Что такое аналемма ?

Автор:
penrosa
Печать
дата:
1 августа 2014 09:10
Просмотров:
2414
Комментариев:
3+1
Что такое аналемма ?


Когда вы были в начальной школе, вам, вероятно доводилось смотреть на старинный глобус, который был изобретён задолго до Google Earth. Смотреть, и задаваться вопросом: а что это за странная фигура в виде восьмёрки видна на глобусе сбоку? Ваш учитель, скорее всего, понятия не имел о том, что это такое. И вы, вероятно, получили от него ответ вида: «это календарь».

Давайте же узнаем, что это на самом деле ...


Что такое аналемма ?


Эта загадочная восьмёрка на самом деле называется аналемма, и она отслеживает движение Солнца по небу в течение года. Вообще, измерение времени — это далеко не всегда измерение движения вперёд, как всем нам кажется. Наши современные календари и часы есть не что иное, как виды компромисса: мы находимся в постоянной битве за синхронизацию этих приборов с небесами.

На протяжении всей человеческой истории ежедневное течение времени определялось движением Солнца. Полдень наступает, когда Солнце достигает наивысшей точки над местным горизонтом, пересекая северный или южный меридиан. Проблема в том, что время прохождения Солнца по небосводу далеко не всегда соответствует времени одного оборота Земли вокруг этого светила, то есть оно не совпадает с 24-мя часами. В октябре Солнце достигает наивысшей точки над горизонтом на 16 минут раньше, в феврале на 12 минут позже.

И почему же надоедливая Вселенная никак не хочет оставаться постоянной?

Что такое аналемма ?


А возникает такое расхождение из-за двух важных факторов: из-за эллиптической орбиты Земли, и из-за определённого угла, под которым ось нашей планеты наклонена к плоскости эклиптики. Из этих двух факторов первостепенную роль играет именно наклон оси планеты, а эллиптичность орбиты находится на втором плане. Если бы орбита Земли представляла собой идеальный круг, а её ось всегда была бы строго перпендикулярна плоскости орбиты, то не наблюдалось бы никаких сезонных расхождений во времени. Вот только ни одна из известных науке планет не находится в таких идеальных условиях.

Поскольку Земля движется вокруг Солнца по эллипсу, то скорость движения по орбите меняется. Скорость движения вокруг Солнца максимальна в январе, а медленнее всего Земля движется по орбите в Июле. Вот на этой анимации сравнивается движение по эллипсу и движение по кругу.

Что такое аналемма ? Что такое аналемма ?


Теперь давайте посмотрим вблизи на эти орбиты.
На картинке ниже эллиптическая орбита наложена на круговую.


Что такое аналемма ?


За сутки земля А (что движется по кругу) прошла небольшое расстояние и наблюдатель на ней смотрит на Солнце. Земля Б (движущаяся по эллипсу) прошла расстояние чуть большее вокруг Солнца. Но из-за того, что её орбитальная скорость больше, она не успела полностью повернуться вокруг себя. Это приводит к тому, что нас с вами покажется, что Солнце на небе находится чуть-чуть восточнее, чем вчера в то же самое время.

С каждым днём разница будет накапливаться, и Солнце будет сдвигаться по небу всё больше на восток. Далее, двигаясь по эллипсу, Земля дойдёт до своего «летнего» положения на орбите и её движение станет замедляться. Тогда Солнце на небе начнёт смещаться немного на запад.

В итоге получится, что если бы Земная ось не была наклонена, то вместо восьмёрки Солнце рисовало бы прямую.

Теперь давайте мысленно наклоним ось Земли. Для нас, сидящих на экваторе, это будет выглядеть так, как будто бы всё небо вместе с Солнцем сдвинулось вокруг Земли вниз (зимой для северного полушария) или вверх (летом для северного полушария). Для Южного полушария всё будет наоборот.

Что такое аналемма ?


Эта фотография была сделана в Греции (то есть в северном полушарии). Значит, самая низкая часть аналеммы фотографировалась в конце декабря, а самая высокая – в июне.


Что такое аналемма ?

Фото: Антоний Аиомамитис


Кстати, наклону земной оси мы обязаны сменами времён года. Летом Солнце поднимается высоко в небе и успевает сильнее прогреть воздух и землю. Зимой Солнце быстрее закатывается, поэтому температура становится ниже.

В случае если бы земная орбита была круговой, но ось вращение нашей планеты все же была наклонена к плоскости орбиты то, в указанных условиях наблюдений, Солнце на небесной сфере будет двигаться по линии к северу или к югу относительно небесного экватора в диапазоне от 230,45 с.ш. до 230,45 ю.ш. При этом оно будет строго повторять свою траекторию при перемещении, как в одну, так и в другую сторону.

Переменность скорости движения Земли по орбите отображается неравномерностью перемещения Солнца по эклиптике на небе (см. Уравнение времени). Поэтому Солнце к выбранному моменту наблюдения либо не достигает, либо минует некоторую особую точку и линия разворачивается в фигуру похожую на восьмерку. Особая точка, в которой Солнце оказывается два раза в год, располагается в месте соединения верхней и нижней части восьмерки — аналеммы. Это время приходится на середину апреля и самый конец августа каждого года. Время опоздания прибытия Солнца в «особую точку» в разные дни различно, но может достигать 14 минут 19 секунд, а время опережения — может достигать 16 минут 30 секунд. Это значит, что в угловой мере, ширина аналеммы на небе составляет 7,7 градуса.

На форму аналеммы влияет имеющийся между некоторыми важными календарными датами сдвиг. Земля проходит точку перигелия 2-го января и в это время скорость движения Солнца по эклиптике на небесной сфере максимальна, а точку афелия - 3-го июля скорость движения Солнца по эклиптике — минимальна. С другой стороны день зимнего солнцестояния приходится на 22 декабря, а день летнего солнцестояния приходится на 22 июня (см. Точки солнцестояния). В северном полушарии Земли на эти дни приходятся моменты, когда Солнце занимает свои самые низкое и высокое положения над горизонтом, соответственно. Одиннадцати суточный сдвиг между указанными двумя летними и двумя зимними датами определяет несимметричность восьмерки – аналеммы.

0 не понравился
53 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 

 
 
 
 

Комментарии

 
 

 
 
 
201
Дата:
(1 августа 2014 10:04)
#1
"Когда вы были в начальной школе, вам, вероятно доводилось смотреть на старинный глобус"
это перевод очевидно пендосной статьи.. какой нафик глобус в начальной школе да еще и старинный... там писать считать бы научили..
Томск [ссылка]
2 / 6
 
 
 
 
 
 
Valllek
Дата:
(1 августа 2014 11:32)
#2
Собственно, в статье первый раз и увидел старинный глобус.
 
Если кто то громко плачет - довыё.ывался значит.
Томская область > Северск [ссылка]
5 / 0
 
 
 
 
 
 
Solidglue
Дата:
(1 августа 2014 22:52)
#3
Цитата: 201
"Когда вы были в начальной школе, вам, вероятно доводилось смотреть на старинный глобус"
это перевод очевидно пендосной статьи.. какой нафик глобус в начальной школе да еще и старинный... там писать считать бы научили..

И то верно мы в начальную школу без старинного глобуса и не ходили. Вахтёр бывало вкажет: - "Опять без глобуса - шагай за родителями!"
Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх