Ändert sich der Aufgangs-/Untergangswinkel der Sonne alle paar Monate?

Als ich in Darwin, Australien, lebte, bemerkte ich, dass die Sonne in einer etwas anderen Richtung als im Westen unterging. Abends saß ich früher auf der Couch und sah fern. Rechts von mir war ein riesiges Fenster und die untergehende Sonne schien mir immer hell ins Gesicht. Also bewegte ich eine einzelne vertikale Jalousie, um sie genau richtig auszublenden. In den Monaten Oktober/November begann ich zu spüren, wie mir die Sonne wieder in die Augen schien. Weder die Couch noch die Jalousie hatten sich bewegt. Nachdem ich die Jalousie erneut bewegt hatte, um die Sonne zu blockieren, musste ich in ein paar Monaten die Jalousie erneut bewegen. Ich lebte allein und es gab keine Möglichkeit, dass sich die Jalousie oder die Couch bewegten.

Als ich in Canberra, Australien, lebte, hatte ich die Angewohnheit, früh morgens aus meinem Haus zu gehen. Ich würde mich der Sonne stellen, sobald ich nach draußen ging, weil es zu kalt war und ich die Wärme der Sonne auf meinen Augen / meinem Gesicht haben wollte. Im Oktober/November bemerkte ich erneut, dass meine gewohnte Position der Sonne zugewandt falsch war. Die Sonne würde aus einem etwas anderen Winkel aufgehen. Wenn also früher die Sonne bei 130 Grad von meiner Tür aufging, würde sie jetzt bei 110 Grad aufgehen. Die Tür war nach Südosten ausgerichtet, und aufgrund des sehr schmalen Pfads und der Vegetation von meiner Tür aus bin ich mir meiner Position sehr sicher.

Ich weiß wirklich nicht, wie dieses Phänomen heißt. Als ich so viele Jahre in anderen Ländern gelebt habe, ist mir das nie aufgefallen. Bin ich nur albern oder geht die Sonne alle paar Monate anders auf/unter?

MIT-Studenten feiern dieses Phänomen an Tagen, an denen die untergehende Sonne die Achse der längsten Korridore in den Kerngebäuden des Campus entlang scheint. Kommt nächste Woche!
Manhattanhenge ist ein bekannteres Beispiel dafür.
Der Legende nach scheint die Sonne an Brunels Geburtstag Box Tunnel Legend durch den Box-Eisenbahntunnel in der Nähe von Bath, Großbritannien
Der Begriff Sonnenwende bedeutet wörtlich "Sonnenstopp" und bezeichnet den Punkt, an dem die Sonnenbahn ihre Grenze erreicht hat und beginnt, sich in die andere Richtung zurückzubewegen.
Küstenkalifornier, die regelmäßig an denselben Strand gehen, um den Sonnenuntergang zu beobachten, können leicht erkennen, dass er sich bewegt
@JohnDoty - logischerweise, wenn die Korridore in diesem Gebäude tatsächlich parallel sind, dann ist es eindeutig unmöglich, dass die Sonne alle GLEICHZEITIG herunterscheint , da nur EINER von ihnen direkt darauf zeigen kann Sonne zu jedem beliebigen Zeitpunkt, es sei denn – und Sie werden das zweifellos lustig finden – es sei denn – und ich weise natürlich auf die logische Unmöglichkeit dieser Situation hin – es sei denn – sind Sie bereit für diese eine? - es sei denn - hah-hah, das ist WIRKLICH lustig! - ES SEI DENN, die Sonne war TATSÄCHLICH GRÖSSER ALS DAS GEBÄUDE!!!! Lächerlich, ich weiß, aber da sind Sie ja...

