Горизонт

Горизо́нт (др.-греч. ὁρίζων — буквально: ограничивающий) — граница неба с земной или водной поверхностью. По другому определению в понятие включают также видимую часть этой поверхности. Различают горизонт видимый и горизонт истинный. Угол между плоскостью истинного горизонта и направлением на видимый горизонт называют наклонением горизонта (синонимы: понижение горизонта, депрессия горизонта). На иллюстрации: точка A — точка наблюдения; Н’Н — плоскость истинного горизонта; отрезок AC₁ — геометрическая (теоретическая) дальность видимого горизонта; дуга AB₁ — географическая дальность видимого горизонта; угол α — наклонение горизонта; B₁B₂B₃B₄ — линия видимого горизонта.

Схематичное изображение истинного (H’H), теоретического видимого (C₁C₂C₃C₄) и фактического видимого (B₁B₂B₃B₄) горизонтов.

Видимый горизонт

Видимым горизонтом называют и линию, по которой небо кажется граничащим с поверхностью Земли, и пространство неба над этой границей, и видимую наблюдателем поверхность Земли, и всё видимое вокруг наблюдателя пространство, до конечных пределов его. Таким же образом понятие горизонта может быть определено для других небесных тел.

Синонимы: небосклон, кругозор, небозём, небоскат, закат неба, глазоём, зреймо, завесь, закрой, озор, овидь, окоём, оглядь.

Расстояние до видимого горизонта

Схематический рисунок для вычисления расстояния до горизонта: $d={\sqrt {(R h)^{2}-R^{2}}}$

• В случае, если видимый горизонт определять как границу между небом и Землёй, то рассчитать геометрическую дальность видимого горизонта можно, воспользовавшись теоремой Пифагора:

$d={\sqrt {(R h)^{2}-R^{2}}}$

Здесь d — геометрическая дальность видимого горизонта, R — радиус Земли, h — высота точки наблюдения относительно поверхности Земли.

В приближении, что Земля — идеально круглая и без учёта рефракции эта формула даёт хорошие результаты вплоть до высот расположения точки наблюдения порядка 100 км над поверхностью Земли.

Принимая радиус Земли равным 6371 км и отбрасывая из-под корня величину h², которая не слишком значима ввиду малого отношения h/R, получим ещё более простую приближённую формулу:

$d\approx 113{\sqrt {h}}\,,$
где d и h в километрах или
$d\approx 3,57{\sqrt {h}}\,,$
где d в километрах, а h в метрах.

Ниже приведено расстояние до горизонта при наблюдении с различных высот:

Высота над поверхностью Земли h	Расстояние до горизонта d	Пример места наблюдения
1,75 м	4,72 км	стоя на земле
25 м	17,86 км	8-этажный дом
50 м	25,26 км	колесо обозрения
150 м	43,74 км	воздушный шар
2 км	159,8 км	гора
10 км	357,3 км	самолёт
350 км	2114,0 км	МКС

Геометрическое расстояние до горизонта $d$ в зависимости от высоты над поверхностью $h$ точки наблюдения.
График построен по формуле: $d={\sqrt {(R h)^{2}-R^{2}}},$ $R$ — радиус Земли, принят равным 6371 км.

Для облегчения расчётов дальности горизонта в зависимости от высоты точки наблюдения и с учётом рефракции составлены таблицы и номограммы. Действительные значения дальности видимого горизонта могут значительно отличаться от табличных, особенно в высоких широтах, в зависимости от состояния атмосферы и подстилающей поверхности.

Поднятие (снижение) горизонта относится к явлениям, связанным с рефракцией (рисунок 2). При положительной рефракции видимый горизонт поднимается (расширяется), географическая дальность видимого горизонта увеличивается по сравнению с геометрической дальностью, видны предметы, обычно скрытые кривизной Земли.

Большие градиенты температуры создаются при сильном нагреве земной поверхности солнечными лучами, часто в пустынях, в степях. Большие градиенты могут возникнуть и в средних, и даже в высоких широтах в летние дни при солнечной погоде: над песчаными пляжами, над асфальтом, над обнажённой почвой. Такие условия являются благоприятными для возникновения нижних миражей.

