Od czasu, kiedy Słońce pojawi się na horyzoncie lub spotka je w swoim położeniu, do czasu, kiedy będzie w pełni widoczne lub już nie będzie widoczne w swoim położeniu, ile czasu mija? Po drugie, czy jest miejsce na świecie, w którym wschód / zachód zachodzi w ciągu kilku dni? Oznacza to, że od momentu, kiedy zaczyna pojawiać się za horyzontem, aż będzie w pełni widoczny, mija kilka dni bez interwencji nocy (i tak samo z zachodem słońca)?
15
Odpowiedzi:
Czas, jaki zajmuje, zależy od różnych czynników: główny kąt, jaki ścieżka słońca robi z horyzontem, jest główny, chociaż wpływają również efekty optyczne wywołane przez atmosferę.
Zasadniczo im bliżej równika żyjesz, tym bardziej stromy jest kąt, a więc szybszy jest zachód słońca.
Za pomocą Stellarium wykonałem kilka testów:
Wydaje się, że w najbardziej zaludnionych regionach zachód słońca trwa od 2 do 5 minut.
O tej porze roku są miejsca w pobliżu koła antarktycznego, w których słońce tylko częściowo zachodzi, a następnie wschodzi ponownie. A na biegunie każdego dnia słońce porusza się po niebie w poziomych okręgach. Latem jest stałe słońce, gdy zima się zbliża, słońce zbliża się do horyzontu, a następnie zachodzi przez kilka dni. (Randall oblicza od 38 do 40 godzin na blogu, do którego prowadzi Barry)
źródło
Jak zauważono w http://aa.quae.nl/en/antwoorden/zonpositie.html#14 długość wschodu / zachodu słońca waha się od około 128 / cos (szerokości geograficznej) sekund przy równonocy do około 142 / cos (1,14 * szerokości geograficznej) ) w czasie przesilenia.
Mówiąc dokładniej, oto długość wschodu / zachodu słońca na różnych szerokościach geograficznych:
Powyżej 65 stopni szerokości geograficznej północnej lub południowej słońce nie wschodzi ani nie zachodzi codziennie, a długość wschodu / zachodu słońca znacznie wzrasta.
Dane wykreślone powyżej to długość wschodu słońca, ale długość zachodu słońca jest bardzo podobna.
Wszystkie obliczenia dla tego programu zostały wykonane za pomocą tego programu:
https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/bc-solve-astro-12824.c
Surowa produkcja czasów wschodu / zachodu słońca:
https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/sun-rise-set-multiple-latitudes.txt.bz2
Możesz sprawdzić te wyniki pod adresem : http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php
Najdłuższy wschód słońca, jaki znalazłem w 2015 roku, miał 89 stopni, 51 minut szerokości geograficznej południowej i 125 stopni długości wschodniej. Tam słońce zaczyna wschodzić 20 września 2015 o 2352, kołysze się nieco w górę iw dół (ale nigdy nie zachodzi), a na koniec kończy wschodzić 43 godziny i 21 minut później, 22 września 2015 roku w 1913 roku, ale patrz zastrzeżenie na końcu ta odpowiedź.
Możesz to „zweryfikować”, odwiedzając najpierw http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php za pomocą tych parametrów:
uzyskać:
Pamiętaj, że 20 września słońce wschodzi o 2352 roku i nie zachodzi przez resztę roku, co potwierdza godzinę rozpoczęcia wschodu słońca.
Weryfikacja czasu zakończenia jest trochę trudniejsza. Aby to zrobić, odwiedź http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi z następującymi parametrami:
uzyskać:
Średnica kątowa Słońca wynosi około 32 minut łukowych, więc dolna kończyna Słońca znajduje się 16 minut łukowych poniżej środka Słońca. Kiedy środek Słońca ma wysokość geometryczną -18 minut łukowych (-0,3 stopnia), kończyna dolna ma wysokość geometryczną -34 minuty łukowe. Ponieważ załamanie w pobliżu horyzontu wynosi również 34 minuty łukowe, kończyna dolna Słońca unosi się, gdy geometryczna wysokość Słońca wynosi -0,3 stopnia.
W powyższej tabeli dzieje się to między 1914 a 1915 rokiem, ale mój program używa nieco dokładniejszych danych dla średnicy kątowej Słońca, a Słońce faktycznie kończy wschodzenie między 1913 a 1914 rokiem (i bliżej 1913 roku).
Następnie możesz lecieć prawie do połowy świata do szerokości geograficznej 89 stopni 51 minut i długości geograficznej -19 stopni, aby zobaczyć najdłuższy o 1 minutę zachód słońca, który rozpoczyna się 23 września 2015 o 2128 i kończy 25 września 2015 o 1648, długość 43 godzin i 20 minut.
W takim przypadku użyłbyś http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php, aby zweryfikować godzinę zakończenia zachodu słońca, oraz HORIZONS, aby zweryfikować godzinę rozpoczęcia zachodu słońca.
