Zeniitti: tähtitieteen määritelmä ja ero nadiirista

Tähtitieteessä zeniitti on piste, joka sijaitsee tarkastelupaikan täsmälleen pään yläpuolella taivaalla. "Yläpuolella" tarkoittaa sitä suuntaa, joka on painovoiman vastakkainen kyseisessä paikassa: se on paikallinen pystysuunta ylöspäin. Zeniitti on nadiirin vastakohta. Nadiiri on siinä suunnassa, johon painovoima vetää, eli suoraan alaspäin kohti maanpintaa. Zeniitti ei ole todellinen, taivaankannella näkyvä kohde, vaan geometrinen suunta, jota käytetään vertailukohtana muiden taivaankohtien sijainneille.

Paikallinen pystysuunta määräytyy käytännössä painolangan (luonnollisen pystysuunnan) mukaan. Tätä suuntaa vasten määritellään myös paikallinen horisontti: horisonttia kohti katsottaessa katsotaan suuntaan, joka on kohtisuora zeniittisuuntaa vastaan. Zeniitin suunta vaihtuu havaitsijalle ajassa, kun Maa pyörii ja liikumme Maan pinnalla; siksi se on aina sidottu havaitsijan paikkaan ja hetkeen.

Koordinaatit ja kulmat

Horisonttikoordinaatistossa taivaankohteen korkeus on kulma horisontin yläpuolelle ja atsimuutti on suunta horisontin tasossa. Zeniitti vastaa korkeutta 90°, eikä sillä ole yksiselitteistä atsimuuttia (kaikki suunnat sulautuvat yhteen suoraan yläpuolelle). Käytännöllinen suure on zeniittietäisyys z, joka on kulma zeniitistä kohteeseen: z = 90° − korkeus.

Ilmakehän kannalta zeniitin suunnassa katsottaessa katsotaan läpi lyhimmän ilmakehän paksuuden. Siksi samat kohteet näkyvät zeniitin lähellä yleensä terävämpinä ja kirkkaampina: ilman ilmanvaimennus ja väreily ovat pienimmillään, ja ilmakehän aiheuttama refraktio on vähäinen.

Aurinko ja zeniitti

Aurinko on zeniitissä paikallisessa aurinkokeskipäivässä vain niillä leveysasteilla, jotka sijaitsevat kääntöpiirien välissä (noin 23,4° pohjoista ja eteläistä leveyttä). Kun Aurinko on zeniitissä, varjo on keskipäivällä lyhyimmillään ja voi hetkellisesti kadota pystysuorilta pinnoilta.

• Esimerkki: päiväntasaajalla Aurinko voi olla zeniitissä päiväntasauksen aikaan.
• Suomessa Aurinko ei koskaan saavuta zeniittiä. Esimerkiksi Helsingissä (noin 60°N) Auringon suurin korkeus kesäpäivänseisauksena on noin 53°.

Nadiiri ja käytännön sovellukset

Nadiiri on suunta suoraan alaspäin, kohti Maan keskipistettä likimain samaan tapaan kuin painolanka osoittaa. Satelliittien ja kaukokartoituksen yhteydessä nadiirikuvauksella tarkoitetaan kuvausta suoraan alaspäin satelliitin ratapisteestä. Vastaavasti maanpinnalta ylöspäin suuntautuvat havainnot, kuten zeniittiantennit ja zeniittiin suuntaavat kaukoputket, kohdistetaan kohti zeniittiä minimoimaan ilmakehän vaikutuksia.

Geodesiassa zeniitin suunta (paikallinen pystysuunta) liittyy käsitteisiin kuten pystysuunnan poikkeama ja astronominen leveys, joissa verrataan painovoiman määräämää suuntaa maapallon laskennallisen muodon (ellipsoidi/geoid) normaaliin. Sää- ja paikkatietosovelluksissa puhutaan myös esimerkiksi GPS:n zeniittiviiveestä (ilmakehän aiheuttama viive suoraan ylös suuntautuville signaaleille).

Keskeiset huomiot

• Zeniitti: suunta suoraan ylöspäin, painovoiman vastakkainen.
• Nadiiri: suunta suoraan alaspäin, painovoiman suuntainen.
• Zeniitti on havaitsijakohtainen ja muuttuu ajan sekä paikan mukaan, eikä se ole taivaalla näkyvä kohde.
• Havainnot zeniitin lähellä hyötyvät vähäisemmästä ilmakehän häiriöstä ja vaimennuksesta.
• Horisonttikoordinaateissa zeniitin korkeus on 90°; zeniittietäisyys mittaa kulmaa zeniitistä kohteeseen.

Merkitys ja käyttö

Tiedemiehille zeniitti on viitesuunta, josta zeniittikulma mitataan. Zeniittikulma on taivaalla olevan paikan (yleensä tähden) ja paikallisen zeniitin välinen kulma.

 

Puiden varjot, kun aurinko on suoraan yläpuolella (zeniitissä).  

Hae kirjaimella