الفلك

كيف يختلف مظهر أناليما باختلاف خطوط العرض

كيف يختلف مظهر أناليما باختلاف خطوط العرض

كيف يختلف مظهر أنليما باختلاف خطوط العرض؟

هذا ما أعتبره تعريفًا للتحليل: إذا تم رسم موضع الشمس أو تصويره في وقت الظهيرة (مثل التوقيت العالمي المنسق) كل يوم من موقع مواجه للجنوب (في نصف الكرة الشمالي) فإنه يشكل رقم ثمانية الشكل كما في الصورة.

تظهر الصور عادة مع المحور الطويل بزاوية. سؤالي هو ، بافتراض أن الزاوية مرتبطة بخط عرض الكاميرا ، كيف تختلف هذه الزاوية عندما تتحرك الكاميرا من خط الاستواء إلى القطب ، ولماذا؟


أناليما هو رسم بياني يوضح انحراف الشمس عن حركتها المتوسطة في السماء ، كما يُرى من موقع ثابت على الأرض. لاحظ أنه لا يذكر شيئًا عن الوقت - يمكن أن يكون أي وقت ثابت. الأشكال التحليلية التي تم إنشاؤها في أوقات مختلفة من اليوم لها أشكال مختلفة قليلاً. على سبيل المثال ، انظر تحليلات الطاقة الشمسية المأخوذة في نفس المكان في أوقات مختلفة.

أنالما الطاقة الشمسية في الساعة 0700 بالتوقيت العالمي بواسطة أنتوني أيوماميتييس ، من مركز الطاقة الشمسية .stanford.edu

أنالما الطاقة الشمسية في 1400 بالتوقيت العالمي بواسطة أنتوني أيوماميتييس ، من solar-center.stanford.edu

أفضل طريقة لفهم تأثير خط العرض على شكل أنالما هو النظر في تأثير الميل المحوري للأرض على شكل أنالما.

إذا كان المسار المداري للأرض بيضاوي الشكل ، لكن محورها لم يكن مائلاً ، فسيكون منحنى أنالما بيضاوي الشكل. عند خط الاستواء ، سيكون هذا الخط عبارة عن خط مستقيم يمتد من اليسار إلى اليمين أو من الغرب إلى الشرق.

يؤثر الميل المحوري للأرض بمقدار 23.5 درجة على موضع الشمس الظاهر في السماء - مع تقدم السنة واستمرار الأرض في الدوران حول محور مائل ومدار حول الشمس ، يبدو أن الشمس تتحرك لأعلى ولأسفل (شمال - جنوب) ) في السماء. هذا له تأثير إنشاء حلقتين من الشكل 8.

أنت محق في أن ميل أنالما يختلف باختلاف خط العرض. سيحصل المراقبون في نصف الكرة الشمالي على منحنى أنالما مع الحلقة الأوسع في الأسفل. ينعكس هذا بالنسبة للمراقبين في نصف الكرة الجنوبي ، حيث تكون الحلقة الأوسع في الجزء العلوي من المنحنى. عند خط الاستواء ، يقع anlaemma على جانبه. في القطب الشمالي ، سيكون الجزء العلوي من أنالما مرئيًا فقط ، بينما يكون العكس في القطب الجنوبي.


أعتقد أن الإجابة هي أن أنالما ستكون دائمًا رأسية ، بزوايا قائمة على خط الاستواء ، إذا تم تصويرها في منتصف النهار. يرجع الانحدار الظاهر في الصور إلى المنظور ، والتقاطها في وقت مختلف من اليوم ، وليس في وقت الظهيرة.

عند خط الاستواء ، ستكون أنالما مباشرة في الاعتدالات ، وبزاوية مسير الشمس عند الانقلابات.

في القطبين ، سيتركز أنالما في الأفق ، والنصف العلوي يعطي فترة طويلة بدون ليل في الصيف ، والنصف المحجوب فصول الشتاء الطويلة بدون ضوء النهار.


إنه تأثير ناتج عن ميل محور الدوران. يستغرق هذا المحور حوالي 23000 سنة ليكتمل. إذا استطعنا أن نعيش طويلًا ، فسنرى أنيماليما تدور في السماء


29 ديسمبر 2006

على مدى السنوات القليلة الماضية ، عشت على الجانب الشرقي من جزيرة ذات طبيعة داخلية جبلية ، وفقدت أحد أكثر أزواج الأحداث حيوية في العالم. في حوالي الساعة 6:30 صباحًا منذ وقت ليس ببعيد ، شاهدت الشمس فوق الأفق ببوصة لإلقاء الضوء على قمة Mauna Kea ، تليها سيل خفيف من ضوء الشمس أسفل المنحدرات وفي ضوء النهار الكامل. بعد ذلك ، بدءًا من حوالي الساعة 5:45 من تلك الليلة ، بعد ساعتين بالسيارة والتجمع مع أفراد الأسرة ، استرخينا جميعًا على لوح رخامي ناتئ فوق برك المد والجزر حيث أكملت الشمس رحلتها واختفت. بعد فترة طويلة من اختفاء الطرف العلوي للشمس ، كشفت الغيوم عن ألوانها الدقيقة الحقيقية ، التي عادة ما تغمرها وهج الشمس المباشر.

قد لا تكون رؤية شروق الشمس وغروبها في نفس اليوم أمرًا بالغ الأهمية ، باستثناء أنه أحد الأمثلة الكلاسيكية للأحداث التي نأخذها كأمر مسلم به. في الواقع ، يعتبر شروق الشمس أمرًا مفروغًا منه لدرجة أن شروق الشمس هو تعريف يُستشهد به كثيرًا للاستدلال البايزي. هناك مباشرة مع مراحل القمر ، تستمر التغييرات التدريجية في الحركة اليومية للشمس في رقصهم ، في انتظار أن نلاحظ يومًا ما.

بالأمس كان أحد هؤلاء - الانقلاب الشتوي.

يعتبر الوصف المعتاد لأقصر يوم وأطول ليلة في العام صحيحًا بقدر ما هو ، ولكنه لا يصلح لذلك. كما أنه يُظهر بعض النزعة الشوفانية في نصف الكرة الأرضية ، حيث أن الانقلاب الشتوي لدينا هو الصيف (وأطول يوم في السنة) بالنسبة لأولئك الموجودين في الجنوب. على أي حال ، في ديسمبر ، كانت الأرض قريبة من أقرب نقطة لها من الشمس في مدارها. أقرب نقطة فعلية (الحضيض الشمسي) تأتي في شهر يناير ، لذا فإن الطقس البارد والأيام القصيرة لها سبب آخر غير المسافة من النار.

بينما يمكننا استكشاف سبب هذه الظاهرة أدناه ، ربما يكون المظهر هو أفضل مكان للبدء. يعتبر الانقلاب الشمسي لشهر ديسمبر هو أقصر يوم في السنة بالنسبة لمراقبي نصف الكرة الشمالي ، ولكنه ليس أول شروق للشمس ولا آخر غروب. يحدث ذلك في تاريخين مختلفين يختلفان وفقًا لخط العرض لديك ، ولكن غالبًا في نوفمبر ويناير. ما يحدث في الانقلاب الشتوي ، مع ذلك ، هو أن الشمس تشرق في أقصى نقطة شمالية لها في الأفق ، بغض النظر عن مكان وجودك. بينما تشرق الشمس في الشرق وتغرب في الغرب ، فإنها لا تسقط دائمًا بالضبط في تلك الاتجاهات الأساسية.

إن المراقبة الدقيقة لشروق وغروب الشمس المقاسة مقابل نقاط ثابتة مثل التلال أو الحجارة تجعل التقويمات دقيقة للغاية ، وتوجد مثل هذه المواقع ، غالبًا في أزواج ، في جميع أنحاء أوروبا. لدى إي سي كروب ، من بين آخرين ، بعض الصور والروايات الممتازة حول الملاحظات الصخرية في كتبه. بمجرد حصولك على مجموعة جيدة من الملاحظات ، يمكن إنشاء أماكن مثل Stonehenge و Newgrange والعديد من مواقع أمريكا الجنوبية والوسطى لمطابقة ارتباطات تلك الارتفاعات والإعدادات بسهولة نسبية. بمجرد تحديد الاتجاهات (الاتجاه في الأفق ، وليس بالضرورة مرتبطًا بالبوصلة) لشروق الشمس وغروبها الموسمي ، تكون جاهزًا إلى حد كبير لموقع معين ، حيث إنها ستتكرر كل عام.

