Scisne?

Аналемма

# 17 Авг 2015 11:34:12
Louiza

Как вы думаете, если вы вдруг решите каждый день фотографировать Солнце на небе в одно и то же время, будет ли оно каждый день оставаться на одном и том же месте?

Правильный ответ: "Нет, не будет".

На снимке вы видите развалины древней Немеи, где герой греческой мифологии Геркулес (он же Геракл в римской мифологии) совершил первый из своих 12 подвигов.
На снимке вы видите развалины древней Немеи, где герой греческой мифологии Геркулес (он же Геракл в римской мифологии) совершил первый из своих 12 подвигов.

Вместо того, чтобы каждый день в течение года пунктуально появляться на своём привычном месте на небосводе, беспокойное Солнце будет описывать восьмёрки. Астрономы называют такую кривую аналеммой.

Почему так получается?

Такое милое поведение солнца объясняется двумя явлениями, которые совершенно независимы друг от друга. Во-первых, наклоном Земной оси относительно плоскости, в которой она вращается вокруг Солнца.

Земля движется вокруг Солнца по чуточку вытянутой, эллиптической орбите

А во-вторых, Земля движется вокруг Солнца по чуточку вытянутой, эллиптической орбите.
Одновременное влияние этих двух свойств Земли и даёт нам возможность делать такие красивые фотографии.

Аналемма

Давайте разберёмся, какой вклад вносит вытянутая орбита Земли, а какой – наклон оси вращения.

Представим для начала, что ось вращения Земли строго перпендикулярна к плоскости орбиты, а вы, греясь под знойным солнцем экватора, внимательно наблюдаете за положением Солнца на небе в течение целого года. Что же вы заметите?

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.

Вот на этой анимации сравнивается движение по эллипсу и движение по кругу.

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

эллиптическая орбита наложена на круговую

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.

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.
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.

Развалины древней Немеи, где герой греческой мифологии Геркулес (он же Геракл в римской мифологии) совершил первый из своих 12 подвигов.
Развалины древней Немеи, где герой греческой мифологии Геркулес (он же Геракл в римской мифологии) совершил первый из своих 12 подвигов.

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.

Ну и напоследок, несколько красивых картинок:

Аналемма
Аналемма
Аналемма
Только зарегистрированные пользователи могут создавать сообщения.
Вход, Регистрация.