Question:
Midi solaire: temps de passage du méridien en fonction du temps d'élévation maximale
David H
2013-12-19 19:28:00 UTC
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Selon le premier paragraphe de la page Wikipédia Midi, midi solaire est le moment où le Soleil traverse le méridien et se trouve à sa plus haute altitude dans le ciel. Le libellé suggère qu'il existe une identité exacte entre le temps de traversée du méridien solaire et le temps d'élévation maximale du soleil un jour donné. Cependant, plus loin dans le même article dans la section Solar Noon, il est indiqué que,

Le midi solaire est le moment où le Soleil traverse le méridien céleste - à peu près l'heure à laquelle il est le plus élevé au-dessus de l'horizon ce jour-là.

(Je souligne)

L'utilisation du mot "à peu près" m'a vraiment surpris. J'avais fortement l'impression que ces temps étaient nécessairement égaux pour les régions subpolaires. Est-ce que je me trompe et manque quelque chose, ou l'article du wiki est-il simplement mal rédigé?

Une bonne question! En attendant les réponses, voici quelques raisons possibles: 1. Tendance de l'écrivain à utiliser le mot «grossièrement» quand il n'est pas sûr. (Peu probable) 2. Le midi solaire pourrait être défini dans le temps solaire moyen, tandis que l'élévation maximale pourrait être mesurée en temps d'éphémérides. (probable) 3. En raison de l'abrasion et d'autres effets de position, les temps apparents de transit et l'élévation maximale varient. (Hautement improbable)
Mon https://astronomy.stackexchange.com/a/13053/21 peut aider ou non: cela montre que le lever / coucher du soleil peut prendre beaucoup de temps car la déclinaison croissante / décroissante du soleil près des équinoxes aux pôles est suffisamment grande pour modifier considérablement la position du Soleil près de l'horizon.
Un répondre:
#1
+5
astromax
2013-12-19 23:51:52 UTC
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Il y a plusieurs choses auxquelles vous devez penser pour comprendre le problème en question. Le premier est qu'il y a trois systèmes de coordonnées en jeu. Le premier est le système de coordonnées célestes, qui est un système de coordonnées basé sur la latitude et la longitude de la Terre (l'équateur céleste est l'équateur de la Terre projeté dans l'espace). Voir ce message.

Le deuxième système de coordonnées est celui du système solaire: le plan du système solaire (qui contient le soleil et les planètes, et trace une ligne dans le ciel appelée écliptique ). Or, à cause de l'inclinaison de l'axe de la Terre par rapport au vecteur normal du plan du système solaire, l'équateur céleste n'est pas le même que l'écliptique. De plus, la position relative de l'écliptique et de l'équateur céleste change tout au long de l'année.

Enfin, il y a le système de coordonnées altitude / azimut qui est verrouillé sur l'observateur. Le zénith (le point auquel tous les horizons sont équidistants du point que vous regardez) est de $ + 90 ^ {\ circ} $ en altitude et est un point dégénéré en azimut, et tous les horizons sont $ 0 ^ {\ circ} $ d'altitude mais reposant sur un arc azimutal unique provenant du zénith et coupant l'horizon.

Voici un diagramme montrant la relation entre les deux premiers systèmes de coordonnées, le système de coordonnées céleste et le système de coordonnées du système solaire .

eclipticdiagram

Pourquoi tout cela est-il important pour la question que vous avez posée? C'est parce que lorsque vous regardez plein est et plein ouest, vous regardez une déclinaison $ 0 ^ {\ circ} $ (l'équateur céleste coupe l'horizon exactement à l'est et à l'ouest) alors que l'écliptique coupe l'horizon à différents points. Ces points changent tout au long de l'année à mesure que la position relative de l'écliptique change par rapport à l'équateur céleste. Maintenant, le montant que le soleil parcourt sur l'écliptique sur une période de 24 heures est de 0,9856 $ ^ {\ circ} $ ($ 360 ^ {\ circ} /365,25 \ text {jours} $; en fait, je peux utiliser un sidéral jour ici mais il s’agit quand même d’un diplôme).

Pour cette raison, il y a potentiellement un peu plus d'altitude que le soleil peut parcourir tout au long d'une journée (puisque la trajectoire de l'écliptique n'est ni alignée avec le système de coordonnées céleste, ni alignée avec le système de coordonnées alt / az local de l'observateur; sauf si vous êtes aux pôles nord ou sud, auquel cas votre système de coordonnées alt / az local est le même que le système de coordonnées célestes, mais les deux sont toujours mal alignés avec les coordonnées système du système solaire). Je pense que le mot «approximatif» doit être là.

Tout compte fait, je ne sais pas personnellement comment quantifier le peu d'altitude supplémentaire que le soleil peut gagner du désalignement de l'écliptique avec les lignes d'altitude constante et du mouvement du soleil le long de l'écliptique, mais je apprécierait les références et les calculs d'autres personnes. Ce petit plus n'est peut-être pas un très petit nombre. En d'autres termes, vous voudrez peut-être voir comment le taux de changement d'altitude du soleil à ce point change simplement en raison de la rotation de la Terre et comment il peut se comparer au taux de changement d'altitude dû au mouvement du soleil le long du écliptique.

MODIFIER: J'ai aussi juste regardé pour voir à quoi ressemble l'écliptique dans le ciel (vu de Philadelphie), et comment il se compare au système de coordonnées local alt / az. Ci-dessous, une image avec tous les systèmes de coordonnées présents pour essayer d'illustrer le point que j'essayais de faire.

coordinatesystems

La ligne verte est le méridien, l'orange (ish) les lignes sont coordonnées alt / az, la ligne bleue est l'équateur céleste et la ligne rouge est le chemin de l'écliptique. J'espère que vous pourrez le comprendre suffisamment bien.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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