Влияние наклона эклиптики/наклона Земли на уравнение времени

Пытаясь ответить на вопрос «почему изменения времени заката и восхода солнца не симметричны относительно солнцестояний?» Я застрял в том, чтобы объяснить эффект наклона эклиптики.

Я понимаю общую идею уравнения времени и то, как разница в часах и солнечном времени отвечает на мой первоначальный вопрос, но я изо всех сил пытаюсь понять, как наклон Земли способствует уравнению времени.

Я пытаюсь визуализировать эффект и предполагаю, что это связано с точкой, в которой солнце находится выше всего на небе, а не в середине заката и восхода солнца (кроме солнцестояний и равноденствий?). Итак, это правильно? Есть ли хороший способ попытаться визуализировать это?

Меня немного смущает запись в Википедии https://en.wikipedia.org/wiki/Equation_of_time#Obliquity_of_the_ecliptic , говорящая

  1. «Если бы этот эффект действовал отдельно, то дни были бы длиннее 24 часов и 20,3 секунды (от солнечного полудня до солнечного полудня) вблизи солнцестояний и на 20,3 секунды короче 24 часов вблизи равноденствий».
  2. «Наклон эклиптики приводит к тому, что в уравнение времени вносится синусоидальная вариация с амплитудой 9,87 минут и периодом в полгода. Нулевые точки этой синусоиды достигаются в дни равноденствий и солнцестояний». Пункт 1 правильный?

Также нашел эти ссылки полезными в некоторой степени, но не полностью объяснил это для меня. https://web.archive.org/web/20150910174438/http://www.rmg.co.uk/explore/astronomy-and-time/time-facts/the-equation-of-time http://totaleclipse .eu/Астрономия/EOT.html

Ответы (1)

Как показано на странице Википедии о солнечном времени , мы можем разделить солнечные сутки на постоянные 23 часа 56 минут, чтобы завершить вращение относительно звезд ( сидерический день ), и переменную ~ 4 метра, чтобы компенсировать однодневное орбитальное движение вокруг Солнца. Видимое движение Солнца вокруг экватора определяет, насколько больше 360 ∘ Земля должна вращаться от одного солнечного полудня к другому.

Но Земля вращается вокруг Солнца в плоскости эклиптики, наклонной к экватору. Если бы эта орбита была круговой, эклиптическая долгота Солнца изменялась бы с постоянной скоростью (см. примечание ниже). Один градус вдоль экватора охватывает ровно 4 минуты прямого восхождения ; один градус вдоль эклиптики, измеренный вокруг экватора, может охватывать примерно на 8% больше или меньше этого.

В день равноденствия эклиптика пересекает экватор под углом 23,4°. ∘ угла, а один градус эклиптической долготы охватывает 3 м 40 с прямого восхождения. Кажется, что Солнце движется вокруг экватора медленнее, чем в среднем, поэтому кажущийся солнечный день немного короче.

В день солнцестояния эклиптика касается ± 23,4 ∘ склонение параллельно, а один градус эклиптической долготы охватывает 4 м 22 с прямого восхождения. Кажется, что Солнце движется вокруг экватора быстрее, чем в среднем, поэтому кажущийся солнечный день немного длиннее.

экваториальная и эклиптическая сетки в мартовское равноденствие экваториальная и эклиптическая сетки в июньское солнцестояние Изображения Stellarium в период мартовского равноденствия и июньского солнцестояния, показывающие для сравнения 30 градусов эклиптической долготы и 2 часа прямого восхождения. Экваториальная сетка синяя, эклиптическая сетка оранжевая, эклиптическая сетка желтая.

Уравнение времени представляет собой кумулятивную сумму разностей между средней и кажущейся продолжительностью солнечного дня. Подобно математической функции и ее производной, пересечение нуля одной должно примерно соответствовать максимуму или минимуму другой. Различия в несколько секунд в день, несколько недель подряд, складываются в несколько минут.

Самый ранний/самый поздний восход и самый поздний/самый ранний закат в году происходят через несколько дней по обе стороны от летнего/зимнего солнцестояния. Однако в любой день восход, полдень и закат отстают или опережают среднее солнечное время примерно на одинаковую величину.

Примечание: орбита Земли не совсем круглая. Следуя второму закону Кеплера, эклиптическая долгота Солнца изменяется примерно на 3% медленнее в афелии и быстрее в перигелии, что делает видимый солнечный день немного короче или длиннее соответственно. Эта запись в Википедии обсуждает это более подробно.

Спасибо, но все еще не понял. Я действительно задавался вопросом, имело ли влияние продвижение по орбите между восходом и закатом, но я думаю, что это было бы очень мало. Если для упрощения предположить, что Земля не движется по орбите, то я не понимаю, как может меняться время между солнечными полденями, независимо от того, где находится Земля, если скорость вращения Земли постоянна и она не движется. относительно солнца? Значит, эффект частично связан с движением Земли относительно Солнца? Приятно слышать, что восход, полдень и закат почти совпадают — это помогает
Эффект полностью обусловлен движением Земли вокруг Солнца. Если бы такого движения не было, то каждый солнечный день был бы такой же длины, как звездный день, и уравнение времени было бы плоским.
Чтобы улучшить этот и без того отличный ответ, возможно, вам следует также описать, как эксцентриситет земной орбиты влияет на уравнение времени и как время нашего перигелия и афелия в настоящее время довольно близко к солнцестояниям.
Вопрос был сосредоточен на компоненте наклона, но я добавил сноску об эксцентриситете.
Спасибо @MikeG. Мне нужно немного подумать об этом, прежде чем я смогу объяснить это кому-то другому или задать полезный вопрос о вашем ответе, полезно подтвердить, что эффект зависит от изменения положения вокруг орбиты.
Последняя версия может соединить еще несколько точек.
@MikeG спасибо, кажется, теперь я понял. Я почему-то не уловил кумулятивный характер эффекта...
Влияние наклона эклиптики/наклона Земли на уравнение времени
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v