Antworten (6)

Die Sonne geht jeden Tag an einem anderen Punkt am Horizont auf und unter. Die Änderung ist gering, daher kann es ohne sorgfältige Beobachtung mehrere Tage oder Wochen dauern, bis Sie sich der Änderung vollständig bewusst sind. Mathematisch lässt sich die Steig-/Untergangsposition aus folgender Formel ermitteln:

cos ⁡ ( θ ) = − Sünde ⁡ ( D e C l ich N A T ich Ö N ) cos ⁡ ( l A T ich T u D e )
Wo

  • θ ist der Winkel, der von genau nach Süden zu dem Punkt am Horizont gemessen wird, an dem das Objekt aufsteigt. (Der Winkel ist für Auf- und Untergang gleich, wenn man die Änderung der Deklination der Sonne im Laufe des Tages außer Acht lässt.)
  • Die Deklination ändert sich von ungefähr +23,5 und -23,5 Grad für die Sonne während 6 Monaten (südliche Hemisphäre Winter bis Sommer) und dann von -23,5 bis +23,5 während der nächsten 6 Monate. Der Grund für die Änderung der Deklination liegt darin, dass der Nordpol der Erde zur Sonnenwende im Juni um 23,5 Grad zur Sonne geneigt ist (wodurch die Deklination der Sonne +23,5 beträgt), der Nordpol zur Sonnenwende im Dezember um 23,5 Grad von der Sonne weg geneigt ist (Deklination der Sonne - 23.5) und ändert sich jeden Tag zwischen den Sonnenwenden.
  • Latitude ist der Breitengrad des Beobachters.

Ab 35° südlicher Breite (Breitengrad = -35) würde die Wintersonne aufgehen θ = 119 von genau nach Süden (oder 61° von genau nach Norden, ungefähr ONO). Die Sommersonne würde aufgehen θ = 61 von genau nach Süden (oder 119° von genau nach Norden, ungefähr ESE). Der Bereich beträgt 119-61=58° entlang des Horizonts.

Bei Breitengraden näher am Äquator (0° Breitengrad) ist der Unterschied geringer. Am Äquator beträgt die Reichweite ungefähr 47° entlang des Horizonts. In Breiten näher an den Polen wird die Reichweite größer. Am Polar- und Antarktiskreis ist die Reichweite die größte, die es geben kann: 180° (zumindest rechnerisch). In diesen hohen Breiten werden der scheinbare Durchmesser der Sonne und die Brechung wichtig, um den genauen Ort des Aufgangs zu berechnen.

In der Tat. Soweit ich das beurteilen kann, ist dies nur eine Umrechnung zwischen äquatorialen und altazimutalen Koordinaten. Eine Möglichkeit, dies zu visualisieren, besteht darin, Stellarium zu starten und das äquatoriale Gitter zu aktivieren. Es ist leicht zu sehen, wo +23,5 und -23,5 den Horizont schneiden. Indem wir mit dem Breitengrad des Betrachters spielen, sehen wir, wie sich das äquatoriale Gitter relativ zum Horizont dreht und wie die Schnittpunkte in der Nähe der Pole weiter voneinander entfernt werden.
Es ist interessant, dass diese Formel direkt zeigt, dass die Sonne an den Tagundnachtgleichen überall auf der Erde genau nach Westen untergeht, außer an den Polen, wo sie nicht untergeht – die Formel ist undefiniert.
Ich liebe die Mathematik. Aber basierend auf dem Text der Frage (und genauer gesagt, wie die Frage klingt), bin ich mir nicht sicher, ob Sie einfach und explizit klargestellt haben, dass die Sonne aufgrund der Kombination von an einem anderen Punkt auf- und untergeht die Neigung der Erde und die Position der Erde entlang der Umlaufbahn der Sonne. Sie sind gerade in die Details eingetaucht, aber die Details ergeben möglicherweise keinen Sinn für jemanden, der die Verbindung auf hoher Ebene noch nicht hergestellt hat. Es scheint, als ob die meisten Antworten bisher darunter leiden.

Du bist nicht dumm 1 , es schwingt sicherlich jedes Jahr einen vollen Zyklus hin und her (Nord und Süd). Es hängt direkt damit zusammen, warum die Tage im Sommer länger und im Winter kürzer sind.

