Wolframのソフトウェア研究者、Jeffrey Bryantによる2017年の総日食の準備をしましょう | Alpha Scientific Content。
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2017年8月21日に、西半球の一部の地域でイベントが発生します。これは、ほとんどの人が人生を通して見たことがないものです。 皆既日食は、米国の表面と周囲の海をカバーします。 このタイプの日食は世界中で珍しいことではありませんが、これがあなたの隣で起こる可能性は非常に小さく、そしてもちろん、あなたが定期的に世界中を旅しない限り、しばしばあなたの人生で一度だけ起こります。 今年、皆既日食は、48大陸の州のほとんどの人にとって、車が移動できる許容距離になります。
皆既日食は、地球上の観測者の視点から見た、太陽の前での月の動きの結果です。 次の図に示すように、月の影は非常に小さく、小さな領域でのみ地球の表面に接触します。
Wolfram 3Dグラフィックスを使用して、このイベントのより現実的な視覚化を作成できます。 まず、テクスチャを使用して地球をよりリアルにします。
次のように、回転した球面にテクスチャを適用します。
地球の影を円錐として提示します。
月は、モデルの中心からオフセットした単純な球体（ Sphere ）として表すことができ、その軌道は単純な点線の3Dパスです。 月の軌道は時間内に歳差運動を経験するため、両方のオブジェクトはモデルのパラメーターを介して設定されます。 影を必要な線に合わせるために、これらの関数に値を伝えることができると便利です。
地球の影のように、月の影を円錐として提示します。
最後に、注釈として使用する追加のモデル要素をいくつか作成します。
次に、モデルを組み立てるだけです。 月が太陽と同じ軸上にあるようにしたいので、これを達成するために、パラメータの1つに値0°を使用します。 影が北アメリカに落ちるように軌道歳差運動を説明するために、2番目のパラメーターに70°の値を使用します。 残りはスタイリング情報です。
これは、軌道の円軌道からの逸脱により、月が他の時間よりも地球から遠くにあることがあることを意味します。 また、軌道の傾斜により、地球と太陽の軌道の平面の上または下にある可能性があることも意味します。 通常、月が地球と太陽の「間」を通過するとき、地球の表面上の観測者の視点から見ると、太陽は「上」または「下」にあります。 他の効果はジオメトリに影響しますが、ジオメトリは時々うまく構築され、月は実際に太陽の円盤の一部またはすべてをブロックします。 2017年8月21日に、ジオメトリは「ちょうどいい」ものになり、地球上の一部の場所では月が太陽の少なくとも一部を覆います。
日食の幾何学を示すことに加えて、Wolfram言語、すなわちGeoGraphics関数を使用して、日食が見られる場所を示すさまざまなマップを作成することもできます。 少しのコードを書くことで、詳細な結果を得ることができます。 たとえば、 SolarEclipseの機能とGeoGraphicsを組み合わせて、2017年の日食の進路を確認できる場所を示すことができます。 皆既日食は、米国中部を横切る狭い帯域で見ることができます。
では、どの州で皆既日食が見られるでしょうか？ 次の例を使用して、これを判断できます。 最初に、次の日食の完全なフェーズに対応するポリゴンを抽出します。
特定の状態を拡大して詳細を確認するとします。 このレベルでは、皆既日食と中心線の経路にのみ関心があります。 もう一度、 SolarEclipseを使用して必要な要素を取得します。
次に、単にGeoGraphicsを使用して、問題の状態のマップ（この場合はワイオミング州）を生成します。
Wolfram Data Repositoryを使用して、さまざまな場所での日食時間など、日食に関する追加情報を取得できます。
このデータを使用して、Eclipseパスに沿ったさまざまなポイントの注釈付きタイムスタンプを作成できます。
次に、要素を結合します。
もちろん、日食が発生しても、それを証明できる保証はありません。 天気が悪い場合、日中に暗くなることがわかります。 WeatherDataを使用して、8月21日に曇りが予想される地域を予測することができます。 次の例は、Wolframコミュニティによる同様の出版物に基づいています 。
次のコードは、日食ポリゴンの境界と交差するすべての地区を取得します。
ほとんどの作業では、2001年から2016年までの各年の8月21日の各地区の「 CloudCoverFraction 」値を推定し、各地区の平均値を求めます。
次に、 GeoRegionValuePlotを使用してこれらの値をプロットします。 一般に、この経路に沿ったほとんどの地域では、履歴データに基づいて8月21日の曇りの可能性が比較的低いようです。
2017年8月21日の皆既日食は笑い事ではありません-その道はアメリカの広い領土を通過するからです。 がんばってください！ 日食を見るために必要な注意事項を守り、メガネを着用してください。 お子様がすでに学校に通っている場合は、このテーマに関する活動を計画しているかどうかを確認してください。 皆既日食に近い場所では交通渋滞が非常に激しくなる可能性があるため、事前に計画してください。 楽しい時間をお過ごしください！
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