في الوقت الحاضر ، مع صور الأقمار الصناعية لـ "الرخام الأزرق" لدينا ، اعتدنا على الأحداث السماوية بحيث تكون مجردة تقريبًا ، وليست قائمة على الملاحظة. إن قياس موقع الشمس بالنسبة إلى النجوم هو طريقة تحديد "يوم" الانقلاب الشمسي ، على الرغم من أنه يشبه اكتمال القمر - وهو شيء ننسبه إلى يوم كامل يستمر للحظة فقط. في هذه الحالة ، تكون اللحظة عندما تصل الشمس إلى أقصى بقعة شمالية في السماء ، والتي لن يتمكن جميع المراقبين من رؤيتها (على سبيل المثال ، قد تكون أثناء الليل بالنسبة للبعض). فقط لجعل الأمر أكثر تعقيدًا ، عند قياس موقع الشمس مقابل النجوم ، من الصعب جدًا رؤية كليهما في نفس الوقت ، ومن ثم استخدام المحامل للارتفاع أو الغروب.

إن المحور المائل بثبات والثورة السنوية المتكررة للأرض يجلبان الشمس مباشرة إلى أماكن مختلفة على الأرض في أوقات مختلفة من العام ، ثم يحول الدوران اليومي للأرض تلك البقع إلى حلقات من خطوط العرض على طول الطريق. يُطلق على خط العرض الذي تكون فيه الشمس فوق انقلاب الشمس في ديسمبر اسم مدار الجدي ، والنظير في يونيو هو مدار السرطان. قسّم الفرق بين الاثنين وستحصل على خط الاستواء ، الذي يلعب في الاعتدالات ، لتتم مناقشته في منشور لاحق.

سبب كل هذا الاختلاف الموسمي هو ميل محور الأرض في كل مكان 23 ودرجات متغيرة من العمودي ، مقاسة من المستوى المسطح لمدارها. إذا كان محور الأرض في القطب الشمالي هو عصا تفاحة الكراميل ، فإن العصا تشير إلى نفس البقعة في الفضاء بغض النظر عن مكان الأرض حول الشمس. لذا ، إذا كانت الشمس برتقالية مرصعة بالقرنفل (لنكهة عطلتنا) وجلس كل من تفاح الكراميل على الطاولة ، في ديسمبر تشير عصا التفاح بالكراميل بشكل مائل عن البرتقال. بشكل مقيد ، في الانقلاب الشمسي لشهر يونيو ، تشير العصا قطريًا إلى اللون البرتقالي ، عبر الجزء العلوي منها.

وبالطبع ، فإن الاحتفال بهذا الوقت من العام يسبق أي سجلات تاريخية وأي ديانات معاصرة ، والتي أدرج معظمها الاحتفال في التقويمات الخاصة بهم. شاهد رفيق جاي أوتيويل الفلكي لمزيد من المعلومات عن ذلك. انقلاب شتوي سعيد - أنا ذاهب إلى الشاطئ.


اطول ليلة.

الكثير من وقت الفراغ و Sky Safari يقودني إلى هذه الجمل الثلاث:

أقرب غروب الشمس عند خط العرض 44º 25 '07 "يحدث في 9 ديسمبر.

لا يحدث شروق الشمس الأخير حتى 2 يناير.

أطول ليلة تحدث في منتصف الطريق بين تلك التواريخ التي تصادف 21 ديسمبر ، الانقلاب الشمسي.

أظن أنه عند خطوط العرض المنخفضة ، تقترب تواريخ الغروب المبكر وآخر شروق للشمس من بعضهما البعض ، لكن تبقى أطول ليلة في الحادي والعشرين من ديسمبر. لذلك ، عند خط الاستواء (؟) التواريخ الثلاثة هي نفسها. لكن لا تقتبس لي. قد يكون الأمر أكثر تعقيدًا من ذلك.

# 2 sg6

إن تباين التواريخ لغروب الشمس وشروقها هو ما يجعلني أعتقد أن ستونهنج تم بناؤها هنا لتاريخ شروق الشمس الأخير. كما بعد ذلك فهي بداية الأيام الأطول ولذا كنت أتوقع منهم أن يقيسوا هذا الحد أو ذاك.

يعني قياس أقصر الأيام قياس أوقات الغروب وشروق الشمس بشكل منفصل وتحديد الاختلاف ، وبما أنهم لم يعرفوا أفضل ما لدي ، فإنهم يمتلكون ساعات كوارتز أو حتى ميكانيكية بالدقة المطلوبة في ذلك الوقت ، ويبدو أنهم لم يتمكنوا من تحديد الانقلاب الشمسي نفسه. . لكن كان من الممكن أن تكون أبعد حركة للشمس ممكنة.

كما أنني كنت سأقول إنه كان لفصل الشتاء ليس كثيرًا في الصيف. أتوقع أيام منتصف الشتاء ومنتصف الصيف.

وقد تم بناؤه قبل آلاف السنين من قبل Druids ، الذين يبدو أنهم تبنوه بطريقة ما.

# 3 ديف ميتسكي

أقرب نهاية للشفق المسائي من العام عند 40 درجة شمالًا يحدث في الرابع من ديسمبر ويحدث الغروب الأول في السابع من ديسمبر. يحدث شروق الشمس الأخير في العام عند خط عرض 40 درجة شمالًا في الخامس من يناير وآخر ظهور للشفق الصباحي عند خط عرض 40 درجة شمالًا في الثامن من يناير.

# 4 مبكرا

أعتقد أن هذا له علاقة بالاختلافات في طول اليوم الفلكي نظرًا لأن مدار الأرض بيضاوي الشكل أكثر من أي شيء آخر.

# 5 ديف ميتسكي

أعتقد أن هذا له علاقة بالاختلافات في طول اليوم الفلكي نظرًا لأن مدار الأرض بيضاوي الشكل أكثر من أي شيء آخر.

دائمًا ما يجلب الانقلاب الشمسي لشهر ديسمبر أقصر يوم إلى نصف الكرة الشمالي وأطول يوم في نصف الكرة الجنوبي. ولكن من الواضح أن آخر شروق للشمس لا يتزامن مع اليوم الأقل ضوءًا ، كما أن آخر غروب للشمس لا يحدث في يوم أعظم ضوء النهار. لما لا؟

السبب الرئيسي هو أن محور دوران الأرض مائل بمقدار 23.5 درجة من المستوى الرأسي إلى مستوى مدارنا حول الشمس. سبب ثانوي هو أن مدار الأرض ليس دائرة كاملة. نظرًا لمدارنا غريب الأطوار (وهو مدار على شكل دائرة محشورة ، مع وجود الشمس بعيدًا عن المركز قليلاً) ، فإن الأرض تسافر بأسرع ما يمكن في شهر يناير والأبطأ في شهر يوليو.

# 6 ديف ميتسكي

تختلف التواريخ والأوقات بشدة باختلاف خط العرض على الأرض. مع خطوط العرض الأعلى ، يزداد الفرق بين أوقات الصيف والشتاء ، لكن التواريخ التي يتم فيها الوصول إلى أقصى الحدود تقترب من تواريخ الانقلابات. على سبيل المثال ، عند 60 درجة شمالًا ، تختلف الأوقات بساعتين أو ثلاث ساعات من 6 صباحًا و 6 مساءً ، لكن التواريخ التي يتم فيها الوصول إلى هذه الحدود القصوى هي فقط بين 2 و 6 أيام من تواريخ الانقلاب. مع خطوط العرض المنخفضة ، يصبح الفرق بين فترتي الصيف والشتاء أصغر ، لكن التواريخ التي يتم فيها الوصول إلى هذه الحدود القصوى الطفيفة تزداد بعيدًا عن تواريخ الانقلابات. على خط الاستواء ، تبتعد أوقات شروق الشمس وغروبها ببضع دقائق فقط من الساعة 6 صباحًا و 6 مساءً ، لكن التواريخ التي يتم فيها الوصول إلى هذه الحدود القصوى الطفيفة هي 10 و 12 فبراير (أحدث شروق وغروب للشمس) و 2 و 4 نوفمبر (أقرب شروق وشرق للشمس) غروب الشمس).

# 7 ديف ميتسكي

تعتمد تواريخ غروب الشمس المبكر وآخر شروق شمس لموقع ما أيضًا على خط العرض الخاص به. المواقع الأقرب إلى خط الاستواء يكون لها أقرب غروب الشمس في وقت ما في شهر نوفمبر. من ناحية أخرى ، فإن المواقع الموجودة في خطوط العرض العليا ، يكون لها أقرب غروب الشمس في وقت لاحق ، أقرب إلى التاريخ الفعلي للانقلاب الشتوي.

معادلة الوقت تساوي 0 (متوسط ​​الوقت الشمسي يساوي التوقيت الشمسي الظاهر) في 25 ديسمبر.

# 8 توني فلاندرز

أعتقد أن هذا له علاقة بالاختلافات في طول اليوم الفلكي نظرًا لأن مدار الأرض بيضاوي الشكل أكثر من أي شيء آخر.