При отрицательной рефракции видимый горизонт снижается (сужается), не видны даже те предметы, которые видны в обычных условиях.

• В случае, если видимый горизонт определять как всё видимое вокруг наблюдателя пространство, до конечных пределов его, то расстояние до видимого горизонта, например, в лесу — это максимальное расстояние на которое уходит взгляд, пока не упрётся в деревья (несколько десятков метров), а для наблюдаемой Вселенной расстояние до видимого горизонта (то есть до самых далёких звёзд, которые мы можем наблюдать) составит около 13—14 млрд световых лет.

Кстати: Космический горизонт (горизонт частиц) — это и мысленно воображаемая сфера с радиусом, равным расстоянию, которое свет прошёл за время существования Вселенной, и все множество точек Вселенной, находящихся на этом расстоянии.

Дальность видимости

Основная статья: Видимость (геометрия)

Формула и рисунок для вычисления геометрической дальности видимости.
Щёлкните по изображению, чтобы увеличить его.

На рисунке справа дальность видимости объекта определяют по формуле

$D_{\mathrm {BL} }=3.57\,({\sqrt {h_{\mathrm {B} }}} {\sqrt {h_{\mathrm {L} }}})$,

где $D_{\mathrm {BL} }$ — дальность видимости в километрах,
$h_{\mathrm {B} }$ и $h_{\mathrm {L} }$ — высоты точки наблюдения и объекта в метрах.

Если учесть земную рефракцию, то формула примет вид:

$D_{\mathrm {BL} }<3.86\,({\sqrt {h_{\mathrm {B} }}} {\sqrt {h_{\mathrm {L} }}})\,.$

То же самое, но $D_{\mathrm {BL} }$ — в морских милях:

$D_{\mathrm {BL} }<2.08\,({\sqrt {h_{\mathrm {B} }}} {\sqrt {h_{\mathrm {L} }}})\,.$

Диаграмма Струйского: Наблюдатель на высоте 10 м (шкала C) увидит утес высотой 50 м (шкала A) с расстояния примерно 21 морской мили (шкала B).

Для приближённого расчёта дальности видимости объектов применяют номограмму Струйского (см. илл.): на двух крайних шкалах номограммы отмечают точки, соответствующие высоте точки наблюдения и высоте объекта, затем проводят через них прямую и на пересечении этой прямой со средней шкалой получают дальность видимости объекта.

На морских картах, в лоциях и других навигационных пособиях дальность видимости маяков и огней указывается для высоты точки наблюдения равной 5 м. Если высота точки наблюдения иная, то вводится поправка.

Горизонт на Луне

Земля над горизонтом Луны

Нужно сказать, что расстояния на Луне очень обманчивы. Благодаря отсутствию воздуха удалённые предметы видятся на Луне более чётко и поэтому всегда кажутся ближе.

— Николай Носов. «Незнайка на Луне». 1964.

Лунный горизонт практически вдвое ближе земного. При этом расстояние до лунного горизонта зрительно определить крайне сложно по причине отсутствия атмосферы, а также объектов известного размера, по которым можно было бы судить о масштабе.

Истинный горизонт

Истинный горизонт — мысленно воображаемый большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна отвесной линии в точке наблюдения. Аналогично общему понятию, истинным горизонтом может называться не круг, а окружность, то есть линия пересечения небесной сферы и плоскости, перпендикулярной отвесной линии.

Синонимы: математический горизонт, астрономический горизонт.

Искусственный горизонт — прибор, которым пользуются для определения истинного горизонта.

Например, истинный горизонт легко определить, если поднести к глазам стакан с водой так, чтобы уровень воды был виден как прямая линия.

Горизонт в философии

Понятие горизонта в философию вводит Эдмунд Гуссерль, а Гадамер определяет его следующим образом: «Горизонт — поле зрения, охватывающее и обнимающее все то, что может быть увидено из какого-либо пункта»

См. также

• Авиагоризонт
• Секстант

Литература

• Витковский В. В. Горизонт // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Горизонт // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.