Ich bin kein Experte, aber einige sagen, dass Stonehenge und andere alte "Observatorien" angeblich genau das tun sollen, was Sie tun, außer viel sorgfältiger und quantitativer, um Dinge wie das Pflanzen von Pflanzen zeitlich zu bestimmen.

Weitere Informationen dazu finden Sie in der Wikipedia- Liste der archäoastronomischen Stätten nach Ländern

Ein Beispiel in Australien ist Wurdi Youang , und die Zeichnung unten hebt genau das hervor, was Sie beschreiben!

Wudi Young Quelle

1 zumindest in dieser Hinsicht :-)

Ich frage mich, wie Tempel und Moscheen damals gebaut wurden? Indische Tempel sind alle nach Osten ausgerichtet und die Moscheen sind alle nach O/W ausgerichtet (wo immer Mekka ist, relativ) - haben die Menschen von einst alles falsch verstanden?
@happybuddha warum sollten sie es falsch verstehen? Sie hatten viel Zeit, die Sterne zu betrachten, um sich zu orientieren. Und wenn es mehrere Jahre dauert, einen Tempel zu bauen, ist es keine große Sache, auf die Äquinoktien zu warten, um EW perfekt auszurichten.
Und Ihr alter Tempelbauer fing nicht an, Beobachtungen zu machen, weil sie sie brauchten, um ihre Idee eines Tempels zu bauen, der auf was auch immer hindeutet; Sie bauten den Tempel so, weil sie die Anweisungen bereits kannten.
Noch ein paar Beispiele. Bei Sonnenuntergang auf dem Wintertrost scheint die Sonne direkt in Maes Howe . Um den 30. Mai und den 12. Juni scheint die Sonne direkt entlang (Manhattens Straßen)[ en.wikipedia.org/wiki/Manhattanhenge]
@EricDuminil Die Tagundnachtgleichen können sich ausrichten - aber das Idol ist nicht unbedingt die ganze Zeit der aufgehenden Sonne zugewandt - was ich für notwendig halte. Ich habe diese Frage auch an anderer Stelle gestellt: engineering.stackexchange.com/q/38529/29293
@happybuddha Jede Stack Exchange-Site hat eine andere "Kultur", es ist ein bisschen so, als würde man von einem Land in ein anderes gehen. In Engineering SE möchten sie ein technisches Problem klar erklärt sehen, idealerweise in technischer Hinsicht. Konzentrieren Sie sich vielleicht weniger auf die religiösen Aspekte und Details und fügen Sie mehr über das genaue mechanische Verhalten hinzu, das Sie benötigen. Ich kann jetzt nicht nachvollziehen, was du da beschreibst.
@uhoh Danke Kumpel. Ich habe es spitzer und ingenieurspezifischer gemacht.
@happybuddha sieht viel besser aus, danke!
@happybuddha Die verschiedenen archäoastronomischen Stätten sind ein Beweis dafür, dass Menschen so etwas schon lange tun können . Zur Zeit der alten Ägypter waren sie sehr gut darin, Gebäude an einem bestimmten Tag auf die Sonne auszurichten. Und das bedeutet, dass sie wussten, wie man dieses Zeug berechnet. Sicher, sie hatten keine Taschenrechner oder moderne Trigonometrie, aber sie konnten Winkel messen, und sie kannten die Eigenschaften ähnlicher Dreiecke und konnten maßstabsgetreue Diagramme zeichnen.

Diese Antwort ist eine Ergänzung zu den bestehenden Antworten.

Ich habe mich nach schönen Grafiken umgesehen, die den Azimut des Sonnenaufgangs über das Jahr für verschiedene Breitengrade zeigen, aber ich konnte nichts Passendes finden. Also habe ich einfach ein paar kleine Python-Skripte geschrieben, wobei ich Sage / Matplotlib zum Plotten verwendet habe.