لا ، هناك تأثيران مختلفان يساهمان في معادلة الوقت ، والتي يمكن وصفها تقريبًا بالفرق بين متوسط ​​وقت الظهيرة الشمسية المحلية والظهيرة الشمسية الحقيقية. الأكثر أهمية هو حقيقة أن محور الأرض مائل بالنسبة لمسير الشمس. تساهم حقيقة أن مدار الأرض في شكل بيضاوي بشكل كبير ، لكنها أقل أهمية من انحراف المحور.

للأسف ، لم أجد حتى الآن طريقة موجزة ومفهومة حقًا لشرح سبب اختلاف طول النهار بسبب انحراف محور الأرض. إنه واضح بما يكفي بمجرد أن تفهمه ، لكنه يتطلب القليل من الهندسة ثلاثية الأبعاد ، والتي يصعب على معظمنا تصورها.

# 9 برينتوود

لطالما جذبني هذا الأمر ، ودائمًا ما أجده مزعجًا عندما تسمع شخص الطقس في الأخبار يقول إنه سيصبح أخف في المساء بعد اليوم ، عند الانقلاب الشمسي! لقد حاولت الاتصال ببعضهم دون جدوى.

لقد ذكرت ذلك أيضًا في مواقع مثل Quora وجعل الكثير من الناس يقولون إنني كنت مخطئًا تمامًا وأن "الجميع يعرف أن 21/22 ديسمبر هو أقرب غروب شمس وآخر شروق للشمس"!

لكن ما أجده محيرًا هو أن هناك تواريخ مختلفة لوقت حدوث ذلك. بالنسبة لموقعنا الخاص ، 48 * ، يمكن أن يختلف وقت غروب الشمس المبكر من 11 ديسمبر إلى 16 ديسمبر. ستقتبس مواقع مثل Weatherspark التاريخ بالفعل ، بينما سيعرض البعض الآخر جدولًا لأوقات غروب الشمس في الثانية ، بينما ستعرض بعض المواقع فقط في الدقيقة التي يجب أن تفترض أن التاريخ الأقدم فيها سيكون مركز نفس الأوقات.

مثل الآخرين أجد صعوبة كبيرة ، إن لم يكن من المستحيل شرح ذلك. تستخدم الكرات الأرضية القديمة أنالما في وسط المحيط الهادئ تظهر معادلة الوقت. يُظهر الوقوف بشكل مستقيم لأعلى ولأسفل أنالما عند الظهيرة ، ولكن إذا تخيلتها في الأفق الغربي ، عندما تميل إلى اليمين والشمال ، يمكنك في الواقع أن ترى أن غروب الشمس الأخير ليس عند الانقلاب الشمسي ، وأن هذا التباين يزيد من أقرب إلى خط الاستواء تحصل عليه!

الآن تخيل أنك تحاول شرح ذلك وأنت واقف عند البار وبيدك نصف لتر!

# 10 كيلو بايت

لطالما جذبني هذا الأمر ، ودائمًا ما أجده مزعجًا عندما تسمع شخص الطقس في الأخبار يقول إنه سيصبح أخف في المساء بعد اليوم ، عند الانقلاب الشمسي! لقد حاولت الاتصال ببعضهم دون جدوى.

لقد ذكرت ذلك أيضًا في مواقع مثل Quora وجعل الكثير من الناس يقولون إنني كنت مخطئًا تمامًا وأن "الجميع يعرف أن 21/22 ديسمبر هو أقرب غروب شمس وآخر شروق للشمس"!

لكن ما أجده محيرًا هو أن هناك تواريخ مختلفة لوقت حدوث ذلك. لموقعنا الخاص ، 48 * ، يمكن أن يختلف وقت غروب الشمس المبكر من 11 ديسمبر إلى 16 ديسمبر. ستقتبس مواقع مثل Weatherspark التاريخ بالفعل ، بينما سيعرض البعض الآخر جدولًا لأوقات غروب الشمس في الثانية ، بينما ستعرض بعض المواقع فقط في الدقيقة التي يجب أن تفترض أن التاريخ الأقدم فيها سيكون مركز نفس الأوقات.

مثل الآخرين أجد صعوبة كبيرة ، إن لم يكن من المستحيل شرح ذلك. تستخدم الكرات الأرضية القديمة أنالما في وسط المحيط الهادئ تظهر معادلة الوقت. يُظهر الوقوف بشكل مستقيم لأعلى ولأسفل أنالما عند الظهيرة ، ولكن إذا تخيلتها في الأفق الغربي ، عندما تميل إلى اليمين والشمال ، يمكنك في الواقع أن ترى أن غروب الشمس الأخير ليس عند الانقلاب الشمسي ، وأن هذا التباين يزيد من أقرب إلى خط الاستواء تحصل عليه!

الآن تخيل أنك تحاول شرح ذلك وأنت واقف عند البار وبيدك نصف لتر!

جريئة. قد يكون هذا الاختلاف وهمًا من تقريب أوقات الغروب المنشورة إلى أقرب دقيقة. لبضعة أيام على جانبي التاريخ المعني ، يتغير وقت غروب الشمس لبضع ثوانٍ فقط.

# 11 شرنقة

الكثير من وقت الفراغ و Sky Safari يقودني إلى هذه الجمل الثلاث:

أقرب غروب شمس عند خط العرض 44º 25 '07 "يحدث في 9 ديسمبر.

لا يحدث شروق الشمس الأخير حتى 2 يناير.

أطول ليلة تحدث في منتصف الطريق بين تلك التواريخ التي تصادف 21 ديسمبر ، الانقلاب الشمسي.

أظن أنه عند خطوط العرض المنخفضة ، تقترب تواريخ الغروب المبكر وآخر شروق للشمس من بعضهما البعض ، لكن تبقى أطول ليلة في الحادي والعشرين من ديسمبر. لذلك ، عند خط الاستواء (؟) التواريخ الثلاثة هي نفسها. لكن لا تقتبس لي. قد يكون الأمر أكثر تعقيدًا من ذلك.

ديف

# 12 ستارمان

إن تباين التواريخ لغروب الشمس وشروقها هو ما يجعلني أعتقد أن ستونهنج هنا قد تم بناؤها لأحدث تاريخ لشروق الشمس. كما بعد ذلك فهي بداية الأيام الأطول ولذا كنت أتوقع منهم أن يقيسوا هذا الحد أو ذاك.

يعني قياس أقصر الأيام قياس أوقات الغروب وشروق الشمس بشكل منفصل وتحديد الاختلاف ، وبما أنهم لم يعرفوا أفضل ما لدي ، فإن لديهم ساعات كوارتز أو حتى ميكانيكية بالدقة المطلوبة في ذلك الوقت ، يبدو أنهم لم يتمكنوا من تحديد الانقلاب الشمسي نفسه. . لكن كان من الممكن أن تكون أبعد حركة للشمس ممكنة.

كما أنني كنت سأقول إنه كان لفصل الشتاء ليس كثيرًا في الصيف. أتوقع أيام منتصف الشتاء ومنتصف الصيف.

وقد تم بناؤه قبل آلاف السنين من قبل Druids ، الذين يبدو أنهم تبنوه بطريقة ما.

يقول إجماع التأريخ الأثري أنه على الرغم من أن الأحجار الأولى قد تكون قد أقيمت في الموقع حوالي 3000 قبل الميلاد ، إلا أن الأحجار الرئيسية التي نطلق عليها اسم ستونهنج اليوم

حوالي 2500 قبل الميلاد.

أقدم سجل معروف لـ "الكاهن" كان حوالي 300 قبل الميلاد ، لذا فأنت محق في الأساس - قبل ألفي عام.

يبدو أن يوم منتصف الصيف ويوم منتصف الشتاء كانا مهمين أيضًا.

بالنسبة إلى مجتمع زراعي ، أنا مندهش من أن الاعتدالات لم تكن لتحتل مرتبة أعلى - أحدهما للزراعة والآخر للحصاد.


