Quan sát chung Hệ tọa độ chân trời

Mặt Trời lặn trên đường chân trời ở hoang mạc Mojave, California, Hoa Kỳ

Hệ tọa độ chân trời được đặt cố định ở một địa điểm trên Trái Đất, nhưng không cố định đối với các ngôi sao. Vì thế, độ cao và góc phương vị của một thiên thể trên bầu trời thay đổi theo thời gian, khi thiên thể đó được thấy di chuyển trên bầu trời do sự quay của Trái Đất. Hơn nữa, vì hệ tọa độ chân trời được xác định bởi chân trời địa phương, cùng một thiên thể đó khi được quan sát ở các vị trí khác nhau trên Trái Đất vào cùng thời điểm sẽ có những giá trị độ cao và phương vị khác nhau.

Các hướng chính trên đường chân trời có các giá trị phương vị cụ thể có ích cho việc tham chiếu.

Giá trị Góc Phương vị của các Hướng Chính
Hướng ChínhGóc Phương vị
Bắc
Đông90°
Nam180°
Tây270°

Hệ tọa độ chân trời rất hữu dụng trong việc xác định thời gian mọc và lặn của một thiên thể trên bầu trời. Khi một thiên thể có độ cao là 0°, nó nằm trên đường chân trời. Nếu vào thời điểm đó độ cao của nó đang tăng thì thiên thể đó đang mọc, nhưng nếu độ cao đang giảm thì thiên thể đó đang lặn. Tuy nhiên, mọi thiên thể trên thiên cầu đều tham gia nhật động do sự quay của Trái Đất, vì thế luôn luôn được thấy chuyển động về phía tây.

Một người quan sát ở bán cầu bắc có thể xác định độ cao của thiên thể đang tăng hay giảm bằng cách thay vào đó xem xét phương vị của thiên thể:

  • Nếu góc phương vị nằm giữa 0° và 180° (bắc–đông–nam), thì thiên thể đang mọc.
  • Nếu góc phương vị nằm giữa 180° và 360° (nam–tây–bắc), thì thiên thể đang lặn.

Có hai trường hợp đặc biệt sau:

  • Tất cả mọi hướng đều là hướng nam khi quan sát từ Bắc Cực, và mọi hướng đều là hướng bắc khi quan sát từ Nam Cực, vì thế góc phương vị là không xác định ở cả hai nơi này. Khi quan sát từ các địa cực, một ngôi sao (hay bất kỳ thiên thể nào với tọa độ xích đạo cố định) có độ cao không đổi và vì vậy không bao giờ mọc hay lặn. Tuy nhiên, ở địa cực, Mặt Trời, Mặt Trăng, và các hành tinh có thể mọc hoặc lặn trong khoảng thời gian một năm khi quan sát từ vùng cực bởi xích vĩ của chúng luôn thay đổi.
  • Khi quan sát từ vùng Xích đạo, các thiên thể nằm tại các thiên cực sẽ ở cố định trên đường chân trời.

Lưu ý rằng các điều kiện trên chỉ thực sự đúng với chân trời hình học lý tưởng. Tức là, đường chân trời mà người quan sát thấy được ở mực nước biển, ở trên một Trái Đất tròn hoàn hảo và không có khí quyển. Trên thực tế, chân trời biểu kiến có một độ cao khá âm do độ cong của Trái Đất, giá trị này sẽ ở mức âm càng nhiều khi người quan sát lên càng cao trên mực nước biển. Hơn nữa, sự khúc xạ khí quyển khiến cho các thiên thể rất gần với chân trời dường như cao hơn khoảng nửa độ so với khi vị trí thực sự nếu không có khí quyển.