна водабули закінчені, і людям загрожувала голодна смерть. Спроби Колумба отримати їжу місцеві індіанці закінчилися безрезультатно. Але Колумб знав, що 1 березня 1504 р. має відбутися повне місячне затемнення, і надвечір він попередив вождів племен, що жили на острові, що він викраде у них Місяць, якщо вони не доставлять на корабель продукти і воду. Індіанці лише посміялися та пішли. Але, як тільки почалося затемнення, індіанців охопив невимовний жах. Продукти та вода були негайно доставлені, а вожді на колінах благали Колумба повернути їм Місяць. Колумб, звісно, ​​було «відмовити» у цьому проханні, і невдовзі Місяць, на захват індіанців, знову засяяв на небі. Як бачимо, звичайне астрономічне явище може бути дуже корисним, а знання астрономії просто необхідне мандрівникам.

Спостереження місячних затемнень можуть принести деяку наукову користь, оскільки дають матеріал вивчення структури земної тіні та стану верхніх шарів атмосфери Землі. Аматорські спостереження приватних місячних затемнень зводяться до точної реєстрації моментів контактів, фотографування, замальовок та опису змін яскравості Місяця та місячних об'єктів у затінку Місяця. Моменти торкання місячного диска із земною тінню і сходження з неї фіксуються (з більшою точністю) по годинниках, вивіреним за сигналами точного часу. Необхідно відзначати контакти земної тіні з великими об'єктами на Місяці. Спостереження можна проводити неозброєним оком, у бінокль чи телескоп. Точність спостережень, звісно, ​​збільшується під час спостереження в телескоп. Для реєстрації контактів затемнення необхідно встановити на телескопі максимальне для нього збільшення та направити його на відповідні точки торкання диска Місяця із земною тінню за кілька хвилин до передбачуваного моменту. Усі записи заносяться у зошит (журнал спостережень затемнення).

Якщо у розпорядженні любителя астрономії є фотоекспонометр (прилад, що вимірює яскравість об'єкта), то за його допомогою можна побудувати графік зміни яскравості місячного диска протягом затемнення. Для цього треба встановити експонометр так, щоб його чутливий елемент був спрямований на диск Місяця. Покази приладу знімаються через кожні 2-5 хвилин і записуються в таблицю трьома стовпцями: номер виміру яскравості, час і яскравість Місяця. Після закінчення затемнення, використовуючи дані таблиці, можна буде вивести графік зміни яскравості Місяця під час астрономічного явища. Як експонометр можна використовувати будь-який фотоапарат, де є система автоматичного експонування зі шкалою експозицій.

Фотографування явища можна робити будь-яким фотоапаратом, що має знімний об'єктив. При зйомці затемнення об'єктив з фотоапарата видаляється, а корпус апарата додається до окулярної частини телескопа за допомогою перехідника. Це буде зйомка з окулярним збільшенням. Якщо об'єктив вашого фотоапарата незнімний, то можна просто приставити апарат до окуляра телескопа, але якість такого знімка буде гіршою. За наявності у вашого фотоапарата або відеокамери функції Zoom необхідність у додаткових збільшувальних засобах зазвичай відпадає, т.к. розміри місяця при максимальному збільшенні такої камери достатні для зйомок.

Проте, найкраща якістьзнімків виходить під час фотографування Місяця у прямому фокусі телескопа. У такій оптичній системі об'єктив телескопа автоматично стає об'єктивом камери, лише з великою фокусною відстанню.