كيف يختلف مظهر أنليما باختلاف خطوط العرض - علم الفلك

بالنسبة للعديد من طلاب علم الفلك ، فإن الشمس ليست فقط أكثر الأشياء الفلكية سطوعًا التي يمكنهم ملاحظتها ، ولكنها أيضًا الأكثر إثارة للاهتمام نظرًا لأن لها تأثيرًا فوريًا على حياتهم اليومية. يستمتع الطلاب بتحليل ملاحظاتهم الخاصة باستخدام Sunspotter ، أو الصور من الأرشيفات مثل RBSE CD-ROM (1999 ، 2000 ، T. Rector) ، أو الصور الحالية الموجودة على الإنترنت. يمكنهم قياس خط العرض وخط الطول لكل بقعة شمسية ومساحة السطح التقريبية عن طريق شبكات Stonyhurst الشفافة وورق الرسم البياني الدقيق أو أدوات NIH Image أو Scion Image. يوضح الرسم البياني لخط العرض مقابل الوقت ثباته القريب. يزيد خط الطول خطيًا بمرور الوقت ويسمح بقياس فترة دوران الشمس. تزداد المساحة مقابل الوقت لبعض المجموعات الموضعية ، وتنخفض في مجموعات أخرى ، وتتلاشى ولكنها تحيي لبعض المجموعات الأخرى. يثير هذا السلوك الكثير من الأسئلة والفرضيات والخطط لمزيد من الملاحظات. يمكن اختبار تباين فترة الدوران الشمسي مع خط العرض. هل تتغير فترة دوران الشمس بالشهر والسنة أيضًا؟ أحد أقدم علامات التقويم هو ارتفاع الشمس في الظهيرة المحلية. يمكن قياسه بسهولة بمقياس ورقي متصل بمهد واقي الشمس. تسمح ملاحظة التوقيت المدني في الظهيرة المحلية للفرد بفهم أناليما. بماذا ترتبط البقع الشمسية؟ قام الطلاب بالتحقيق في الارتباط بين أرقام البقع الشمسية أو المناطق مع الانفجارات الراديوية أو الضوء المرئي أو مشاعل الأشعة السينية أو سرعة الرياح الشمسية أو الكثافة أو المجال المغناطيسي أو الشفق القطبي أو العواصف المغنطيسية الأرضية أو طبقة الأوزون للأرض أو سلامة طيران الطائرات أو الأشعة فوق البنفسجية أو العالمية. متوسط ​​درجة الحرارة ، والتغيرات المحلية في درجات الحرارة اليومية ، وانقطاع شبكة الطاقة ، وانقطاع الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض أو المركبات الفضائية بين الكواكب ، والزلازل ، والأعاصير ، والأعاصير ، أو غيرها من الكوارث الطبيعية ،


12/02/2014 & # 8211 التقويم الفلكي & # 8211 التواريخ غير المتكافئة لشروق الشمس الأحدث وغروبها الأول

التقويم الفلكي ليوم الثلاثاء 2 ديسمبر. تشرق الشمس في الساعة 8:00. سيتم تشغيله لمدة 9 ساعات و 3 دقائق ، مع ضبط الساعة 5:03. القمر ، بعد ثلاثة أيام من الربع الأول ، سيغيب في تمام الساعة 4:41 صباح الغد.

هذا المساء & # 8217s غروب الشمس على بعد دقيقة واحدة من أقرب غروب الشمس في العام. سيكون أقرب غروب شمس في الواقع في اليوم التاسع. ومع ذلك ، فإن شروق الشمس الأخير فاز & # 8217t يحدث حتى الثاني من يناير. يجمع السبب بين تأثيرات ميل محور الأرض وحقيقة أن الأرض على بعد شهر واحد فقط من الحضيض ، وهي أقرب نقطة إلى الشمس. يتسبب كلا التأثيرين في ظهور الشمس وكأنها تتحرك شرقًا أسرع من المتوسط ​​، لذلك يجب أن تدور الأرض أبعد قليلاً كل يوم للحاق بالشمس. هذا يجعل أحداث شروق الشمس والغروب في وقت متأخر عما يتوقعه المرء ، لذلك لا يحدثان معًا في أقصر يوم من أيام السنة ، في الحادي والعشرين من هذا العام. لا يزال شروق الشمس هذا الصباح أبكر 19 دقيقة من شروق الشمس الأخير في الثاني من كانون الثاني (يناير) 2015.

الأوقات مخصصة لمنطقة ترافيرس سيتي / إنترلوشين في ميشيغان. ربما تكون مختلفة لموقعك.

إضافة

هذا الشكل 8 يسمى أنالما. يمكن للمرء أن يجدها على الكرات الأرضية القديمة في المحيط الهادئ. الشرح أدناه. تم إنشاؤه باستخدام برنامج LookingUp الخاص بي لـ Traverse City ، MI بالقرب من + 45 درجة خط العرض.

أنالما هو تمثيل رسومي لقيمة يومية تسمى معادلة الوقت. أفضل استخدام معروف هو في تصحيحات وقت الساعة الشمسية. المحور الرأسي هو ميل الشمس أو موقع الشمال والجنوب. يكون الأعلى في الانقلاب الصيفي وأقله عند الانقلاب الشتوي. وهي نتيجة تأثيرين: ميل محور الأرض & # 8217 s إلى مستوى الأرض & # 8217 s حول الشمس ، والتغير في سرعة الأرض & # 8217 s حول الشمس حيث تتحرك الأرض من الحضيض ، أقربها إلى الشمس في أوائل يناير إلى الأوج ، وهو الأبعد في يوليو.

إذا كان مدار الأرض دائريًا ، وكان يدور حول الشمس بنفس السرعة. سيكون أنالما أكثر نحافة ويكون الفصوص الشمالية والجنوبية متساويتين في الحجم. نظرًا لأننا أقرب إلى الشمس في الشتاء ، فإننا نتحرك أسرع من المتوسط ​​حول الشمس ، لذلك يبدو أنها تتحرك شرقًا أسرع. يتحد ذلك مع حركة الظهور الأسرع للشمس التي تعبر خطوط الساعة الأقرب عند الانحرافات الأعلى والأدنى. في الرسم التخطيطي أعلاه ، لاحظ أن خطوط الساعة العمودية متقاربة قليلاً في الأسفل والأعلى ، لذا فإن الشمس تتحرك شرقًا كل يوم تقطعها بشكل أسرع. بالقرب من الانقلاب الشتوي ، يعمل المؤثران معًا مما يجعل شروق الشمس وغروبها يتأخران عن المعتاد. بالنسبة للانقلاب الصيفي الصيفي ، تكون سرعة الشمس باتجاه الشرق أبطأ من المعتاد ، لأننا نبتعد عن الشمس. يعمل هذا ضد تأثير إمالة الأرض ولكن لا يمكنه إبطالها تمامًا ، مما يجعل الجزء العلوي من الحلقة أصغر من الجزء السفلي. تظهر الأسهم سرعة واتجاه الشمس عند الانقلاب الشتوي.

للاطلاع على analemmas الحقيقي ، ابحث عن صور analemma على الإنترنت. يستغرق تصوير أحدها عامًا.


كيفية تصور التحليل الشمسي في متصفحك (الرابط في التعليقات)

ما هو هذا العرض بالضبط؟ موقع الشمس طوال العام؟

ستأخذ & quotpath & quot الشمس إذا التقطت صورة للشمس كل يوم في نفس الوقت والمكان. يوجد وصف أفضل في رابط OP المقدم

مصنوع من CesiumJS ، عرض توضيحي مباشر وكود المصدر + التعليمات هنا: https://omarshehata.me/notebook/visualizing_the_solar_analemma

عادة يمكنك التقاط هذه الأنواع من الصور عن طريق التقاط صورة للشمس كل يوم لمدة عام. لقد فعلت ذلك ولكن في محاكاة برمجية حتى تتمكن من تسريع الساعة أو تجربتها في مدن مختلفة ، أو معرفة ما هو الوقت المناسب والمكان المناسب للقيام بذلك حتى لا تحجب الجبال أو المباني.

أنا أيضا أود أن أعرف. لقد تعلمت عن هذا الشكل منذ بضع سنوات ولم أستطع & # x27t أن أتفرج حول سبب عدم تحرك الشمس في محور واحد (تاركًا تحليلات خط مستقيم) ، ولكن بدلاً من ذلك تتحرك إلى قسمين (إنشاء الشكل 8).

رائع حقا. سيكون من المثير للاهتمام أن نرى واحدة مأخوذة من مدينة على خط الاستواء.

تصور رائع! أعيش في ألاسكا ونحن الآن في الجزء السفلي. مظلمة جدا طوال الوقت!

لقد رأيت هذا في Castaway حيث يستخدم Tom Hanks هذا لتحديد الشهر من العام (وضع علامة عليه الظل على صخرة). دائما يتساءل عن ذلك. شكرا

هذا هو أول شيء فكرت به أيضًا!

لماذا الاختلاف الكبير بين سان فرانسيسكو ونيبال؟

لكونهم على حد سواء فوق خط الاستواء كنت أتوقع نفس جانب الميل (بزاوية مماثلة بالإضافة إلى كونهم على نفس خط العرض تقريبًا).

هل يمكن لأي شخص أن يشرح؟ شكرا لك

سؤال جيد! أعتقد أن & # x27s مجرد عامل لحقيقة أنني فعلت شروق الشمس والآخر عند غروب الشمس؟ وهو ما فعلته فقط لأجعل الشمس في الموضع الذي أردته خلف الجبل.

يجب أن نكون قادرين على التحقق من خلال إعادة إنشائه في العرض التوضيحي المباشر باستخدام الإرشادات الواردة هنا ومعرفة ما إذا كانت تتطابق إذا قمت بتشغيلهما في نفس التوقيت المحلي: http://omarshehata.me/notebook/visualizing_the_solar_analemma

جئت إلى هنا لطرح سؤال AME ، فهما قريبان من نفس خط العرض ويجب أن يبدوان متشابهين.

