均時差を語る。

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均時差とは

太陽が
南中してから次に南中するまでの時間は24時間
だと思っている人がいるが、これは誤解である。

ある時期は24時間以上かかるし、別の時期には24時間かからない。
太陽の南中から次の南中までの時間は、時期によって異なるのである。

一年を通して、「南中から次の南中までの時間」を平均すると24時間になる。
平均が24時間なのであって、毎日24時間なのではない。

地球の軌道は楕円である。
そのため公転速度は一定でない。
さらに、地球の自転軸は、軌道面に対して傾いている。

これらの効果によって「南中から次の南中までの時間」が24時間からずれるのだ。
実際に測ってみると、最大で17分程度、24時間よりも長くなる時期がある。
反対に14分程度、短い時期もある。

「南中から次の南中までの時間」が24時間からズレている量を均時差という。
均時差は一年を通して変化する。

平均太陽日と視太陽日

かつて、「太陽が南中してから次に南中するまでの時間」を1日と決めた。
太陽の南中は、観測によって知ることができる。
太陽の見た目の動きで測った1日の長さを「視太陽日」という。

当然、視太陽日は一年を通じて変化する。

これに対して、視太陽日の長さを一年を通じて平均したものを平均太陽日という。

仮に地球の軌道が完全な円であり、地球の自転軸が公転面に垂直だったとしよう。
この場合、視太陽日の長さは、一年を通して一定になるはずだ。

このように仮定して決めた、1日の長さが「平均太陽日」なのだ。

均時差とは、視太陽時と平均太陽時の差なのである。

アナレンマ

一年間を通じて、毎日同じ時刻に太陽を撮影したらどうなるだろうか？
均時差の影響で、同じ時刻でありながら太陽の位置が少しずつ変化している様子が写真に写る。

これらの写真を合成すると、太陽の位置は「8」を描くように変化しているのが分かる。
この現象をアナレンマという。

出展：APOD

アナレンマの「8」の形は撮影する緯度によっても変化する。

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