Sonnenaufgangsazimute für verschiedene Breitengrade

Sonnenaufgangsazimute für verschiedene Breitengrade

Sonnenaufgangszeiten für verschiedene Breitengrade

Scheinbare Sonnenaufgangszeiten für verschiedene Breitengrade

Dieses Diagramm ist für die scheinbare Sonnenzeit (dh Sonnenuhrzeit). Hier ist eine für die mittlere Sonnenzeit (Uhrzeit).

Sunrise Mittlere Zeit für verschiedene Breitengrade

Sie können hier mit dem Azimut-Plotting-Skript auf dem SageMathCell-Server spielen .

Das Skript ist tatsächlich in der URL codiert. Es ist ein bisschen kryptisch und knapp, um Platz zu sparen. Geben Sie einfach eine durch Kommas getrennte Liste von Breitengraden in das Feld ein und es werden die entsprechenden Kurven gezeichnet.

Hoffentlich habe ich keine Programmier- oder Algebrafehler gemacht. ;) Ich habe die in John Holtz 'Antwort angegebene Azimutformel verwendet und die Deklinationsgleichung aus dem Wikipedia-Artikel über die Position der Sonne erhalten , die modifiziert wurde, um etwas genauere Werte für die Neigung der Ekliptik und die Exzentrizität der Erdumlaufbahn zu verwenden. Im Skript

  • dpy sind Tage pro Jahr
  • sinOE ist der Sinus der Schiefe der Ekliptik
  • ecc2 ist die doppelte Exzentrizität
  • mam ist die mittlere Orbitalbewegung
  • n ist die Tagesnummer, wobei 0 = Mitternacht am Neujahrstag ist
  • lat ist der Breitengrad
  • sindecl berechnet den Sinus der Deklination
  • sraz berechnet den Azimut des Sonnenaufgangs

Hier ist eine einfachere Version , die nur eine einzelne Kurve zeichnet.

Hier ist das Skript, das scheinbare Sonnenaufgangszeiten darstellt .

Dieses Skript ist für die mittleren Sonnenaufgangszeiten . Und hier ist eine für die Gleichung der Zeit , das vorherige Skript verwendet die Formel von dieser, um die scheinbare Zeit in die mittlere Zeit umzuwandeln.

Diese Kurven werden für einen Beobachter bei Längengrad 0° (ziemlich genau) berechnet, aber sie sind für jeden Längengrad genau. (Bei jedem gegebenen Längengrad gibt es eine kleine Verschiebung, die über das Jahr fast konstant ist, abgesehen von Effekten aufgrund der Schwankungen der Sonnengeschwindigkeit entlang der Ekliptik, auch bekannt als Zeitgleichung ) . Sie berücksichtigen nicht die Höhe des Beobachters über dem Meeresspiegel (und damit die Entfernung zum Horizont) oder die Winkelgröße der Sonne oder die atmosphärische Brechung: Ich wollte nur den allgemeinen Trend zeigen. Aber wie John Holtz feststellt, hat die Brechung einen spürbaren Einfluss auf die Sonnenaufgangszeit und die scheinbare Höhe der Sonne, insbesondere in höheren Breiten, wo die Sonne einen geringeren Winkel zum Horizont bildet.

Wenn Sie diese Skripte bitten, Kurven für Breitengrade in den arktischen oder antarktischen Kreisen zu zeichnen, werden sie ihr Bestes geben, aber Fehlermeldungen ausgeben, die warnen, dass sie einige Punkte nicht zeichnen konnten. Ich wollte keinen Platz in den Skripten verschwenden, die Tage behandeln, an denen die Sonne nicht aufgeht. ;)

