Slunci nejblíže? V zimě!  
Naše planeta je za celý rok Slunci nejblíže hned 3. ledna. Pohled na stupnici teploměru tomu ovšem rozhodně neodpovídá. Jak je to možné?
Zvětšit obrázek
Grafické znázornění analemy s vloženým datem. K celkovému tvaru přispívají společně jak tvar zemské dráhy tak i sklon její osy. Jejich efekty se sčítají.

Hvězdářská ročenka pro letošní rok uvádí, že vzdálenost Země – Slunce je nejmenší 3. ledna v 1 hodinu SEČ. V tento moment obě kosmická tělesa dělí 147,1 miliónu kilometrů. Někoho možná v tomto okamžiku napadne otázka, proč tedy v našich končinách panuje zima? Je-li Slunce nejblíže, nemělo by být spíše léto?

 

O tom, že Země obíhá kolem Slunce víme už od dob Mikuláše Koperníka a Johannese Keplera. Její dráha není kruhová, ale mírně eliptická. Nepatrná, nicméně nenulová výstřednost způsobuje, že vzdálenost Země od Slunce se během roku mění asi o 5 miliónů kilometrů, což jsou zhruba 3,3%. Slunce je pak od Země nejdále na počátku července. Pokud by tento mechanismus byl zodpovědný za změny ročních období, fungoval by správně na polokouli jižní nikoliv však na té naší, severní.

 

Ovšem střídání ročních období je způsobeno něčím jiným – sklonem zemské osy. Ten činí 23,5 stupně od kolmice k rovině oběžné dráhy. Díky tomu je vždy jedna ze zemských hemisfér více ke Slunci nakloněna a druhá naopak od něj odvrácena. První zmíněná je vystavena dlouhým hodinám slunečního záření a samotné Slunce zde během dne vystoupá vysoko nad obzor. Na této polokouli panuje léto, zatímco na polokouli odvrácené je tomu naopak. Dny jsou krátké, Slunce jen velmi nízko nad obzorem a sluneční paprsky dopadají na Zemi pod malým úhlem.

 

Ovšem i proměnlivá vzdálenost Země od Slunce má své důsledky pro intenzitu ročních období. Právě skutečnost, že Země prochází perihelem své dráhy během zimy na severní polokouli a v afelu se nachází v průběhu léta zmírňuje rozdíly mezi teplotami během těchto ročních období. A na jižní polokouli je tomu naopak. Ve srovnání s polokoulí severní jsou zde zimy drsnější a léta naopak teplejší.

 

 



Analema zachycená od 30. března 2003 do 30. března 2004 je složena za 47 jednotlivých expozic (plus expozice popředí). Kredit – Anthony Ayiomamitis

Zde jsme omylem uveřejnili obrázek o němž jsme se domnívali, že je pro vzdělávací účely k volnému použití. Autora jsme uvedli, ale neměli jsme bližší údaje. Nyní se to snažíme napravit a jako omluvu připojujeme odkaz na stránky autora obrázku, kde obrázek ke shlédnutí v plném rozlišení. Je to ten obrázek zcela vpravo druhý od spoda. Odkaz na stránky autora je zde: http://www.perseus.gr/


Jiným z důsledků pohybu po eliptické dráze je nekonstantní rychlost oběhu Země kolem Slunce. Zatímco v lednu je Země nejrychlejší, v červenci je její oběžná rychlost menší. Výsledkem je křivka zvaná analema a také tzv. časová rovnice, která bývá graficky znázorněna na slunečních hodinách.

 

Analema je křivka, kterou získáte pokud budete po celý rok vždy ve stejný čas zaznamenávat polohu Slunce na obloze. Na Zemi má tato křivka tvar osmičky (viz. obrázek). Nejnižší bod křivky odpovídá zimnímu slunovraty, bod nejvyšší naopak slunovratu letnímu. Střed osmičky pak znázorňuje polohu Slunce o rovnodennostech. To je důsledek sklonu zemské osy.

 


Takto by vypadala analema na Marsu, který má sice podobný sklon osy jako Země (25,2 stupně) ale výrazně vyšší excentricitu dráhy. Kredit:  Space.

Ke tvaru analemy ale přispívá i eliptická dráha Země. Kdyby Země obíhala po kružnici, tak Slunce projde meridiánem každý den ve stejný okamžik. Analema by měla tvar úsečky. Proměnlivá oběžná rychlost Země ovšem způsobuje, že okamžiky průchodu Slunce místním poledníkem se liší – a závisí na poloze Země na její dráze.

 

Začneme od zimního slunovratu na severní polokouli a vezměme si dvě planety – Země A s kruhovou dráhou a Země B s dráhou eliptickou (zanedbejme v tomto ilustrativním případě sklon osy). Za 24 hodin se obě Země posunou o určitou vzdálenost na své dráze. V případě B je tato vzdálenost větší. Zatímco na Zemi A prochází Slunce místním poledníkem právě v poledne, na Zemi B je to o 8 sekund později, protože Slunce je zde na obloze o 0,03 stupně východněji. Tento rozdíl není příliš velký, ale každým dalším dnem se kumuluje. Zatímco Země A se pohybuje stále stejnou rychlostí, Země B zpomaluje. Jejich rychlosti se srovnají na počátku dubna. V tomto období je také kumulativní rozdíl obou hodnot největší – dosáhl asi 8 minut. Po jarní rovnodennosti je rychlost Země B stále nižší a nižší a Slunce prochází místním poledníkem stále dříve. V pravé poledne je proto již na západ od meridiánu. Kumulativní rozdíl ovšem nedosáhne tak vysokých hodnot jako tomu bylo zpočátku roku.