أين يوجد هذا الموقع في ألاسكا؟ دينالي؟

نعم ، هذا دينالي & # x27s! الإحداثيات الدقيقة هي خطوط العرض / الطول:

هل هذا يفسر لماذا لاحظت غروب الشمس جنوبًا كل يوم (في أوائل ديسمبر) ، على الرغم من أننا لم & # x27t وصلنا إلى الانقلاب الشمسي حتى الآن؟

ألا يغير تذبذب الأرض كل وجهات النظر هذه حتى لا تكون أبدًا كما هي؟

هل تقصد أنك إذا التقطت نفس الصور هذا العام والعام القادم فازوا & # x27t إعجاب؟

أعتقد أن هذا صحيح ، لكن (1) لا أعرف مدى الاختلاف الكبير بين عام وآخر و (2) لا أعرف ما إذا كان & # x27s يؤخذ في الاعتبار في هذا البرنامج. من المحتمل ان تكون. هذا & # x27d سيكون ممتعًا حقًا لتشغيله في عام 2020 ثم في مثل 1010 (أو بعد مائة ألف عام؟) وانظر.


متوسط ​​الوقت الشمسي

هذا يجعل الوقت الشمسي الحقيقي غير مناسب كمعيار زمني. لا تتمتع جميع الأيام الشمسية بنفس الطول (فيما يتعلق بالظواهر الأكثر موثوقية مثل التوحيد مثل تذبذبات البندول أو الزمن الفلكي) ، فإن & quotsolar الثانية & quot على أساس تقسيم فرعي لليوم الشمسي يمكن أن تتمدد أو تتقلص حسب المواسم.

ومن هنا جاءت فكرة أ يعني الشمس، جسم وهمي مرتبط بالشمس الفعلية ولكنه يتحرك بشكل موحد على طول خط الاستواء السماوي (بدلاً من مسير الشمس) ، والذي سيتم استخدامه ككائن مرجعي لمقياس زمني فلكي ، مع مزايا الوقت الشمسي على الوقت الفلكي ولكن بدون عيوبه.

كان مفهوم الشمس المتوسطة مألوفًا بالفعل لدى علماء الفلك اليونانيين القدماء (هيبارخوس ، بطليموس). يتم تعريفه الآن بدقة على النحو التالي (Meeus [2 ، ص. 183] ، ذكي [3 ، ص 139 و ndash140]) في خطوتين.

  • أول كائن وهمي يمكن أن نسميه الشمس موحدة لعدم وجود مصطلح قياسي ، يسافر على طول مسير الشمس بسرعة زاوية ثابتة ويتزامن مع الشمس الحقيقية عند الحضيض والأوج.
  • كائن خيالي ثانٍ ، وهو يعني الشمس، يسافر على طول خط الاستواء بسرعة زاوية ثابتة ويتزامن مع الشمس المنتظمة عند نقاط الاعتدال.

متوسط ​​الشمس هو الكائن المرجعي المستخدم للتعريف يعني الوقت الشمسي. ثم المتوسط ​​المحلي (الشمسي) (LMT) في مكان ما على الأرض هي زاوية الساعة على متوسط ​​الشمس. باختيار خط الزوال المرجعي ، يمكن إنشاء مقياس زمني عالمي ، مثل توقيت غرينتش (الشمسي) (بتوقيت غرينيتش).

التوقيت العالمي (UT) والمقاييس الزمنية المدنية كانت تعتمد في البداية على توقيت غرينتش ، حيث يبدأ اليوم عند منتصف الليل بدلاً من (متوسط) الظهيرة. في الستينيات ، أدى اكتشاف التباطؤ غير المتوقع في دوران الأرض إلى إدخال مقاييس زمنية إضافية تعتبر أكثر اتساقًا. يتم سرد القصة كاملة في ESAA [1 ، ص 9 & ndash14 والفصل 3].


سماء الليل

في Sky.org Guides to the Night Sky هل ترغب في التعرف على سماء الليل؟ تحقق من هذا الموقع! مجموعة كبيرة من الرسوم البيانية والمقالات والخرائط التفاعلية والمزيد من Dominic Ford.

معجم ومسرد علم الفلك من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا - موطن NASA JPL. مجموعة طويلة جدًا وكاملة من مصطلحات علم الفلك مع أوصاف ممتازة ومفصلة.

مسرد مفردات علم الفلك استخدم موقع الويب هذا (أو غيره) للعثور على تعريفات لمصطلحات مراقب السماء المعينة. وفر مساحة للرسومات.

شاهد فيلم الفاصل الزمني هذا من حي إيطالي.

الدورية مستكشف السماء ما هي الطرق التي تتغير بها السماء خلال ليلة واحدة؟

  • 3. كيف ترتبط النجوم المتحركة الظاهرة بالكرة السماوية؟
  • 4. هل تظهر بعض الأبراج دائمًا في سماء الليل؟
  • 5. هل موقعك على الأرض (خطوط الطول والعرض) مهم؟

استخدم هذا التفاعلي لاستكشاف إجابات لهذه الأسئلة.

سداسية الأرض ومحور # 39 ثانية هل يشير القطب الشمالي دائمًا إلى نجم الشمال؟ أجب على هذا السؤال بعد مشاهدة مقاطع الفيديو هذه. سبق الأرض (والاعتدالات)

The Night Sky Vocabulary قم بزيارة هذا الموقع لعرض الرسوم البيانية لمصطلحات مراقب السماء التي استخدمناها في الفصل بما في ذلك: الكرة السماوية وخط الطول والسمت (الصفحة 7) ، ثم تابع عبر الصفحات 7 و 8 و 9 و 10 من أجل الأبراج والنجوم ،

  • كيف يمكنك وصف حركة الشمس عبر الأبراج مع مرور الأسابيع؟

العب مع هذه الرسوم المتحركة قليلاً - شاهد العلاقة بين موقع Sun & # 39 وأبراج الأبراج.

ساعة Big Dipper يوضح كيفية دوران النجوم حول نجم الشمال بمرور الوقت (تظهر الحركات اليومية والموسمية).

تدوير السماء (من برنامج تعليم الفلك بجامعة نبراسكا - لينكولن)

العمل من خلال المادة التوضيحية على المراقب و نظامان - سماوي ، أفق, ممرات النجوم. يتم استخدام جميع المفاهيم التي تمت تغطيتها في هذه الصفحات في Rotating Sky Explorer وسيتم استكشافها بشكل كامل هناك.

معيد السمت / الارتفاع يوضح نظام إحداثيات الأفق ، حيث يحدد الارتفاع والسمت موضع الكائن في السماء.

لماذا تظهر النجوم المختلفة مع المواسم؟ اقرأ هذا بعناية الإجابة على هذا السؤال المطروح على عالم الفلك في جامعة كورنيل. هل يمكنك فهم الرسم التخطيطي؟ هل يمكنك عمل رسم تخطيطي مشابه وشرح كيف يعمل لشخص آخر؟

  • هل يمكنك الإجابة على السؤال الأولي بنفسك؟ما هو الجواب على السؤال الأولي؟

نظرة عامة على حركة الشمس يظهر مسارات الشمس على الكرة السماوية. جرب هذا قليلاً - إلى أين سيكون رأسك متجهًا عند منتصف ليل يونيو؟ ماذا عن ديسمبر؟ هل نرى مجموعات نجمية مختلفة خلال المواسم المختلفة؟ كيف يساعدك هذا النموذج في فهم هذا السؤال؟

معيد حركات الشمس نماذج حركات الشمس في السماء باستخدام مخطط الأفق ، مما يوضح التغيرات اليومية والموسمية في موقع الشمس.

التوقيت الفلكي والشمسي يساعد في توضيح الفرق بين التوقيت الفلكي والتوقيت الشمسي.

مدار الأرض حول الشمس: ليس بهذه البساطة التي يبدو عليها السنة الفلكية ، السنة الاستوائية ، التناظرية ، الحركة الاستباقية. أشياء كثيرة تحدث!

مراجعة: الحركات الأساسية للسماء: سلسلة من الأسئلة & quotclicker & quot من جامعة نبراسكا & quotClass Action 2 & quot مجموعة الأسئلة. هذه هي نفس الأسئلة المستخدمة في الفصل. This is a great way to check your understanding before the unit evaluation!

Astrological vs. Astronomical Birth Signs Why is a person's "Sun sign" (listed on a horoscope web site) usually different from a person's فلكي sun sign? Compare your astrological and astronomical birth signs on this chart. Follow the links on the page to learn why there is a difference between the two.

Precession of Earth's Axis Why is your astrological birth sign different from your فلكي birth sign? Why have birth signs changed since they were originally set up? Watch this short computer animation to see how the مقدمة of Earth's axis has caused the celestial poles to move and the equinoxes to change. How long does it take for one complete cycle of precession?

