为什么全年的太阳轨迹会像个8字形的?

最近看天文摄影
其中有一种摄影就是在一年之中
每隔几天
在固定的地点固定的时间以固定的视角
记录太阳的位置
最后就会得到一张8字形的太阳轨迹图
如图:


(据说这是最早的一张全年太阳轨迹图)

为什么会是8字形的轨迹呢???
难道不应该是直线的么???
还有那个中间的交叉点是什么时候???
难道是春分秋分么???
希望大家帮忙解答............

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8个答案
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傅里叶变黄油猫软件工程师,应用数学专业

2013-04-10 22:16

地球的轨道是椭圆,公转的角速度在近日点(1月)附近快,远日点(7月)附近慢。因此,1月前后,每天太阳同一时间都往东一点(迟一点日出),7月前后则每天往西一点(早一点日出),大概2月12日太阳在最东,11月3日在最西。

由于黄赤夹角,太阳会南北移动是众所周知,太阳12月22/23在最南,6月21/22在最北。

两者的共同作用,就成了这个8字型。


另外,从上图可以看出,在远日点前后,太阳位置会往回走一点,所以是个8字而不是O字,这个涉及比较复杂的几何计算,大体可以这么理解:远日点处由于运动方向垂直于地日连线,所以尽管线速度最慢,但角速度反而比远日点前后更快一些。有兴趣就进 @Topp 给出的维基百科-均时差看看,很详尽。

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Topp天文研究生,摄影爱好者

2013-04-11 00:29

是因为地球绕太阳的轨道不是正圆而是椭圆,所以地球绕太阳的运动就不是匀速而是变速。这样一年之中太阳两次上中天的时间是不相等的。这就导致了平太阳时和真太阳时的偏差。

具体可以参考:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9D%87%E6%99%82%E5%B7%AE

太困了,要是看不懂,明天细说吧……

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支持者: JOKER_53908

地球公转轨道所在面叫黄道面,地球的赤道与地轴相交处所在平面叫赤道面。两面之间的黄赤交角为23度26分。由于有这个角度,一年中,太阳在地球上的直射点在南北回归线之间移动。觉得与太阳直射点相似,一年中,在同一地点同一时间感觉太阳的位置是变化的。如果地球的运行轨迹是圆形的,那么太阳的轨迹会是一条曲线;现实中,地球的运行轨迹是椭圆,太阳的轨迹就是两条不重合的曲线,这两条曲线会有共同的起点与终点,大概就成8字状了。

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网页看了
但是读起来很生涩
不好意思.......

另外还有个问题问漏了:
如果在南半球、北半球分别对应的纬度上拍摄这样的太阳轨迹图
这两张图是一样的呢还是对称的呢(也就是像那种镜面对称的那种图,翻转180度那样的)
如果在赤道上拍,又会是怎样的景象呢????

麻烦了.......

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我是在果壳看到过关于太阳轨迹的文章。后来上班路上,无意中发现,相近的时间相近的位置,不同的季节,太阳明显在不同的位置。我似乎已经看出“8”字的趋势了。

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Uhuru天体物理,软件工程师

2013-08-18 01:47

产生8字形的主要因素是黄赤交角以及椭圆轨道,以前者为主。
这个问题可以参考水木天文版的这个讨论串:

有啥软件或者网站能直观的演示地球公转自转四季变化的?

重点摘要:

因为日常钟点是以在天赤道上做匀速圆周运动的假想的平太阳为参考的,
按定义日中12点时分这个平太阳刚好升到最高点,也就是上中天的位置。
但是真太阳的运行轨道也就是黄道并不与天赤道平行,而是有一定夹角,
而且由于是椭圆轨道其角速度也不均匀,这两个因素共同导致真太阳在
天赤道上的投影运动时快时慢,在夏至冬至附近最快,春分秋分附近最慢。
因此日中12点时分所看到的真太阳相对平太阳的位置总是或前或后,
这种前后位置变化的周期为半年,而上下位置变化(即季节)的周期为一年,
两个运动合成的效果就是8字形了


真太阳日 = 2π/(地球自转角速度 - 真太阳在天赤道上投影角速度)

在至点真太阳的运动平行于赤道面,且距天轴最近,故在天赤道的投影速度最快http://www.newsmth.net/bbstcon.php?board=Astronomy&gid=117711

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做作业是不分白天和黑夜的。。。。。。

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