Diese sind nett! Ich bin fast versucht, meine interaktiven Desmos-Grafiken zu posten, die die Sonnenhöhe über den Tag simulieren, wo Sie den Breitengrad und den Tag des Jahres variieren können. Aber sie sind nicht ganz Thema für die Frage. Ich schätze, ich muss warten.
Danke, @Jonathan! Ja, bei dieser Frage geht es um Azimut, nicht um Höhe, daher wären Ihre Diagramme etwas vom Thema ab (aber vielleicht können Sie eine selbst beantwortete Frage stellen oder eine alte relevante Frage finden, die mit einigen Diagrammen auskommen könnte). FWIW, Sage hat einige Animationsfähigkeiten. Ich habe eine Version mit einem Schieberegler für den Breitengrad erstellt, aber leider funktioniert der Schieberegler auf Touchscreen-Geräten nicht so gut: Sie können den Schieberegler an eine neue Position klicken, aber Sie können ihn nicht greifen und verschieben. Und das Klicken gibt Ihnen nicht viel Präzision. Sehr frustrierend!
Das ist gut zu wissen (über Sage). Desmos hat sehr schöne, glatte und präzise Schieberegler, aber die Syntax zum Eingeben von Formeln ist eine echte Qual und ziemlich begrenzt.
Ich konnte mich nicht entscheiden, welche Jahreslänge ich verwenden sollte dpy(Tage pro Jahr). Wikipedia ist nicht konsistent: Einige Formeln verwenden 365,25, andere 365,24. Also ging ich ursprünglich mit der gregorianischen Länge, 365,2425. Ich habe jedoch das anomalistische Jahr in den Skripten für die Zeitgleichung und die mittlere Sonnenaufgangszeit verwendet. Eine andere vernünftige Option ist das mittlere tropische Jahr. OTOH, ich denke, es ist kaum relevant in Berechnungen, die Jahre vollständig ignorieren. ;)

Die Sonne wandert tatsächlich das ganze Jahr über über den Himmel, steigt nicht nur im Sommer höher und im Winter niedriger, sondern variiert auch entlang einer Ost-West-Achse. Dies kann gezeigt werden, indem man die Sonne das ganze Jahr über jeden Tag zur gleichen Zeit beobachtet und sieht, wie sie ihre Position ändert. Diese Form wird Analemma genannt und ist ein Ergebnis der axialen Neigung der Erde und der Exzentrizität der Umlaufbahn um die Sonne.

Hier ist ein Diagramm, das die Position der Sonne am Mittag während des ganzen Jahres zeigt, wie sie vom Royal Observatory in Greenwich aus beobachtet wird. Die meisten Menschen sind sich der Höhenunterschiede zwischen Sommer und Winter bewusst, aber die Tatsache, dass der Winkel der Sonne von Seite zu Seite variiert, ist möglicherweise weniger bekannt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Diese Abbildung zeigt nun den Sonnenstand zu einer festen Tageszeit im Jahresverlauf. Aber die Frage bezieht sich auf den Sonnenstand bei Sonnenaufgang, die offensichtlich nicht das ganze Jahr über festgelegt ist. Um die ursprüngliche Frage zu beantworten, ob sich der Sonnenaufgang "bewegt", können Sie sich vorstellen, ein Analemma für jede Tageszeit zu zeichnen - wählen wir eine Zeit, die für einen Teil des Jahres vor Sonnenaufgang und für einen anderen Teil des Jahres nach Sonnenaufgang liegt (sagen wir 6 Uhr morgens). In diesem Fall verschiebt sich die gesamte Kurve nach unten, und der untere Teil des Analemmas fällt unter den Horizont, was zeigt, dass die Sonne in einigen Teilen des Jahres tatsächlich um 6 Uhr morgens sichtbar ist, in anderen Teilen des Jahres jedoch Die Sonne ist um 6 Uhr morgens nicht sichtbar. Außerdem sehen wir, wie die Kurve an zwei verschiedenen Stellen unter den Horizont fällt – dies zeigt, dass es zwei Daten gibt, an denen der Sonnenaufgang um (ungefähr) 6 Uhr morgens ist, und dass die Sonne an diesen Tagen mit unterschiedlichem Azimut aufgeht.