Astronomy vs Astrology: What's the Difference? A very short article from Sky and Telescope Magazine. Be prepared! Be able to describe how astronomy and astrology are different!

Astrology vs. Astronomy Read this short article to get a sense of the common origin of astronomy and astrology--and to understand their differences. Read this article as well Sidereal and tropical Astrology to learn about why your "astrological" birth sign is probably different from your "astronomical" birth sign.

Cosmos 3: Harmony of the Worlds Complete the video questions as you view this classic movie from Carl Sagan.

Kepler's Laws of Planetary Motion. Find "Kepler's Second Law Interactive" و "Kepler's Third Law Interactive" on this website McGraw Hill Interactives


Figure-Eight in the Sky

To see a world in a grain of sand, / And a heaven in a wild flower, / Hold infinity in the palm of your hand, / And eternity in an hour.

—William Blake, Auguries of Innocence

O NE OF my favorite things to look at when I was a kid was my dad's globe. This was a National Geographic affair it was not mounted, but instead sat freely in a clear plastic stand. It was also a quality item, and my dad made it clear to me that I was only to look and touch gently, not throw about like a ball.

I formed all sorts of weird ideas about the globe. It was one of my first exposures to the idea that we were not on top of the world. (I grew up in the Bay Area in California.) Instead, we were at a latitude of 40 degrees, and it occurred to me that we therefore did not stand up straight, when we thought we were standing up straight. Instead, we stood at an angle, of 50 degrees to the vertical. If we had really wanted to stand up straight, we should have leaned over by an angle of 50 degrees, toward the north. As I said, I formed all sorts of weird ideas about the globe.

The clear plastic stand, incidentally, had a number of fascinating symbols and etchings on it. There was a grid of squares, each covering 100 square miles on the globe. There were latitude and longitude markings, so one could see at an instant how far two different cities were displaced in those coordinates.

The thing that fascinated me most about the globe, however, was an unexplained, elongated figure-8 that was unceremoniously placed in the sparse expanse of the southeast Pacific. What was it, I wondered? It had the names of the months marked at various points around the curve, so it clearly had something to do with the year, but what was the significance? Why was it in the shape of a figure-8? What was it doing down there in the south Pacific? And couldn't people remember the months of the year without being reminded by a strange marking on a globe?

I'm sure you're dying to know the answers to those questions (well, maybe not the last one), so I'll give them to you, but let me start the usual way—with something that seems unrelated at first blush.

في جمهورية, Plato (427–347 B.C.) describes—among a whole host of other things—his curriculum for the ideal schooling in the Republic. One of the subjects to be studied, as a science, is that of astronomy.

We must keep in mind, however, that Plato's conception of astronomy was not what we moderns are used to. The image that most people today have of astronomers is that of a solitary observer, dwarfed by a tremendous telescope, staring up at the sky in search of goodness only knows what. (As a matter of fact, most professional astronomers today rarely if ever look through the telescopes they use to do their research, but that's a development of the last century or so.) The job of the astronomer is to make observations of the heavens, and from those observations, enhance our knowledge of the cosmos.

That was most certainly not Plato's ideal. His curriculum was designed in order to form rigorous thinkers, and to that end, the "real" astronomy was not what was up in the sky. The stars and the planets showed inconsistencies that were a result of being sensible objects in the physical world. It would be no more appropriate to study the "real" astronomy by looking up at the sky than it would be to study geometry by looking at the imperfect straight lines and round circles that humans could draw out in the sand. Astronomy was a set of abstract concepts that could only be approached by logical thought. (He would surely have been distressed by Hipparchus's attempt to keep track of the changing heavens by mapping the stars.)

Accordingly, when Plato and his followers sought solutions to astronomical conundrums, the first criterion by which the solutions were measured was not how well they matched observations (although it was something of a consideration of Plato's), but by how elegant those solutions were. For example, Plato and his contemporaries felt that the most perfect shape was the circle. It is as perfectly symmetrical as any shape can be it is, in a sense, the figure that all regular polygons aspire vainly to be. So, they concluded, the ideal astronomical theory for any problem must consist of circles or combinations of circles.

One such problem was the motions of the planets in the sky. The planets do not stay in place as the stars do, but instead move through the constellations. Mostly, they move slowly from west to east ("prograde" or "direct" motion) as the months pass, but occasionally, they move east to west ("retrograde" motion). Even such an idealist as Plato could not ignore that blatant a variation in motion. After all, the Sun and the Moon لا تفعل exhibit retrograde motion, so there was a clear basis for comparison. But Plato was no mathematician—he was an idea man, not an analytical genius. So he was forced to pose this question to others: What theory, consisting of circles, either in isolation or in combination, could explain the apparent motion of the planets?

Eventually, a workable solution was arrived at, centuries after Plato's death, by the Greek astronomer Ptolemy (c. 85–165), in his geocentric theory of the solar system. But long before Ptolemy, other Greeks tried their hand at solving Plato's poser. One such person was Eudoxus of Cnidus (c. 400–347 B.C.), a Greek mathematician and a contemporary of Plato.

Eudoxus's idea can be imagined as follows. Suppose that you have, resting on a tabletop, a globe that spins on a tilted axis (unlike my dad's free-standing globe). Imagine that there's an ant walking along the equator. Obviously, the ant retraces its path periodically, and we might call each time around the path one يدور في مدار.

Because the globe is tilted, the ant does not stay at the same height above the table throughout each orbit, but rather rises and falls. If at one point during its travels, the ant is at its lowest point, then half an orbit later (and half an orbit earlier as well), it is at its highest point. Midway between these extremes, the ant is at its average height.

Now, suppose that instead of putting the globe on a table, you put it on a turntable, and you set the turntable spinning at exactly the same rate as the ant's walking, but in the opposite direction. For example, if we assume that the ant is walking west to east along the equator—that is, counterclockwise, as seen from above the north pole—then the turntable is spinning clockwise. Then, because the two motions roughly cancel each other out, the ant appears to remain more or less in place (relative to an outside observer).

لكن لا precisely في المكان. The ant would stay exactly in place if the globe weren't tilted, for then both the ant and the turntable would be moving horizontally, and their equal but opposite rotations would cancel each other out completely. But because the globe هو tilted, the rotations don't cancel out perfectly, and the ant must at least be sometimes high, sometimes low. After all, without the turntable, the ant's height goes up and down, and the turntable can't affect the ant's height it can only move the ant side to side.

Is that all? Does the ant فقط move up and down, or does it trace out a more complex figure? Now, to make that more precise, suppose you start the globe with the ant on the equator exactly at its average height, and you shine a laser pointer on the ant. (It's a weak pointer that doesn't hurt the ant.) As the turntable rotates clockwise, both the ant and the laser dot move west to east across the globe, but whereas the ant stays at the same latitude (0 degrees, on the equator), the laser dot appears to change latitude throughout its orbit. In fact, since the globe is tilted by 23.4 degrees—the tilt of the Earth's axis—the laser dot's latitude fluctuates between 23.4 degrees north and 23.4 degrees south. Now, the crucial question: Relative to the laser dot, what is the motion of the ant—or just as significantly, from the point of view of the ant, what is the motion of the laser dot?

Eudoxus had sufficient genius for visualization that he arrived at the surprising but right answer. Here's how he might have reasoned. If the Earth were flat, you could walk forever in a straight line without retracing any part of your path. But the Earth is not flat instead, as Eudoxus probably suspected, it's a sphere. And since the sphere is curved, you can't walk a literally straight line. The curvature of the Earth forces your path to be curved one way or another. The straightest path you can walk is to go around the Earth in as wide a circle as possible. One such path is the equator you can easily see that by walking along the equator, you are neither turning north nor south. Another way to walk as straight as possible is to start at the north pole, walk due south along some particular line of longitude until you get to the south pole, and then return to the north pole along the "opposite" line of longitude.

Each of these straightest paths is called a great circle. There are an infinite number of them on the Earth, or on the globe, or indeed on any sphere. Each of them has the same diameter as the sphere, and the center of any great circle is the same as the center of the sphere. The ant on the globe traces out a great circle—namely, the equator. The laser dot traces out another great circle, but one that is horizontal and therefore ليس the equator. Since the globe is tilted by 23.4 degrees, the laser dot's great circle is tilted to the equator by 23.4 degrees as well. These two circles intersect at two opposite points, which must obviously be along the equator, 180 degrees apart. This is the key to Eudoxus's idea.

Suppose we start with the ant and the laser dot at the same spot again. The ant proceeds directly eastward along the equator. The laser dot follows a great circle that is inclined to the equator, by 23.4 degrees, either to the northeast, or the southeast. For the sake of discussion, let's suppose that the laser dot is moving to the northeast of the original starting point.