Wschody i zachody polarne są znacznie krótsze:
Na biegunie północnym słońce zaczyna wschodzić 18 marca 2015 r. W 2015 r., A kończy wschodzić 20 marca 2015 r. O godzinie 0441, o długości 32 godzin i 26 minut.
Na biegunie południowym słońce zaczyna zachodzić o 21 marca 2015 r. O 1650 r., A kończy o 23 marca 2015 r. O godzinie 0117, czyli o długości 32 godzin i 27 minut.
Na Biegunie Południowym słońce zaczyna wschodzić 21 września 2015 r. O godzinie 0508, a kończy wschodzić o 22 września 2015 r. O godzinie 1400, długości 32 godzin i 52 minut.
Na biegunie północnym słońce zaczyna zachodzić o godzinie 24 września 2015 r. O godzinie 0243, a kończy o zachodzie słońca o 25 września 2015 r. O godzinie 1131, o długości 32 godzin i 48 minut.
Główne zastrzeżenie: Podobnie jak w przypadku HORYZONTÓW i tabel wschodu / zachodu powyżej, zakładam 34 minuty kątowe załamania światła na horyzoncie. Jest to rozsądne w przypadku większości lokalizacji, ale może być nieuzasadnione w pobliżu bieguna, gdzie występują najdłuższe wschody i zachody słońca. W szczególności załamanie może zmieniać się gwałtownie na tych szerokościach geograficznych, umożliwiając potencjalnie znacznie dłuższe wschody i zachody słońca.
Teraz uważam, że http://what-if.xkcd.com/42/ jest niedokładny i wyślę ping do autora, aby go powiadomić.
źródło
OK, zacznijmy od najprostszego matematycznego podejścia do zilustrowania ścieżki do w pełni analitycznej odpowiedzi. Słońce ma szerokość kątową 32 minut kątowych do dowolnego punktu na ziemi. To jest 32/60 lub 0,533 stopni łuku lub rozpiętości kątowej. Załóżmy, że dla tego pierwszego przybliżenia Ziemia nie ma 23 stopni nachylenia. Następnie, gdy drugie przybliżenie pozwala założyć, że Ziemia obraca się wokół Słońca w ciągu 24 godzin, nadal jesteś na równiku. Nasze obliczenia są następujące;
0,533 stopni / 360 stopni) = (godziny zachodu słońca / 24 godziny).
Rozwiązuj godziny zachodu słońca, a dostaniesz
24 godziny X (0,533 / 360) = 0,0355 godziny, czyli
0,0355 godz. X 60 min / godz. = 2,13 minut, co oznacza
2,13 min X 60 s / min = 128 sekund
OK, teraz jest to tylko przybliżenie pierwszego rzędu i wyjaśnia minima miłych wykresów wcześniej podanych.
Pierwszą i trywialną poprawką byłoby zauważenie, że 24-godzinne założenie nie jest dokładne, stąd lata przestępne! Poza tym mamy 23:56 rocznie. To da ci 127,56 sekundy na zachód słońca.
Prawdziwym rozwiązaniem dla głębokich nurków jest zrozumienie, że szerokość kątowa słońca na niebie wynosi 32 minuty kątowe, ale tylko na jeden moment w czasie dla dowolnego punktu na Ziemi. Zatem następnym obliczeniem będzie całkowanie na średnicy ziemi, aby uwzględnić szerokość kątową, którą przemierzacie podczas czasu zachodu słońca. Ty, obserwator, poruszasz się, obracając się z powierzchnią Ziemi, a zatem rozkładasz pozorny rozmiar kątowy Słońca do tego stopnia, że poruszasz się podczas tego okresu zachodu słońca, a to doda czasu do okresu zachodu słońca.
To jest łatwiejsza strona tego wszystkiego. Kolejne obliczenia dodałyby geometryczną korektę szerokości geograficznej, w której znajduje się obserwator. Wprowadza to obserwatora poziomą względną składową ruchu Słońca, co znacznie wydłuża czas, gdy nie przebywa się w równonocy letniej lub zimowej. (Wcześniejsze obliczenia miały Słońce bezpośrednio prostopadle do obrotu Ziemi.) W nazwanych układach Ziemskie Słońce efekt ten jest minimalizowany w pozycjach równonocy ziemskiego układu słonecznego i asymptoty w stosunku do wcześniejszych obliczeń, jeśli ktoś znajduje się na równiku i w czasie równonocy dwa razy w roku. Znów dobrze to widać na wykresach poprzednich odpowiedzi.
Mam nadzieję, że pomogą ludziom zrozumieć podstawowe podstawy matematyki i geometrii, które muszą zostać wprowadzone w życie.
Żadne kalkulatory nie są dozwolone i nadal możesz się tam dostać.
źródło
Średnica Słońca wynosi ½ stopnia na 360, sądzę, że to 2 minuty. Bardzo nawet dokładnie dwa, ponieważ podział czasu na minuty, bardzo bardzo dawno temu, został zaprojektowany z ruchem Słońca jako jego podstawy.
źródło