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地上カメラ
北緯35.7°（東京）で毎日12:00に撮った太陽像
Earth camera / orbit camera / cause camera
アナレンマ・シミュレーター
同じ場所・同じ時刻に太陽を撮り続けると、1年分の点が8の字につながる。 左は地球から見た太陽、中央は太陽と地球の俯瞰、右は原因を分解した画面です。
Synchronized view
3つのカメラで同じ日を見る
1月1日冬から春へ
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俯瞰カメラ
楕円軌道と地軸の向き
実際の地球軌道はかなり正円に近い楕円です。
地軸が公転面の高さ軸からずれているため、太陽が北寄り・南寄りに見える季節が生まれます。これが8の字の縦方向です。
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原因分解
縦は赤緯、横は均時差
赤緯-22.9°
東京での太陽高度31.4°
均時差-3.7分
距離0.983 AU
時計より太陽が遅い。この設定では軌跡は「非対称な8の字」です。 縦の赤緯と横の均時差が同時に変わると、地上カメラ上で線が交差して8の字になります。
条件現在の地球
地軸の傾きと楕円軌道が両方あるので、非対称な8の字になる。
どう読むか
地上カメラでは、縦方向が太陽の高さの季節変化、横方向が「時計の12:00」と「本当の太陽の南中」のずれです。 毎日同じ時刻に撮ると、太陽は夏に上、冬に下へ動き、さらに日によって左右へずれるため、点列が8の字になります。
重要なのは、地球から見る太陽の位置が「高さ」だけで決まらないことです。 同じ12:00でも、本当の太陽の南中は日によって数分から十数分ずれます。 その横ずれと季節の上下動を同じ紙に描くと、点が戻りながら交差します。
なぜ8の字になるか
地軸が傾いているため、太陽の赤緯は1年で北へ南へ振れます。これが縦方向の動きです。 同時に、地軸の傾きは太陽の見かけの進み方にもゆらぎを作り、横方向にも効きます。 地軸が0°なら、季節による上下動が消えるので8の字にはなりません。
楕円軌道の役割
地球は太陽に近い時期ほど速く、遠い時期ほど遅く動きます。 そのため平均的な時計の時刻と、実際の太陽時がずれます。この横ずれが加わることで、上下対称ではないアナレンマになります。 楕円率を0にすると、この楕円由来の横ずれだけが消えます。
パターン別に見る
傾き0 + 正円
高さも時刻ずれも変わらないので、同じ点に重なる。
傾きだけ
上下動と傾き由来の横ずれが出る。かなりきれいな8の字。
楕円だけ
高さは一定で、早い・遅いだけが動く。横線になる。
3画面の対応
地上カメラ
写真を重ねたときに見える結果。観測者が直接見る8の字。
俯瞰カメラ
同じ日の地球の位置。太陽が焦点にあり、地球は楕円軌道上を動く。
原因分解
縦の赤緯と横の均時差を数値化。2つの原因が足し合わさる様子を見る。