 

Astronomové toto dění popisují tzv. časovou rovnicí, která definuje rozdíl mezi pravým slunečním časem (daným polohou Slunce na obloze) a středním slunečním časem (tedy časem, který ukazují naše hodiny). Maximální odchylka obou časů během roku dosáhne až 16 minut (na počátku října).

 

Zdroj:
Space.com
Hvězdářská ročenka
www.analemma.com

Autor: Pavel Koten
Datum: 03.01.2008
Tisk článku



Diskuze:

teplé letá, drsné zimy...

Martin,2008-01-03 22:46:53

"A na jižní polokouli je tomu naopak. Ve srovnání s polokoulí severní jsou zde zimy drsnější a léta naopak teplejší."

Drsnejšie zimy na južnej pologuli sú jedine v Antarktíde a priľahlých ostrovoch. Drsnosť Patagónie je spôsobená sychravým počasím a chladným letom práve kvôli vplyvu oceánu a studených morských prúdov.

Vysoké teploty a sucho v Austrálii sú zasa jednak dôsledkom odlesnenia, a jednak dôsledkom polohy Austrálie na zemeguli, lebo väčšina jej územia leží v oblasti s trvalou tlakovou výšou, stačí si niekde pohľadať model globálnej cirkulácie atmosféry. V rovnakej zemepisnej šírke, aj keď na severnej pologuli, leží Sahara a arabské púšte.

Fakt, že na južnej pologuli zaberá oceán oveľa väčšiu časť ako na severnej, sa prejavuje miernejšími zimami a vyrovnanejším priebehom teplôt. Záhradníci to veľmi dobre vedia, len málo rastlím z južnej pologuke dokáže prežiť zimu v strednej Európe, aj to často za cenu poškodenia mrazom. Zato v oblastiach pod vplyvom oceánu, ako je napríklad Veľká Británia a pobrežie Španielska, sa rastlinám z južnej pologule veľmi dobre darí, dokonca aj v Škótsku približne na 56 rovnobežke vonku môžu rásť palmy a stromovité paprade, ktoré u nás, na 49 alebo 50 rovnobežke, vonku nemajú šancu.

Odpovědět

přesnost slunečních hodin

Mulén,2008-01-03 11:42:51

Jak zkonstruovat přesné hodiny? Ta chyba 16 minut je hodně. jde to nějak jednoduše kompenzovat? Třeba promítáním stínu kuličky na zakřivenou plochu?
To by pak mohly fungovat i jako kalendář.

Odpovědět


Přesné hodiny

Michal Kára,2008-01-03 12:24:19

Když se podívám na tu "osmičku", tak vidím, že pro stejnou výšku nad obzorem je zůzný rozdíl, tedy šlo by to tak, že by v každé úrovni byly ještě dvě stupnice - jedna pro první polovinu roku, druhá pro druhou. Pak by ty hodiny mohly být opravdu přesné :-)

Odpovědět


přesnost slunečních hodin

liman,2008-01-03 13:34:19

při správné konstrukci slunečních hodin by neměl být problém dosáhnout minutové přesnosti; co se týče srovnání časů, dá se to vyřešit převodní tabulkou. Možností bude jistě více.
Doporučuji výborný rozhovor R.Tamchyny s Miroslavem Brožem v pořadu VSTUPTE! http://www.rozhlas.cz/radionaprani/archiv/?p_po=2628&p_pattern=bro%BE&p_gt=1
Či knihu Sluneční hodiny na pevných stanovištích (EAN 9788020012043)

Odpovědět


Není jednoduché se vyznat v přesných sl. hodinách

Petr,2008-01-06 15:23:17

Jde to velmi přesně, ale pro běžného uživatele je značně nepřehledný analematický číselník (s letní a zimní částí), kde hodinové rysky nejsou přímky, ale právě různě položené analemy, čas je třeba odečítat jako konec stínu a ne směr stínu jako u běžných hodin. Kalendářní hyperboly zůstávají. Navíc do toho vnáčí problém i posuny letní čas a SEČ.

Odpovědět

Tak uz to vim

Jirka,2008-01-03 10:46:10

Je to prave kvuli vetsi excentricite.

Je to zajimave, i pro velmi male excentricity vychazi osmicka, jen stale uzsi a uzsi. Pro vyssi excentricity se jedna z polovin osmicky stale zmensuje, az zanikne. To, pri jake excentricite zanikne, zavisi na tom, kdy nastava jarni rovnodennost ve vztahu k datu prisluni. V pripadech, kdy datum jarni rovnodennosti je blizko datu prisluni, nebo kdy tyto dve data jsou od sebe naopak co nejdal (lisi se o pul roku), osmicka zanikne az pri vyssich excentricitach.

Odpovědět

Analema na Marsu

Jirka,2008-01-03 10:22:19

Proc je analema na Marsu "tlustsi", to je z clanku patrne. Ale proc to neni taky osmicka?

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace