O fotografii

Analemma to pojęcie z astronomii, określa ono krzywą przypominającą ósemkę, otrzymaną po naświetleniu Słońca w tym samym miejscu na Ziemi, w kolejnych dniach, o tej samej godzinie. Powstaje ona w wyniku ruchu Ziemi wokół Słońca, oraz nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny orbity. Najwyższy punkt analemma osiąga latem, a najniższy zimą. Punkty te odpowiadają obu przesileniom – letniemu i zimowemu. Natomiast zmienianie się długości dnia w roku ma wpływ na rozmieszczenie kolejnych punktów w analemmie. Kształt ósemki zależy oczywiście też od szerokości geograficznej. Eliptyczność orbity Ziemi i zmieniająca się prędkość poruszania się po orbicie, mają wpływ na przesunięcie kształtu analemmy. Ziemia niejednostajnie obiega Słońce, latem będąc dalej od Słońca krąży wolniej niż zimą. W wyniku tego letnia część ósemki jest mniejsza niż zimowa. Na innych planetach Układu Słonecznego, kształt analemmy się zmienia. Inny kształt jest wynikiem różnego nachylenia poszczególnych planet do osi Słońca oraz inny kształt ich orbit. Na Mercurym analemma jest niemal prostą linią, na Marsie przybiera kształt łzy, na Jowiszu elipsy, na Saturnie ósemki, ale północna pętla jest tak mała, że bardziej przypomina kształtem łzę, na Uranie, Neptunie i Plutonie również przybiera kształt ósemki.
W marcu 2008 roku unieruchomiłem kamerę otworkową i fotografowałem przez rok na tej samej kliszy Słońce co piętnaście dni. Miałem nadzieję, że obrazy Słońca utworzą na kliszy ósemkę, czyli analemmę.
Zanim dojdziemy do tego co otrzymałem, przeanalizujmy jak dochodzi do tego zjawiska. Wyobraźmy sobie, że to Słońce obraca się wokół Ziemi. Gdyby Słońce przesuwało się ze stałą prędkością po równiku to codziennie o tej samej porze jego obraz wypadałby w tym samym punkcie. Jednak Słońce porusza się po ekliptyce, czyli wielkim kole nachylonym do równika pod kątem +/- 23° 26′ 21448” (23° 26’ latem, a -23° 26’ zimą). Zakładając, że Słońce poruszałoby się w kierunku południowym jednostajnie, jedynie wyżej lub niżej w zależności od pory roku, to o tej samej godzinie analemma byłaby łukiem. Ale tak też nie jest. Natomiast w pełni symetryczną ósemką analemma byłaby, gdyby Słońce poruszało się po elipsie niejednostajnie i w kolejnych dniach znajdowałoby się w lewo lub w prawo względem pozycji z dnia poprzedniego. Centralne skrzyżowanie wypadałoby natomiast w dniach równonocy (wiosną 21 III i jesienią 23 IX), wierzchołki usytuowane byłyby dokładnie nad tym skrzyżowaniem w dniach przesileń (latem 22 VI i zimą 22 XII). Jednak Słońce obiega Ziemię niejednostajnie po elipsie, latem gdy jest dalej, porusza się wolniej niż zimą. W wyniku tego letnia pętla analemmy jest mniejsza niż zimowa. Ponadto asymetria analemmy jest skutkiem tego, że przesilenie zimowe (22 XII) nie pokrywa się z chwilą przejścia Ziemi przez najbliższy Słońcu punkt orbity. Ale to tylko dywagacje typu gdyby. Wiadomym jest, że to Ziemia obiega Słońce i zastanówmy się dlaczego analemma przybiera kształt nierównomiernej ósemki? Wynika to z tego, że Ziemia nachylona jest do osi Słońca o około 23° 26′ oraz że Ziemia porusza się niejednostajnie po ekliptyce wokół Słońca. Powstanie analemmy jest sumą tych dwóch zależności.

Z wykresu analemmy możemy odczytać:
1. czas trwania dnia
2. deklinację Ziemi
3. wysokość Słońca
4. szerokość geograficzną na Ziemi

W 2008 roku przeglądanie stron Internetowych zainspirowało mnie do rozpoczęcia własnej próby wykonania zdjęcia analemmy. Szczególny wpływ miało to, że typowo fotograficznie wykonanych zdjęć analemmy jest kilka. Wiele obrazków na stronach Internetowych jest jedynie wygenerowanymi komputerowo ósemkami i wklejonymi w zdjęcia. Niektóre z nich są nawet przeklejone z innych zdjęć.
Dennis di Cicco w latach 1978-79 naświetlił fotograficznie analemmę, która została opublikowana dopiero w 2000 roku w czasopiśmie „Sky&Telescope”. Ciekawym zdjęciem jest fotografia Franka Zullo z 1990 roku. Fotograf z Arizony specjalizuje się w rejestracji zjawisk astronomicznych.
W latach 1991-96 Nomura Hitoshi wykorzystywał analemmę w pracach artystycznych. Astrofizyk Vasilij Rumyantsev z Krymskiego Obserwatorium Astrofizycznego wykonał ósemkę typowo fotograficznie naświetlając ją w latach 1998-99. H.J.P. Arnold (1932-2006) astrofotograf, naświetlał kliszę aparatem małoobrazkowym. Kolejne to opublikowane w 2000 roku przez Jacka Fishburna i Toma Fullera. Kolejny astrofotograf który zafascynował się analemmą to Anthony Ayiomamitis. Grek w latach 2002-04 wykonał kilka zdjęć ósemki na tle greckich zabytków. Kamery otworkowej w 2004 roku do sfotografowania tego zjawiska użył Steve Irvine. Piękne zjawiska pogodowe na niebie są autorstwa Harald Edensa. Analemmę zarejestrował on w latach 2006-07. W podobnym okresie na drugiej półkuli to samo uczynili Jin Oak i Sang Kyin. Natomiast swoje ósemki w 2007 roku opublikowali Amerykanin Tom Matheson i duet tureckich astrofotografów Tunc Tezel i Cenk Erim Tezel. Ci ostatni zajmują się fotografowaniem zjawisk na niebie, posiadając ogromny zbiór znakomitych astrofotografii. W tym roku (2009) pojawiła się najnowsza zrobiona typowo fotograficznie, wykonana przez Olafura Eliassona. W tym roku opublikowałem próbę mojej analemmy, która niestety pod względem astronomicznym nie jest majstersztykiem i można ją zaliczyć do działań artystycznych.
Zarejestrowanie tego zjawiska jest dość proste, wymaga unieruchomienia aparatu w stałej pozycji na rok i rejestrowaniu cierpliwie o określonej porze dnia, w określonym odstępie dni.
Moje założenia wykonania analemmy były następujące:
1. godzina wykonania naświetlenia pomiędzy 10.00 a 14.00
2. cykl wykonania naświetlania 15 dni /łącznie 24 naświetlenia/
3. aparat kamera otworkowa 4’x5’, klisza 100 ASA
4. ustawienie kamery strona południowa w oknie mojego mieszkania
Wydawało mi się, że w takim cyklu i w takich godzinach będę mógł wykonać poszczególne naświetlenie. Postanowiłem naświetlać dwie klisze jedna po drugiej, następnie wywołując je oddzielnie. Powód, nie byłem pewny obliczeń naświetlenia materiału światłoczułego, ze względu na zachodzący przy tego typu naświetleniu efekt przerywanego naświetlania zaobserwowany przez Karla Schwarzschilda. Jak się okazało problemem okazała się pogoda – zachmurzenie i deszcze, zmieniały dość często cykl mojego naświetlania. Następnym błędem była próba utrzymania naświetlenia o godzinie 12.00, szybko okazało się, że ze względu na mój zawód godzina 10.00 daje mi możliwość powtarzania cyklu rejestracji. Z popełnionych błędów wyciągnąłem oczywiście wnioski i obecnie jestem na etapie naświetlania drugiej serii analemmy, która mam nadzieję wyjdzie o wiele dokładniej.

15 marca 2008 godz. 10.20 i 11.00
27 marca 2008 godz. 10.20
13 kwietnia 2008 godz. 12.00
28 kwietnia 2008 godz. 13.30
15 maja 2008 godz. 12.30
1 czerwca 2008 godz. 11.00
15 czerwca 2008 godz. 10.30
29 czerwca 2008 godz. 11.00
19 lipca 2008 godz. 10.10 i 10.15
31 lipca 2008 godz. 13.15
17 sierpnia 2008 godz. 10.10 i 10.20
30 sierpnia 2008 godz. 11.45
21 września 2008 godz. 10.30
2 października 2008 godz. 10.00
18 października 2008 godz. 10.30
31 października 2008 godz. 10.00
16 listopada 2008 godz. 10.05
30 listopada 2008 godz. 9.50
14 grudnia 2008 godz. 10.50 i 10.55
31 grudnia 2008 godz. 11.33
19 stycznia 2009 godz. 10.55
31 stycznia 2009 godz. 9.50
15 lutego 2009 godz. 10.15
28 lutego 2009 godz. 11.55