At first, the ant and the laser dot are still close together, and we can for all practical purposes ignore the spherical shape of the globe, just as, in real life, we can ignore the spherical shape of the Earth when navigating inside our home. Since the ant and the laser dot are moving at the same speed, they appear to be carried along at the edge of an ever-expanding compass dial, as in Figure 1.

Initially, the laser dot seems to be moving mostly northward, relative to the ant. But because the ant puts all of its motion into the eastward direction, and the laser dot only puts most of it there, the laser dot must also appear to be moving slightly westward, from the standpoint of the ant. (See Figure 2.)

If the globe were actually flat, the ant and laser dot would spread out forever, with the dot always moving to the north-northwest of the ant. But the globe isn't flat, and if the ant and laser dot continue far enough, the globe's curvature will come into play.

For example, after a quarter of an orbit, the ant is 90 degrees (1/4 of 360) away from its starting point, along the equator. The laser dot, travelling at the same rate, is also 90 degrees from its starting point, but north of the ant. You might expect that it would also be somewhat to the west of the ant, as before, but it's not. Instead, it's exactly due north of the ant. (See Figure 3.)

What has happened? The new factor is that the laser dot's path is taking it to higher latitudes on the globe, where the lines of longitude are closer together. As they both approach the 1/4-orbit point in their travels, therefore, the laser dot is gaining on the ant in longitude. This makes up perfectly for the start of their voyages, where the ant moved out ahead of the dot in longitude, so by the time that they have gone through a quarter orbit, both the laser dot and the ant have moved through exactly 90 degrees of longitude.

If we follow their motion further, into the second quarter of the orbits, the laser dot now races ahead of the ant in longitude. But we know that they must meet again after both have travelled through a half orbit at that time, they must both be on the opposite side of the globe from their original starting point. As seen in Figure 4, from the point of view of the ant, the laser dot must have travelled in a wide looping path, starting toward the north-northwest, then curving eastward, then returning from the north-northeast.

In the second half of their orbits, the exact same thing happens, except inverted. Again, the laser dot, with some of its motion toward the south, falls behind the ant in longitude, and it appears to the ant to be moving to the south-southwest. Then, as it moves to more southern latitudes, where the lines of longitude are closer together, it catches up with and overtakes the ant in longitude. Finally, as its path takes it back toward the equator, the ant and the laser dot meet once more at the starting point, one orbit later for each. (See Figure 5.)

This figure-8 shape is the path that the laser dot appears to take from the perspective of the ant. The amazing thing is that Eudoxus was able to figure this all out without the benefit of actual globes or laser pointers. To him, incidentally, the looping path, retracing itself over and over again, resembled the loops placed around a horse's feet to fetter it, so he called the path a "horsefetter." Naturally, he spoke Greek, so the word he used was hippopede, pronounced "hip-POP-puh-dee," from the Greek words for "horse" and "feet."

Eudoxus thought that by superimposing this figure-8 loop on a third, underlying west-to-east motion, he could simulate the retrograde motion of the planets. Half the time, the hippopede would also be moving west to east, so the combined motion would be west to east as well—this would be prograde, or direct, motion. Even much of the rest of the time, the hippopede would not be moving enough in the opposite direction to counteract the general west-to-east translation. Only when the hippopede was moving nearly as fast as possible, east to west, would there be a resulting backward slide, and this backward slide Eudoxus identified as retrograde motion.

It was a clever bit of explanation, but there were a number of problems with it. First of all, if it were correct, then all of the retrograde loops should have been symmetrical, and that wasn't so. Secondly, and more seriously, all the planets should remain at the same brightness throughout their orbits, and they certainly did not. Mars, in particular, is dozens of times brighter at some times than at others. For these reasons, Eudoxus's hippopede was eventually replaced, first by Ptolemy's theory of deferents and epicycles, equants and eccentrics, and 1,400 years thereafter by Copernicus and the heliocentric theory.

The hippopede re-entered science, though, in a completely unexpected way—a way that was only opened up by the advent of accurate timekeeping.

For millennia, humans kept track of time by noting the general location of the Sun. One might speak of leaving for town at sunrise, or of returning when the Sun was a hand's breadth above the horizon, and so forth. The Sun's motion was sufficiently constant to provide a convenient basis for telling time.

At some point, it became expedient to divide both the day and the night into portions, and the Babylonians chose to divide them both into 12 equal parts called "hours," from an ancient Greek word meaning "time of day." Twelve was a useful number, in that a quarter, or a third, or a half of a day or night all came out to a whole number of hours. These hours could be labelled on a sundial, so the moving shadow of a stylus, or gnomon, would mark out the advancing hours—at least, during the daytime.

Unfortunately, all of the daytime hours were equal to each other, and all of the nighttime hours were also equal, but the daytime hours were not the same length as the nighttime hours. Instead, they were longer in summer (naturally) and shorter in winter. The explanation for this was in the changing height of the Sun. It rose higher in the sky in summer, and more of its circular path was then above the horizon, so naturally the 12 daytime hours took longer to pass. In the winter, exactly the opposite was true: the Sun did not get very high at all in the sky, even at its peak. Less of its circular path was above the horizon, so the 12 daytime hours took less time to pass.

Eventually, other devices for telling time were developed that did not depend on the slightly variable nature of the Sun's path: for instance, hourglasses, or burning candles. With the introduction of these timekeepers, the variations in the daytime and nighttime hours became quite troublesome. It was tedious to have to change candles or hourglasses with each month. How much easier it would be to replace the inconstant hours with 24 equal ones. The only inconvenience was that sunrise and sunset would take place at slightly different hours throughout the year, but that could easily be accounted for.

Then, in 1656, the Dutch astronomer and physicist Christiaan Huygens (1629–1695) developed the first pendulum clock. Galileo had had the idea previously, while watching a chandelier sway back and forth in a cathedral, but had never followed through on a design. Huygens was the first to overcome the physical obstacles to building a clock based on the principle of the pendulum, and he ushered in the era of precision timekeeping.

Huygens's clock was also the first to be accurate to minutes a day, and the clock face gained another hand. Later clocks were even accurate to seconds, and now was discovered an interesting discrepancy. The moment that the Sun crosses the meridian—an imaginary north-south line in the sky—is called local noon, after an old word meaning the ninth (daytime) hour of the day. (This was midafternoon, but later was moved back earlier, to midday.) By all rights, the time between local noon on two successive days should be exactly 24 hours. But as measured by these accurate clocks, the interval between two consecutive local noons was sometimes a few seconds long at others, a few seconds short. If we set a clock exactly to noon when the Sun was at local noon on one day, then the next day, the Sun would reach local noon, not at 12:00 exactly, but perhaps at 11:59:58, or at 12:00:10. These discrepancies added up, so that at various times of the year, the Sun was as much as a quarter of an hour "early" or "late." The errors repeated in a cycle of length one year, year after year.

Either the clocks were wrong, or the Sun's apparent motion across the sky was not as constant as previously thought (or both). We now know that it's the latter, and this repeating cycle is called "the equation of time" by astronomers. The Sun does not go at the same rate in right ascension (the astronomical version of longitude) all year long, but instead moves through lines of right ascension faster at some times, slower at others. At no point does it actually go the "wrong" way—it doesn't exhibit retrograde motion, in other words—but this variation is what causes the Sun to cross the meridian early or late. And if we plot the "location" of the Sun, with its northern and southern advances drawn along the vertical axis, and its earliness or lateness drawn along the horizontal axis, we get the figure drawn on my dad's globe, which is called an "analemma." (See Figure 6.)

The word "analemma" is Greek for the pedestal of a sundial, and itself comes from the Greek verb analambanein, meaning "to take up, to resume, to repair," so that the pedestal is something that supports the sundial upon it. Early on, "analemma" seems to have been extended to refer to a particular kind of sundial, in which only the height of the Sun was indicated, by measuring the size of the shadow cast by the sundial. Later, it was used for a number of meanings related to the height of the Sun its latest meaning, and that with which we are interested here, is some kind of representation of the Sun's gradually changing path in the sky at the same time (noon by the clocks) each day.

It surely hasn't escaped your attention that the analemma and Eudoxus's hippopede share a certain resemblance, a resemblance that, as it turns out, is more than accidental. The hippopede results from the conjunction of two circular motions, and so does the analemma.

The apparent motion of the Sun is really due to two motions of the Earth. One is the Earth's orbit around the Sun. The Earth completes one revolution about the Sun in one year, and if that were the only motion that the Earth had, then we on the Earth would see the Sun appear to go around the Earth just once a year.

However, the Earth has a second motion: its rotation on its axis. It does so approximately once a day, and it is for that reason, mostly, that the Sun appears to revolve around the Earth once each day. Since these two motions have periods in approximately the ratio 365.25:1 (the number of days in a year), while the hippopede results from two motions with equal periods, you might think that the hippopede doesn't have much relevance to the analemma.

