Dlaczego południe słoneczne każdego dnia jest inne?

Oto jak wyjaśniam to moim uczniom. Na niebie są właściwie dwa słońca. Jedno jest odpowiedzialne za rzucanie cieni przez obiekty i jest gwiazdą dnia, którą wszyscy jesteśmy przyzwyczajony do obserwacji. Nazwijmy to „prawdziwym słońcem” lub „pozornym słońcem”. W efekcie rządzi ono naszym życiem. Ma jednak jeden główny problem związany z pomiarem czasu, a mianowicie jego prędkość wzdłuż ekliptyki zmienia się w ciągu roku. Średnia (kątowa) prędkość wynosi około 360 $ / 365 $ deg / dzień lub około 0,986 $ deg / dzień. Otóż, ta zmienność jest ważna, ponieważ jeśli chcemy użyć tego Słońca jako głównego urządzenia do mierzenia czasu, musimy być świadomi tej zmienności. Oznacza to, że godzina, która jest zdefiniowana jako jedna dwudziesta czwarta czasu potrzebnego temu Słońcu, aby przejść od południka niebieskiego dookoła południka niebieskiego, zmienia się w czasie trwania w ciągu roku w porównaniu z tym samym interwałem mierzonym za pomocą pomiaru czasu urządzenie, które NIE różni się szybkością. Jeśli chodzi o przyczynę zróżnicowania, występuje tu kilka czynników. Jednym z nich jest kształt orbity Ziemi, która powoduje, że Ziemia porusza się z różnymi prędkościami w różnych miejscach na jej orbicie. Oczywiście postrzegamy to jako różnice w rzeczywistej prędkości Słońca wzdłuż ekliptyki, ponieważ „jesteśmy na poruszającej się Ziemi . Innym jest fakt, że ścieżka prawdziwego Słońca, ekliptyka, tworzy kąt 23,5 $ ^ \ circ $ z równikiem niebieskim, co również powoduje sezonowe wahania rzeczywistej prędkości Słońca wzdłuż równika niebieskiego.

Aby obejść te problemy, astronomowie wynaleźli „średnie Słońce” do pomiaru czasu i porusza się ono z jednakową szybkością (nie zmienną) wzdłuż równika niebieskiego (nie ekliptyki). Zarówno ono, jak i prawdziwe Słońce mają to samo średnia prędkość kątowa, przy czym jedna podróż dookoła nieba (w różnych płaszczyznach) zajmuje jeden rok. Będąc fikcją, można W rzeczywistości nie obserwuj średniego Słońca. Niemniej jednak średnie Słońce jest głównym źródłem ruchu, którego używamy do wszystkich cywilnych pomiarów czasu. Możemy śledzić jego ruch względem południka niebieskiego za pomocą mechanicznego (lub obecnie cyfrowego) urządzenia zwanego „zegarem”.

Teraz zmiany w ruchu prawdziwego Słońca powodują, że czasami wyprzedza ono czasu, czasem pozostaje w tyle, a czasem łeb w łeb w stosunku do średniego Słońca. Ta odmiana nazywa się równaniem czasu i można zestawić dla dowolnej daty.

Kiedy mówimy „południe”, większość ludzi myśli o Słońcu znajdującym się w najwyższym punkcie na niebie, który nie musi być zenitem, ale ZAWSZE będzie gdzieś na niebiańskim południku (tak, w regionach arktycznych i antarktycznych robi się dziwnie.) Jednak „południe” tak naprawdę odnosi się tylko do ruchów prawdziwego Słońca. Utrzymujemy czas przez średnie ruchy Słońca, a średni zegar słoneczny ZAWSZE wskazuje 12:00, kiedy średnie Słońce jest na południku. Ta chwila, z wyjątkiem czterech dni w roku, nie pokrywa się z „południem”, jak uosabia prawda Ruchy Suna.

Jest to szczegółowo omówione w http://www.sundials.co.uk/equation.htm i zawarte w nich linki.

Główną przyczyną jest to, że długość dnia zmienia się w ciągu roku. Na przykład Ziemia porusza się szybciej względem Słońca w peryhelium niż w aphelium. Oznacza to, że okres od południa do południa mierzony przez zegar słoneczny nie jest tym samym, co okres mierzony przy użyciu jednego ze standardowych schematów czasu, takich jak czas uniwersalny .Inną istotną przyczyną zmian długości jednego dnia jest przechylenie orbity Ziemi .

odpowiedź jest znacznie prostsza – orbita Ziemi to elipsa, a nie okrąg. . więc podróżuje szybciej, gdy jest bliżej słońca (styczeń), a wolniej, gdy jest najdalej od słońca (lipiec). Czas od południa słonecznego do południa słonecznego to dzień gwiazdowy (23 godz. 56 m, ustawiony na gwiazdach) PLUS czas potrzebny na „skompensowanie” tego, jak daleko przemieścił się na swojej orbicie. To około 4 minuty, ale jest trochę WIĘCEJ, gdy Ziemia porusza się szybko (styczeń) i trochę MNIEJ, gdy Ziemia porusza się powoli – tak więc czas od południa słonecznego jest nieco dłuższy niż 24 godziny w styczniu, a nieco krócej w lipcu. Dlatego południe słoneczne „chwieje się” przez cały rok.

Komentarze

• It ' to nie jest takie proste. Musisz uwzględnić ' pochylenie Ziemi, a nie tylko ' mimośrodowość orbity Ziemi.

Południe słoneczne definiuje się, gdy Słońce znajduje się w zenicie (bezpośrednio powyżej). Ponieważ Ziemia obraca się wokół Słońca, punkt bezpośrednio nad nią zmieniłby się, ponieważ Ziemia znajduje się w innym miejscu niż poprzednie południe.

Komentarze

• Prawda, ale nie ' nie sądzę, że ' to szukana odpowiedź. Jeśli ustawimy nasze zegary na Słońcu, a nie na gwiazdach stałych (co większość systemów czasu robi obecnie), to ' pokazałeś, że wtedy południkowe przejścia gwiazd przesuwają się każdego dnia o ~ 4 minuty. Jednak południe słoneczne nie zmieniłoby się, ponieważ na jego podstawie określamy porę dnia.
• NIE! Południe słoneczne, a dokładniej 12:00 Lokalny pozorny czas słoneczny (OSTATNI) NIE jest zdefiniowany w zenicie. Gdyby tak było, dla większości obserwatorów na planecie nigdy by się to nie zdarzyło! Tylko obserwatorzy w odległości 23,5 stopnia od równika doświadczyli południa. Zamiast tego koncepcja ” południe ” jest związana z przejściem południka. Południe jest wtedy, gdy Słońce (prawdziwe lub pozorne) znajduje się na południku.
• Odrzuciłem tę odpowiedź, ponieważ podaje ona ewidentnie niepoprawną definicję południa słonecznego, ale uznałem, że mój własny rep również został obniżony o 1 punkt. Dlaczego tak się stało?
• Aby użytkownicy w żaden sposób nie głosowali przeciw innym. Ale zgadzam się z moim błędem. Powinienem był wspomnieć o jego najwyższym punkcie obserwatora na tej szerokości geograficznej, a nie zenicie.
• @Standstill Nie ' nie rozumiem twojej odpowiedzi. Nie powinienem ' zostać odrzucony, ponieważ moja odpowiedź była poprawna. Może nie ' nie w pełni rozumiem, jak działają punkty reputacji.