Аналема

Аналема Сонця. Планета Земля

Аналема Сонця з поверхні Марса

Аналема Місяця

Анале́ма (грец. ανάλημμα — основа, фундамент) — крива, що з’єднує ряд послідовних положень центральної зорі планетної системи (у нашому випадку — Сонця) на небозводі однієї з планет цієї системи (наприклад, Землі) в один і той же час (у заданій шкалі часу) протягом тропічного року.

Аналема Сонця

У Північній півкулі Землі верхня частина аналеми Сонця менша, ніж нижня, у Південній — навпаки, повернута на 180_°. Зображення аналеми часто трапляється на старовинних глобусах зоряного неба, картах, сонячних годинниках.

Найвище положення Сонця на аналемі відповідає літньому сонцестоянню, найнижче — зимовому. Положення всередині «вісімки» Сонце займає двічі на рік — у дні, близькі до весняного й осіннього рівнодень.

Форма аналеми визначається нахилом земної осі до площини екліптики й еліптичністю земної орбіти. Земля проходить перигелій на початку січня, тому поблизу зимового сонцестояння ((21–22).12) її швидкість більша, поблизу літнього ((21–22).06) — менша: вона проходить у цей час афелій своєї орбіти.

Видимі положення Сонця на небосхилі поблизу дня літнього сонцестояння в один і той же момент середнього сонячного часу розташовані щільніше, ніж поблизу зимового. Оскільки сонцестояння випереджають дні проходжень перигелію й афелію приблизно на два тижні, «вісімка» аналеми є асиметричною. Через різну тривалість істинної сонячної доби протягом року на момент спостереження Сонце не досягає або минає деяку фіксовану точку на небосхилі; лінія аналеми розгортається у фігуру, схожу на вісімку.

Точка на аналемі, в якій Сонце з’являється два рази на рік, розташована в місці з’єднання верхньої і нижньої частин «вісімки». Щороку цей час припадає на середину квітня і кінець серпня. Час запізнення «прибуття» Сонця у «визначену точку» різний і може досягати 14 хв 19 с, максимальний час випередження — 16 хв 30 с. Якби не ці дві обставини (нахил земної осі та еліптичність її орбіти), Сонце впродовж року у певний час доби перебувало б в одній і тій самій точці неба, аналема перетворилася б на точку.

Якби Земля рухалася по колу, але вісь її обертання мала нахил до площини орбіти, то Сонце на небесній сфері рухалося б рівномірно вздовж екліптики, симетрично відхиляючись у своєму русі на північ або південь відносно екватора небесного на кут 23,45°, форма аналеми була б симетричною.

Аналеми інших небесних тіл

Можна ввести поняття істинної сонячної та середньої сонячної діб для інших планет Сонячної системи, їхніх супутників та побудувати аналему для цих небесних тіл: аналему Сонця з поверхні Марса поблизу його екватора, зображення місячної анафеми, враховуючи, що у наступну добу Місяць повертається в те ж положення на небі, що й у попередню, із запізненням у середньому на 51 хв.

Література

Semazzi F., Scroggs J., Pouliot G. et al. On the Accuracy of Semi-Lagrangian Numerical Simulation of Internal Gravity Wave Motion in the Atmosphere // Journal of the Meteorological Society of Japan. 2005. Vol. 83. № 5. P. 851–869.
Sidoli N. Heron's Dioptra 35 and Analemma Methods: An Astronomical Determination of the Distance between Two Cities // Centaurus. 2005. Vol. 47. № 3. P. 236–258.
Marcos Fuente C. De la, Marcos Fuente R. De la. The Analemma Criterion: Accidental Quazi-Satellites are Indeed True Quasi-Satellites // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2016. Vol. 462 (3). P. 3344–3349.