آنالمای خورشید؛ حرکت ظاهری شمسی

اگر هر روز در ساعتی معین جایگاه خورشید در آسمان را ثبت کنید، نموداری به دست می‌آید که به آن آنالمای خورشید می‌گویند. در این نمودار می‌توانید تغییرات موقعیت خورشید در آسمان را در طول یک ‌سال مشاهده کنید.

 

 

دو عاملی که تغییرات جایگاه خورشید در آسمان را تحت تاثیر قرار می‌دهند:

• انحراف محور چرخش زمین به دور خودش (انحراف محور حرکت وضعی)
• مدار بیضوی چرخش زمین، به دور خورشید (حرکت انتقالی در مدار بیضوی)

حذف هر یک از این دو مورد شکل آنالما را تغییر می‌دهد.

اگر سیاره‌ای انحراف محوری داشته باشد اما در مدار دایره ای به دورخورشید بچرخد: آنالمای آن به صورت خطی است که شرق به غرب را به هم متصل می‌کند.

اگر سیاره‌ای انحراف محوری نداشته باشد اما در مدار بیضوی دور خورشید بچرخد:  آنالما به صورت ۸ لاتینی است که حلقه بالا و پایین آن با هم برابر است.

با مطالعه و بررسی آنالما می‌توانیم به درک بهتری از محور‌ها و حرکات زمین برسیم.

دو عامل در شکل گیری الگوی آنالما نقش دارند و کاملاً مستقل از یکدیگر هستند:

• زمین در مداری بیضوی به دور خورشید می‌چرخد.
• زمین در محور خود 23.5 درجه نسبت به صفحه مدارش به دور خورشید کج شده است.

هر کدام از عوامل و تاثیرات آن‌ها را به صورت جدا بررسی می‌کنیم.

مدار بیضوی چرخش زمین به دور خورشید:

 

مدار چرخش زمین به دور خورشید بیضوی است به طوری که در طول یکسال، فاصله زمین و خورشید دائما تغییر می‌کند. زمین در چرخش خود به دور خورشید هر سال در حدود ۱۴ دی‌ماه در نزدیک ترین حالت خود نسبت به خورشید قرار می‌گیرد (اوج خورشیدی) و در حدود ۱۳ تیرماه نیز در دور ترین حالت خود نسبت به خورشید قرار می‌گیرد (حضیض خورشیدی).

 

 

بر اساس قانون دوم کپلر یک سیاره در نزدیکی خورشید سرعت چرخش(سرعت مداری) بیشتری دارد و هرچه از آن دورتر ‌بشود سرعت ان کمتر می‌شوند. بر این اساس زمین در زمان های مختلف از سال سرعت متفاوتی دارد. در نزدیکی حضیض سرعت کمترین حالت و در نزدیکی اوج خورشیدی سرعت در بیشترین حالت است. این اختلاف سرعت مداری زمین باعث می‌شود که زمان خورشیدی ظاهری(حقیقی) با زمان خورشیدی میانگین برابر نباشد،. زیرا سرعت میانگین ثابت است ولی سرعت ظاهری در طی سال تغییر می‌کند.

 

ـاگر در تهران مستقر باشید (مکانی که ساعت ۱۲ ظهر کشور براساس آن تعیین شده است)، تفاوت بین اذان ظهر(زمان خورشید ظاهری) و ۱۲ ظهر(زمان خورشیدی میانگین) نشانگر اخلاف این دوست.

ـاگر مدار حرکت انتقالی زمین دایره بود و سرعت مداری زمین ثابت، اگر هر روز در ساعت ۱۲ به آسمان نگاه می‌کردید جای خورشید با دیروز تفاوتی نداشت  و آنالمای خورشیدی یک نقطه بود.(اذان ظهر هروز در تهران ساعت ۱۲ بود)

به اختلاف بین زمان خورشیدی میانگین و زمان خورشیدی ظاهری معادله زمان می‌گویند. با توجه به این تفاوت، موقعیت ظاهری خورشید هنگام عبور از آسمان، از موقعیت متوسط ​​(یا مورد انتظار) خود را که با خورشید متوسط ​​نشان داده می‌شود، جلو می‌افتد یا عقب می‌ماند.

ـاگر خورشید ظاهری در غرب جایگاه انتظاری خورشید میانگین قرار گیرد معادله زمان مثبت است.

ـاگر خورشید ظاهری در شرق خورشید میانگین قرار گیرد معادله زمان منفی است.

 

 

این تأخیر یا پیشروی خورشید در آسمان به شکل جابجایی خورشید ظاهری به سمت شرق یا غرب نسبت به موقعیت میانگین خورشید دیده می‌شود. موقعیت میانگین خورشید یک موقعیت نظری خورشید در آسمان است که انتظار می‌رود خورشید بدون تأثیر شیب محوری یا تغییرات در سرعت مداری داشته باشد. هنگامی که خورشید تأخیر داشته باشد، در «شرق خورشید میانگین» قرار خواهد داشت و هنگامی که پیشروی داشته باشد، در غرب خورشید میانگین قرار می‌گیرد. زیرا زمین به سمت شرق محور خود حرکت می‌کند. ( حرکت پاد ساعتگرد)

این گونه استکه مدار بیضی شکل زمین به دور خورشید به شکل گیری آنالما کمک می‌کند.

انحراف محور زمین:

در نجوم، انحراف محوری، زاویه بین محور چرخشی (حرکت وضعی یا چرخش سیاره به دور خودش ) یک جرم آسمانی و محور مداری (حرکت انتقالی یا چرخش سیاره به دور ستاره) آن است.ــــ در اول تیرماه خورشید به مدار راس السرطان عمود می‌تابد و منطقه وسیع تری از نیمکره شمالی در برابر خورشید قرار می‌گیرد که طول روز بیشتر شده و تابستان آغاز می‌شود.(انقلاب تابستانی)

ـــدر اول دی‌ماه خورشید به مدار راس جدی عمود می‌تابد و منطقه کم وسعت تری از نمیکره شمال در برابر

خورشید قرار گرفته و زمستان آغاز می‌شود.(انقلاب زمستانه)

۲۳.۵ درجه انحراف محوری زمین در شکل گیری آنالما سهیم است.

همانطور که زمین در مدار خود به دور خورشید با شیب محوری 23.5 درجه حرکت می کند، بالاترین جایگاه خورشید در طول روز تغییر می‌کند. در زمانی که زمین در انقلاب تابستانی است، نیمکره شمالی 23.5 درجه به سمت خورشید متمایل می شود و خورشید در شمالی‌ترین نقطه خود در آسمان قرار دارد. به طور مشابه، زمانی که زمین در انقلاب زمستانی است، نیمکره شمالی 23.5 درجه از خورشید کج می این زمانی است که خورشید در جنوبی ترین نقطه خود در آسمان است.

ـ در این بین دو نکته مطرح می‌شود: اعتدال بهاری و اعتدال پاییزی که در آن خورشید مستقیماً بالای سر استوا قرار دارد. شکل 5 خورشید را در دو انقلاب و اعتدال نشان می دهد.

پایان متن

مترجم: غزل مروارید: کارشناسی کامپیوتر دانشگاه صنعتی سجاد

ویراستار: سبا دانش‌یار: کارشناسی فیزیک دانشگاه فردوسی مشهد