Si observem al sol cada dia a la mateixa hora al cap d'un any sencer veurem com, superposant les fotos, fa una forma d'un 8. A això se'l coneix com analema i que és degut a la inclinació de l'eix terrestre i la translació de la Terra en una òrbita lleugerament el·líptica.
En aquest article explicarem en què consisteix el fenomen conegut com a analema, les seves característiques i importància.
Què és una analema
Un analema és un terme que s'utilitza en astronomia i geografia per referir-se a una figura en forma de vuit (8) que es forma quan es registren les posicions del Sol al cel a la mateixa hora del dia i al mateix lloc al llarg d'un any. Aquest patró en forma de vuit és degut a la inclinació de l'eix de la Terra ia la seva òrbita el·líptica al voltant del Sol.
L'analema es compon de dos components principals: el component nord i el component sud. El component nord és la part superior del «vuit» i mostra les posicions del Sol durant el període de primavera i estiu a l'hemisferi nord, quan el Sol es troba més alt al cel. El component sud, d'altra banda, correspon al període de tardor i hivern a l'hemisferi nord, quan el Sol es troba més baix al cel.
Aquest fenomen és el resultat de la combinació de dos moviments de la Terra: la inclinació del seu eix i la seva òrbita el·líptica al voltant del Sol. La inclinació de l'eix de la Terra causa que el Sol aparegui en diferents posicions al cel al llarg del any, mentre que l'òrbita el·líptica fa que la Terra es mogui a diferents velocitats al llarg de la seva òrbita, cosa que també afecta la posició aparent del Sol.
L´analema és una representació gràfica de l´equació del temps, que és la diferència entre el temps solar real i el temps solar mitjà. Aquesta diferència és perquè l'òrbita de la Terra no és perfectament circular, i la velocitat a què es mou al voltant del Sol varia al llarg de l'any. Per tant, l'analema és una manera visual de mostrar com el temps solar real pot variar en relació amb el temps solar mitjà al llarg de l'any.
Una mica d'història
Ja a l'Edat Mitjana era necessari determinar el moment de l'equinocci per determinar els primers equinoccis, i aquest any [1475] Paolo del Pozzo Toscanelli va calcular el disseny dels primers meridians, que no només proporcionaven als esdeveniments del migdia gran precisió, però també es pot determinar l'època de l'any.
Aquest meridià va ser construït a la Catedral de Santa Maria del Fiore a Florència, Itàlia. El meridià es va construir amb tires de marbre a terra i es va obrir un forat a la paret sud per permetre que un punt lluminós el travessés per indicar la data de l'any a l'escala. Aquest procediment de construcció del meridià es coneixia com a analema.
Els avenços mecànics del segle XVIII van fer que els rellotges mecànics fossin cada cop més precisos i, amb l'arribada del rellotge de pèndol, va ser possible mesurar els minuts amb gran precisió. En aquest punt, comença a aparèixer la diferència entre el temps solar mesurat per rellotges solars i el temps civil mesurat mecànicament per rellotges mecànics convencionals, que ve donat per l'equació del temps. Probablement va ser al voltant d'aquesta data quan el terme analema es va anar confonent, passant d'un procediment cronològic a una representació a l'espai gràfic.
Patró que segueix
Com que l'eix de la Terra està inclinat en un angle de 23,4 graus, la posició del Sol al cel sembla canviar a mesura que la Terra completa la seva rotació al voltant del Sol. A mesura que la Terra orbita al voltant del Sol sobre el seu eix inclinat, la posició percebuda del Sol al cel canvia cap amunt i cap avall en direcció Nord-Sud. Això dóna com a resultat la formació del patró de figura a 8 que consta de dos bucles.
Durant l'estiu, hi ha la part superior de la figura de l'analema. A mesura que avança l'estiu, el Sol puja gradualment cap al cel i finalment arriba al cim durant el solstici d'estiu. Després del solstici d'estiu, la ubicació percebuda del Sol comença el descens al cel, produint el bucle inicial al patró. Aquest fenomen també es replica a la temporada d'hivern, cosa que resulta en la creació del segon bucle a la trajectòria en forma de vuit.
Suposant que l'òrbita de la Terra fos el·líptica, però sense cap inclinació axial, l?analema solar adoptaria una forma ovalada. L'analema, vist des de l'equador, seria una línia recta que corre horitzontalment d'oest a aquest.
En cas que l'òrbita de la Terra fos circular, la seva inclinació axial produiria una corba d'analema de figura 8 que és perfectament simètrica en mida tant per als bucles superiors com per als inferiors. Això no obstant, aquesta no és una representació precisa. L'òrbita de la Terra és el·líptica i el Sol està descentrat de la seva trajectòria. Aquesta discrepància dóna com a resultat que un punt del camí, anomenat Periheli, estigui més a prop del Sol que l'altre punt, anomenat Afeli.
Com es genera l'analema
La velocitat de rotació de la Terra al voltant del Sol varia segons la seva posició a la seva trajectòria orbital. Quan el planeta està al punt més proper al Sol, conegut com a periheli, que passa al voltant del solstici dhivern, es mou a un ritme més ràpid. Per contra, quan la Terra està al punt més allunyat del Sol, Afelio, es mou a un ritme més lent. Aquest fenomen dóna com a resultat una meitat inferior de la corba aplanada.
La corba d´analema mostra un patró diferent entre els hemisferis nord i sud. A l'hemisferi nord, la part inferior de la corba forma el bucle més ample, mentre que a l'hemisferi sud, la part superior de la corba forma el bucle més ample.
Aquells que observin l'analema al Pol Nord seran testimonis únicament de la curvatura superior, mentre que aquells al Pol Sud només veuran la porció inferior de l'Analema. Cal assenyalar que l'orientació de l'analema canviarà depenent de la ubicació específica de l'observador a la superfície de la Terra. Cada planeta del nostre sistema solar té un propi analema individual.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre què és l'analema i les seves característiques.