Es ist ein wenig komplizierter, wenn wir die "Sonnenaufgangsanalemmas" im Laufe der Zeit zeichnen möchten, da wir eine Form einer 8 haben, die nach oben driftet, wenn der Sonnenaufgang früher wird, und der Position der Sonne folgt, während sie sich über den Himmel bewegt. Es ist nicht so einfach, sich das vorzustellen, aber diese Reihe von Analemmas fällt an verschiedenen Stellen unter den Horizont, was zeigt, dass sich der Sonnenaufgang das ganze Jahr über bewegt. Diese Form, die durch den Schnittpunkt einer Reihe von Analemmen mit dem Horizont nachgezeichnet wird, ist selbst kein Analemma. Das Beispiel von zwei Daten mit derselben Sonnenaufgangszeit ist viel einfacher mit einem einzigen Analemma zu visualisieren.

Beantwortet gut die Fragen, die tatsächlich vom OP gestellt wurden.
@RBarryYoung Das OP fragt nach dem Azimut der Sonne bei Sonnenaufgang, nicht nach dem Azimut am mittleren Mittag. Die Informationen in dieser Antwort sind jedoch wichtig. Die Sonne überquert den Meridian (die Nord-Süd-Linie) jeden Tag am lokalen Sonnenmittag (auch bekannt als „High Noon“), aber das ist aufgrund der Zeitgleichung nicht gleichbedeutend mit dem mittleren Sonnenmittag. Und dann gibt es eine weitere Anpassung, wenn Sie sich nicht auf dem Meridian Ihrer Zeitzone befinden (plus eine mögliche Anpassung für die Sommerzeit). Ich bespreche die Details dieses Problems in dieser Physics.SE-Antwort .
@PM2Ring Guter Punkt, ich hatte ein wenig Probleme, es mit Analemmas zu visualisieren, da wir über mehrere Analemmas sprechen würden, die unterschiedliche Tageszeiten für verschiedene Sonnenaufgänge beschreiben. Aber ich glaube, ich habe ein gutes Beispiel gefunden, das zeigt, dass zwei verschiedene Daten mit derselben Sonnenaufgangszeit diese Sonnenaufgänge mit unterschiedlichem Azimut haben.
Ich bin nicht davon überzeugt, dass das Analemma für diese Frage eine Rolle spielt. Es geht um den Azimut von Sonnenauf- und -untergang, nicht um ihre Zeiten. Für einen gegebenen Breitengrad spielt nur die Deklination der Sonne eine Rolle. Für die obige Frage ist nur die vertikale Bewegung im Analemma relevant und Sie können die horizontale Bewegung ignorieren.
Eine einfache Möglichkeit, dies zu überprüfen: Während der Tagundnachtgleiche liegen Sonnenauf- und -untergang genau bei 90° und 270°. Auf Ihrem Diagramm sind die Tagundnachtgleichen weit auseinander. Dasselbe gilt für die erste November- und Februarwoche: Sie werden sehr ähnliche Sonnenauf- und -untergangsazimute haben. Entschuldigung, das Analemma ist ein cooles Diagramm, aber es ist hier nicht relevant und verkompliziert die Erklärung unnötig.
Ich habe das Azimut des Sonnenaufgangs für jeden Tag an meinem Standort berechnet. Außerdem habe ich für jeden Tag den Sonnenstand am Mittag berechnet. Hier ist ein Diagramm des Azimuts des Sonnenaufgangs gegen die Höhe am Mittag: i.stack.imgur.com/Jwlrc.png Es gibt kein Analemma mehr und die Zeitgleichung hat keinen Einfluss auf den Azimut des Sonnenaufgangs. Ich bin mir nicht sicher, wie Sie Ihre Antwort korrigieren könnten, da sie anscheinend auf einer falschen Prämisse basiert. Tut mir leid, dass es bei deiner Parade regnet!
@EricDuminil Ich stimme zu, dass das Analemma nicht jeden Tag den Weg der Sonne bei Sonnenaufgang zeigt, aber ich denke, es ist relevant - es zeigt deutlich, dass sich die Sonne zu einer bestimmten Tageszeit das ganze Jahr über in verschiedenen Positionen befinden wird. Wenn wir diese Zeit auf den Sonnenaufgang an einem Tag setzen, der keine Sonnenwende ist, reicht die Tatsache, dass das Analemma den Horizont an zwei Punkten kreuzt, aus, um zu zeigen, dass der Ort des Sonnenaufgangs nicht konstant ist. An zwei Tagen mit identischen Sonnenaufgangszeiten wird der Azimut unterschiedlich sein, was nur mit dem Analemma beobachtet werden kann.
