Наконец доделал. Подробный рассказ о тонкостях суточного и годового хода солнца по небосклону.
Идея визуализации хода солнца по небу зрела несколько лет. Никак не мог подобрать инструментарий. Наткнулся на отличный по своим простоте и функционалу трёхмерный движок threejs в августе 2015 года, и вот результат.
Просто перечислю моменты, которые затронуты (типа тегов): Гринвич, азимутальная система координат, типы сумерек (гражданские, навигационные, астрономические), небесный меридиан, истинные полдень и полночь, равноденствие и солнцестояние, кульминация солнца, азимуты восхода и захода, истинное и среднее солнечное время, уравнение времени, аналеммы, белые ночи, полярные день и ночь, тропики, экватор («быстрые» сумерки), южное полушарие — ход солнца против часовой стрелки и лето в декабре, часовые пояса, всемирное время, инсоляция с учётом соседних зданий, високосная секунда.
Добавление от 2016-12-27. Попался отличный практический видеоматериал от одного венгра — прямо в тему. 116 тысяч фотографий, по-разному скомпонованных: сначала показан полугодовой ход от зимнего летнего солнцестояния до зимнего и обратно (наподобие фотографий с помощью пинхол-камеры); затем с помощью того же материала показано, как выглядит множество аналемм-«восьмерок». https://www.youtube.com/watch?v=ZS2FvljQXsk
Если хотите самостоятельно покрутить солнечную механику, то это можно сделать здесь.
Ниже — просто технические заметки, для себя.
До того, как наткнуться на threejs, я присматривался к разному софту.
aw/blog/2012/08/stellarium-scripts.html сейчас сайт не отвечает, но яндекс-кеш выдал следующий мой разговор относительно стеллариума
********************* ivan • 8 сентября 2012 г. в 16:44 такой вопрос по стеллариуму: хочу иметь возможность расставлять произвольное количество геостационарных меток по небу. скажем, пометить положение солнца 1 сентября в 12 часов UTC (над 8.03 северной широты и 0.04 западной долготы), причем чтобы метку можно было нарисовать произвольного размера и цвета. соответственно, чтобы при перемещении точки наблюдения по земле эта метка смещалась по небу, оставаясь над заданными координатами земли.
это можно сделать как-то типа сценариями или вроде того?
Александр Вольф • 8 сентября 2012 г. в 17:01 Нет, такого Stellarium не умеет и сценариями такого точно не сделать. На вскидку я бы предположил написание плагина для расстановки меток.
ivan • 8 сентября 2012 г. в 23:09 а как писать плагин? нужно ставить среду разработки (какую?), писать по API, компилировать динамические библиотеки?
Александр Вольф • 8 сентября 2012 г. в 23:23 IDE можно использовать почти любую, но мы предпочитаем QtCreator. Плагины пишутся на C++ — причем можно делать как статические, так и динамические плагины. Подробности есть в нашей вики.
ivan • 9 сентября 2012 г. в 03:22 спасибо *********************
Источник
Как солнце передвигается по небу
Персональный блог. Темы: физика, ход солнца, солнечные часы
Сегодня поставил короткий эксперимент, результат которого был понятен изначально. Важно было другое — сделать всё настолько просто, чтобы любой мог это повторить.
Сначала немного расчётов. Диаметр Солнца = 1.39e9 м. Примечание: это означает 1.39*10^9 м. Делим на текущее расстояние до Солнца 1.52e11 м (нынче же афелий — максимальная удалённость от нашей звезды), получаем 0.009145 рад (промежуточные ответы округляю до приличного вида), то есть 0.524 градуса — это текущий угловой диаметр диска солнца. Склонение солнца нынче 23 градуса, то есть его скорость не 15 градусов в час, как в дни равноденствий, а в 1/cos(23) раз меньше, то есть 13.81 град/час. Итого солнце проходит угловое расстояние, равное своему диску, за 0.524/13.81 = 0.037947 часа = 136.6 сек = 2мин 17сек.
В дни равноденствия расстояние около 149.5 млн км, скорость по небу 15 град/час ровно (с хорошей точностью), итого диаметр диска 0.5327 градуса, и расстояние диска солнце проходит за 127.9 сек = 2мин 8сек.
А к новому году имеем перигелий — ближайшее расстояние до солнца — 147.1 млн км, диаметр диска 0.5414 градуса, и диск съезжает за 141 сек = 2мин 21сек.
Уравнение времени можно не учитывать, поскольку это по максимуму 0.5 мин за сутки, то есть не более 50 мс погрешность за 2 минуты — она будет незаметна в моих расчётах.
А теперь собственно эксперимент. Находим бинокль и штатив, ставим штатив, удивляемся отсутствию ответной дырки в бинокле, но не унываем и приматываем бинокль веревкой, попутно закрыв одну из труб (иначе будет мешаться вторым изображением), и направляем бинокль на солнце, пока не получим изображение солнца на удалённом листке.
Получится что-то такое:
Затем обводим диск солнца сподручными средствами и фотографируем (лучше весь процесс заснять на статичной видеокамере, чтобы точка зрения не уплывала; см. ниже дополнение от 2017-01-29).
А затем ждём когда диск солнца сползет до момента, пока не коснётся обведённого прежде контура:
Собственно всё. Вычисляем разницу 20160701_150855 минус 20160701_150634 (имена файлов содержат дату-время), получаем 2 минуты 21 секунду. Вполне похоже на вышеозначенные 2 минуты 17 секунд.
Какие выводы можно сделать из серии таких экспериментов.
1. Диск солнца с хорошей точностью (плюс-минус 1.7%) имеет один и тот же диаметр в любой точке неба для любого наблюдателя с любой точки Земли (не считая сплющивания солнца по вертикали около горизонта из-за рефракции). Проверить это можно, если наводить вышеописанную конструкцию на солнце и размещать экран на одном и том же расстоянии от бинокля (желательно перпендикулярно оси экран-солнце во избежание искажений).
2. Диск солнца съезжает по небу на свой собственный размер за время от 2:08 до 2:21 (то есть 2:14 плюс-минус 5%). В любое время года. Причём тут уже для проверки перпендикулярность экрана не важна, главное — зафиксировать начальное положение и дождаться смещения диска на свой размер (в сторону смещения) до касания обведённого изображения.
Видеопрезентация «Как солнце по небу ходит»