But you'd be wrong. As I mentioned, the Earth rotates on its axis only تقريبا once a day, and the Sun's apparent motion across the sky is only خاصة due to this rotation. A tiny component is due to the first motion of the Earth, its orbital revolution. Since this revolution takes 365.25 times longer than the rotation, it contributes 1/365.25 as much to the Sun's apparent motion across the sky as does the Earth's rotation. Now, the Earth's rotation makes the Sun seem to move east to west, from dawn to dusk, but its orbital revolution appears to add a second component, from west to east. This second component very slightly counteracts the first, so that the 24-hour day is longer than you might expect based solely on rotation. In fact, the Earth actually rotates on its axis, with respect to the stars, every 23 hours, 56 minutes, and 3.5 seconds. This slightly shorter day is called the "sidereal day," after a Latin word meaning "star," since this is the time it takes for the Earth to rotate once relative to the stars. The extra four minutes each day is due to the Earth's orbit around the Sun, and is 1/365.25 of the 24-hour day.

In other words, if the Earth didn't revolve around the Sun, but only rotated in place, in defiance of the law of gravity, the Sun would appear to go once around the Earth in 23 hours, 56 minutes, and 3.5 seconds, instead of the customary 24 hours. And if we were to take a snapshot of the Sun every day at the same time by the clock, it would be 3 minutes and 56.5 seconds further along each day. After two days, it would be ahead (that is, further west) by 7 minutes and 53 seconds after three days, by 11 minutes and 49.5 seconds after four days, by 15 minutes and 46 seconds, and so forth.

How long would it take for this margin to extend to 24 hours, so that the Sun would once again be "on time," on the meridian at noon? Why, as many times as 3 minutes and 56.5 seconds goes into 24 hours—and as we noted above, this interval is 1/365.25 of 24 hours, so it would take 365.25 days for the Sun to "lap" the 24-hour clock. A year, in other words. In short, if the Earth only rotated, and didn't revolve around the Sun, the Sun would appear to revolve around us every 23 hours, 56 minutes, and 3.5 seconds, but by taking snapshots of the Sun every 24 hours, which is just about four minutes longer, this motion would appear to be slowed down to just one revolution per year.

In case that sounds confusing, it's like watching a car drive by you on the road. In reality, the car's wheels may be rotating very rapidly—let's say, 25 times a second. (That'd be one fast car, by the way—probably around 150 to 200 kilometers an hour!) But if you watch a film of the car, where the camera takes 24 frames per second, each frame catches the wheel when it has gone through 1-1/24 of a rotation. Since the eye can't tell the difference between 1-1/24 of a rotation and just 1/24 of a rotation, it appears as though the wheel is actually rotating at only 1/24 rotation per frame. That works out to one rotation every 24 frames—or once a second.

In much the same way, when we take our figurative snapshots of the Sun every 24 hours, the Earth's rotation, alone, makes the Sun appear to revolve around the Earth, once a year, from east to west, along a path called the celestial equator. Meanwhile, as described above, the Earth's orbital revolution, alone, makes the Sun appear to revolve around the Earth, once a year in the opposite direction, from west to east, along another path called the مسير الشمس. Both the celestial equator and the ecliptic are great circles. What's more, these two great circles are not the same, but because of the Earth's axial tilt, are instead inclined to one another by an angle of 23.4 degrees.

We therefore have an exact analogue of Eudoxus's hippopede, but this time applied to the apparent motion of the Sun throughout the year. These two motions combine to create the figure-8 shape of the analemma. Eudoxus could not possibly have known about this application of his theory, which was originally designed to account for the retrograde motion of the planets. As an explanation of الذي - التي behavior, the hippopede was basically dead on arrival. Too bad that accurate clocks were not available in his day otherwise, he might have found the right use for his geometric intuition.

But one last objection remains: The analemma on the globe is not a symmetric figure-8 at all! Rather, it's smaller on the northern end, and larger on the southern end. لماذا هذا؟

That asymmetry is due to one further property of the Earth's orbit around the Sun: its eccentricity. The Earth's orbit is nearly circular, but not precisely so. It is actually an ellipse, and the Earth moves along that ellipse in accordance to Kepler's laws of planetary motion. (See "Music of the Ellipses.") As such, the Earth moves faster when it is closer to the Sun, and slower when it is further from the Sun, and this translates to a corresponding variation in the Sun's apparent west-to-east motion due to the Earth's revolution. فقط كيف elliptical the orbit is, and the angle between the long axis of the orbit and the axis of the Earth, determine the contour of the analemma.

Incidentally, I'm not certain just why the analemma is specifically in the southern Pacific—perhaps because that's the least crowded part of the planet, cartographically speaking—or why it's needed on a globe at all. It does have some significance to sundial builders, since it can be used to correct for the equation of time, if the months of the year are marked out (as they are on my dad's globe) and one rotates the dial of the sundial according to the analemma. But it doesn't seem to need to be on a globe, and indeed, more modern globes now eschew the analemma in favor of a more extensive legend.


24 August 2009

Generally speaking, it is unusual for ‘economic stimulus jobs’ and ‘underwater robots’ to appear in the same sentence. For a month this summer, though, those two concepts went hand-in-claw at a camp organized by Linn-Benton Community College staff and students. As a part of the Oregon Underwater Volcanic Exploration Team, high school students from all over the state received training in job skills like electrical circuit design, budget-keeping, and geographic information systems as they built and operated research submersibles called ROVs. The high schoolers were nominated by teachers and counselors in their home towns, and spent six days camping on Paulina Lake inside Newberry National Volcanic Monument east of LaPine. Each student designed and built their own ROV, which they got to take home at the end of the week. Money for the project came from a grant by The Oregon Consortium and the Oregon Workforce Alliance, by way of legislative money for job training in Oregon, where high-tech job growth requires constant workforce training.


Starship Asterisk*

Analemma Over the Porch of the "Maidens" (2008 Dec 21)

Post by JohnD » Sun Dec 21, 2008 12:28 pm

OK, picky, picky, but this is more strictly termed the "Caryatid Porch" (21st December 2008).

"Caryatids" were devotees of Artemis the Huntress, rather than Athena Polias - "City (of Athens) Protector)" - to whom, with Poseidon, the Erechtheum was dedicated but the term has become used for any supporting pillar carved in a female shape. To call the structure the "Porch of the Maidens" implies some significance to their inviolate status, as if the cult of Hestia had similar civic functions to the Roman Vesta cult, which it didn't.
They may portray Athena Parthenos, but that implies her virgin birth , not her chastity.

And nice analemma, but haven't a lot of APODs been so?
يوحنا

Cary & Anna: the little Lemma sisters

Post by neufer » Sun Dec 21, 2008 3:36 pm

JohnD wrote: OK, picky, picky, but this is more strictly termed the "Caryatid Porch" (21st December 2008).

"Caryatids" were devotees of Artemis the Huntress, rather than Athena Polias - "City (of Athens) Protector)" - to whom, with Poseidon, the Erechtheum was dedicated but the term has become used for any supporting pillar carved in a female shape. To call the structure the "Porch of the Maidens" implies some significance to their inviolate status, as if the cult of Hestia had similar civic functions to the Roman Vesta cult, which it didn't.

They may portray Athena Parthenos, but that implies her virgin birth , not her chastity.

-------------------------------------------
Cary & Anna: the little Lemma sisters
.
Analemma , n. [Gr. ανάλημμα, any supporting pedestal of a sundial, fr. to take up + to take.]

A caryatid (Greek: Καρυάτις, plural: Καρυάτιδες) is a sculpted female figure serving as an architectural support taking the place of a column or a pillar supporting an entablature on her head. The Greek term karyatides literally means "maidens of Karyae", an ancient town of Peloponnese. Karyai had a famous temple dedicated to the goddess Artemis in her aspect of Artemis Karyatis: "As Karyatis she rejoiced in the dances of the nut-tree village of Karyai, those Karyatides, who in their ecstatic round-dance carried on their heads baskets of live reeds, as if they were dancing plants"

P.S., OK, picky, picky, but where is the Daylight Saving time glitch?
.
<<Explanation: If you took a picture of the Sun at the same time each day, would it remain in the same position? The answer is no, and the shape traced out by the Sun over the course of a year is called an analemma.>>

<<Greece is in the Eastern European Time Zone. Eastern European Standard Time (EET) is 2 hours ahead of Greenwich Mean Time (GMT+2). Like most states in Europe, Summer (Daylight-Saving) Time is observed in Greece, where the time is shifted forward by 1 hour 3 hours ahead of Greenwich Mean Time (GMT+3). After the Summer months the time in Greece is shifted back by 1 hour to Eastern European Time (EET) or (GMT+2)


شاهد الفيديو: شكل الارض وابعادها للصف الاول الاعدادى خطوط الطول ودوائر العرض (شهر اكتوبر 2021).