OP war nur besorgt über den Sonnenstand bei Sonnenauf- und -untergang. Per Definition tritt es nur bei Sonnenhöhe 0 auf und die Zeit ist für den Azimut überhaupt nicht relevant. Das Azimut bei Sonnenaufgang hängt nur von der Deklination ab, die unabhängig vom Sonnenazimut am Mittag ist. Die Frage kann ohne Analemma oder Sonnenaufgangszeit perfekt beantwortet werden (siehe andere Antworten, zB von PM2Ring oder JohnHoltz), und das Hinzufügen dieser Konzepte hilft überhaupt nicht und verschleiert nur die Situation. Sorry für das harte Feedback.
Stimmen Sie zu, dass das Wissen, dass die Sonne ein Analemma verfolgt, ausreicht (wenn auch nicht notwendig ), um daraus zu schließen, dass sich der Sonnenaufgang bewegt.
FWIW, das Analemma ist eine relativ neue Innovation. Vor der Entwicklung präziser mechanischer Uhren, die zur Verwendung der mittleren Sonnenzeit führten, war die örtliche scheinbare Sonnenzeit in den meisten Teilen der Welt die übliche Art, die Zeit zu messen. Es waren verschiedene Stundensysteme in Gebrauch, aber alle waren sich einig, dass Mittag ist, wenn die Sonne den Meridian kreuzt, dh wenn ihr Azimut 180° beträgt. Alte Zeitnehmer wussten, dass die Geschwindigkeit der Sonne entlang der Ekliptik im Laufe des Jahres variiert, aber sie hatten nicht die moderne Vorstellung, dass alle Stunden die gleiche Dauer haben sollten.
(Fortsetzung) Das ist im Grunde ein Artefakt der mechanischen Uhr. Für frühe Uhrmacher war es schwer genug, ein Gerät herzustellen, das die Zeit konstant hielt. Nur wenige versuchten, eine Uhr herzustellen, die die Sonnenuhrzeit verfolgen konnte. So starben die alten Systeme mit variablen Stunden aus und wurden durch starre Systeme ersetzt, die auf der mittleren Sonnenzeit basierten.
@NuclearHoagie: Tut mir leid, darauf zu bestehen. Analemma ist völlig unnötig und tangiert die Frage. Um die Azimutverschiebung des Sonnenaufgangs zu erklären, muss man nur wissen, dass die Erdachse um 23,5° gegenüber ihrer Bahnebene geneigt ist. Das ist es. Es erklärt die Jahreszeiten und es erklärt die Variation des Azimuts des Sonnenaufgangs. Du brauchst keine Exzentrizität, du brauchst keine Zeitgleichung, du brauchst kein Analemma. Wie Sie sagten, ist "die Tatsache, dass der Sonnenwinkel von Seite zu Seite variiert, vielleicht weniger bekannt", aber es ist auch für die Frage von OP irrelevant.
@Eric Ich verstehe, was du sagst (und stimme zu, dass das Analemma hier irrelevant ist, weil wir die Azimutrichtung der Sonne zur Sonnenaufgangszeit wollen, nicht zu einer bestimmten Uhrzeit). Wir brauchen die Exzentrizität, um die Deklination (oder den ekliptischen Längengrad) der Sonne für den Tag zu erhalten, weil die Exzentrizität bewirkt, dass die Ekliptikgeschwindigkeit der Sonne variiert. (Und dann bewirkt die Neigung, dass die Äquatorialgeschwindigkeit der Sonne variiert, und die Zeitgleichung zeigt beide Effekte). Aber sobald wir die Deklination haben, ist das Azimut des Sonnenaufgangs eine einfache Funktion der Deklination und des Breitengrades des Beobachters.
@PM2Ring: Danke für den Kommentar. Soweit ich das beurteilen kann, brauchen wir die Exzentrizität nicht, um zu erklären, warum der Azimut des Sonnenaufgangs variiert. Indem Sie nur die Schiefe der Ekliptik berücksichtigen, ist es möglich, eine Kurve zu zeichnen, die Ihrer sehr ähnlich ist. Es ist möglich, weitere Details hinzuzufügen, um ein genaueres Modell zu erhalten, aber Ihr Diagramm ändert sich nicht viel, wenn Sie ecc2 auf 0 setzen. Es wird jedoch etwas langweilig, wenn Sie sinOE auf 0 setzen. :)
@Eric Das stimmt: Das Ändern der Exzentrizität hat keinen Einfluss auf die Größe des maximalen oder minimalen Azimuts, es verschiebt nur die Zeit ein wenig. FWIW, ich habe ursprünglich einen Tippfehler in meinem Skript gemacht und 0,167 für die Exzentrizität anstelle von 0,0167 verwendet. Aber Sie können den Unterschied nicht sehen, wenn Sie nicht sehr genau hinsehen. ;)

Ich hoffe, jemand kann vorbeikommen und dies präzisieren, aber ich bin mir ziemlich sicher, dass der Effekt größer ist, je weiter Sie sich vom Äquator entfernen. In Canberra (35° S) wäre es also deutlicher als in Darwin (12° S). Kennen Sie die Breitengrade der früheren Orte, an denen Sie gelebt haben?

Um viele der guten Antworten bereits zu erweitern: Eine großartige Möglichkeit, diesen Effekt anzuzeigen und aufzuzeichnen, wird als Solarigraph bezeichnet . (Oft auch als Solargraph, Solargraphie oder Solarigraphie bezeichnet).

Dies ist eine Lochkamera, normalerweise nur eine Getränkedose mit einem Loch darin, und ein Stück Fotopapier, das für eine lange Zeit liegen gelassen wurde. Normalerweise mindestens 1 Tag und meistens von einer Sonnenwende zur nächsten Sonnenwende. Die Sonne ist hell genug, um ein Bild direkt auf dem Papier zu erzeugen, sodass kein Entwicklungsprozess erforderlich ist.

Bei Auslassung von Sonnenwende zu Sonnenwende werden für jeden Tag Linien auf dem Fotopapier gebildet. Die Linien neigen dazu, in der Nähe der Sonnenwende zusammenzulaufen und sind in der Nähe der Tagundnachtgleiche am weitesten voneinander entfernt. Unterbrechungen in den Linien werden durch Wolken verursacht. Die meisten Langzeitbelichtungen zeigen eine Form von Wasserschaden, da die Feuchtigkeitsbelastung Teil des Bilderzeugungsprozesses ist. Wenn sie während einer Sonnenwende weggelassen werden, überlappen sich die Linien oft.

Unten sind ein paar Beispiele, aber eine Bildsuche wird viele, viele mehr zeigen.

Solargraph von Sashegy - Budapest, 01.01.2014 - 31.12.2014 (1).jpg Link zum Originalbild Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Eine 7-Tage-Solarigraphie nahe der WintersonnenwendeGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein dreitägiger Solarigraph in der Nähe des Äquinoktiums. Die Linien, die wie Kondensstreifen aussehen, sind Reflexionen aufgrund der Verwendung von glänzendem Fotopapier.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

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