太陽が地平線に現れる、またはその設定でそれと出会ってから、その設定で完全に見える、またはもはや見えなくなるまで、どれくらいの時間が経過しますか?第二に、数日間にわたって日の出/日の入りが起こる場所は世界にありますか?つまり、地平線上に現れ始めてから完全に見えるようになるまで、数日間の期間が夜の介入なしに過ぎます(そして日没の反対も同じです)。
太陽が地平線に現れる、またはその設定でそれと出会ってから、その設定で完全に見える、またはもはや見えなくなるまで、どれくらいの時間が経過しますか?第二に、数日間にわたって日の出/日の入りが起こる場所は世界にありますか?つまり、地平線上に現れ始めてから完全に見えるようになるまで、数日間の期間が夜の介入なしに過ぎます(そして日没の反対も同じです)。
回答:
所要時間はさまざまな要因に依存します。太陽の進路が地平線となす角度が主な角度ですが、大気による光学的効果も影響を及ぼします。
一般的に、あなたが住んでいる赤道に近いほど、より急な角度になり、日没が速くなります。
Stellariumを使用して、いくつかのテストを行いました。
人口の多い地域では、日没に2〜5分かかります。
この時期の南極圏に近い場所では、太陽が部分的に沈み、再び昇るだけの場所があります。そして、ポールでは、太陽は毎日空の水平円を動き回っています。夏になると恒久的な太陽があり、冬に近づくと地平線に近づき、数日かけて沈みます。(Randallは、Barryがリンクしているブログで38〜40時間を計算しています)
http://aa.quae.nl/en/antwoorden/zonpositie.html#14に記載されているように、日の出/日没の長さは、分点での約128 / cos(緯度)秒から約142 / cos(1.14 *緯度) )至点で。
より具体的には、さまざまな緯度での日の出/日の入りの長さは次のとおりです。
北緯または南緯65度を超えると、太陽は毎日昇ったり沈んだりせず、日の出/日の入りの長さが大幅に長くなります。
上記のデータは日の出の長さですが、日没の長さは非常に似ています。
このプログラムのすべての計算は、このプログラムで行われました。
https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/bc-solve-astro-12824.c
日の出/日の入り時間の生の出力:
https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/sun-rise-set-multiple-latitudes.txt.bz2
これらの結果は、http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.phpで確認できます。
2015年に見つけた最長の日の出は、南緯89度51分、東経125度でした。そこで、太陽は2015年9月20日の2352年に昇り始め、少し上下しますが(完全に沈むことはありません)、最終的に43時間21分後、2015年9月22日の1913年に昇りますが、最後に警告が表示されますこの答え。
これらのパラメーターを使用して、最初にhttp://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.phpにアクセスすると、これを「検証」でき ます。
取得するため:
Sun or Moon Rise/Set Table for One Year
o , o , Astronomical Applications Dept.
Location: E125 00, S89 51 Rise and Set for the Sun for 2015 U. S. Naval Observatory
Washington, DC 20392-5420
Universal Time
Jan. Feb. Mar. Apr. May June July Aug. Sept. Oct. Nov. Dec.
Day Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set
h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m
01 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
02 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
03 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
04 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
05 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
06 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
07 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
08 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
09 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
10 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
11 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
12 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
13 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
14 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
15 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
16 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
17 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
18 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
19 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
20 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- 2352 **** **** **** **** **** ****
21 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
22 **** **** **** **** 1842 1614 ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
23 **** **** **** **** 0708 ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
24 **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
25 **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
26 **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
27 **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
28 **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
29 **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
30 **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
31 **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** ****
(**** object continuously above horizon) (---- object continuously below horizon)
太陽は9月20日の2352で昇り、その年の残りの期間は設定されず、日の出の開始時刻を確認します。
終了時間を確認するのは少し面倒です。これを行うには、次のパラメーターを使用してhttp://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgiにアクセスし ます。
取得するため:
Revised : Jul 31, 2013 Sun 10
PHYSICAL PROPERTIES (revised Jan 16, 2014):
GM (10^11 km^3/s^2) = 1.3271244004193938 Mass (10^30 kg) ~ 1.988544
Radius (photosphere) = 6.963(10^5) km Angular diam at 1 AU = 1919.3"
Solar Radius (IAU) = 6.955(10^5) km Mean density = 1.408 g/cm^3
Surface gravity = 274.0 m/s^2 Moment of inertia = 0.059
Escape velocity = 617.7 km/s Adopted sidereal per = 25.38 d
Pole (RA,DEC in deg.) = 286.13,63.87 Obliquity to ecliptic = 7 deg 15'
Solar constant (1 AU) = 1367.6 W/m^2 Solar lumin.(erg/s) = 3.846(10^33)
Mass-energy conv rate = 4.3(10^12 gm/s) Effective temp (K) = 5778
Surf. temp (photosphr)= 6600 K (bottom) Surf. temp (photosphr)= 4400 K (top)
Photospheric depth = ~400 km Chromospheric depth = ~2500 km
Sunspot cycle = 11.4 yr Cycle 22 sunspot min. = 1991 A.D.
Motn. rel to nrby strs= apex : RA=271 deg; DEC=+30 deg
speed: 19.4 km/s = 0.0112 AU/day
Motn. rel to 2.73K BB = apex : l=264.7+-0.8; b=48.2+-0.5
speed: 369 +-11 km/s
Results
*******************************************************************************
Ephemeris / WWW_USER Fri Jan 1 21:49:19 2016 Pasadena, USA / Horizons
*******************************************************************************
Target body name: Sun (10) {source: DE431mx}
Center body name: Earth (399) {source: DE431mx}
Center-site name: (user defined site below)
*******************************************************************************
Start time : A.D. 2015-Sep-22 19:00:00.0000 UT
Stop time : A.D. 2015-Sep-22 20:00:00.0000 UT
Step-size : 1 minutes
*******************************************************************************
Target pole/equ : IAU_SUN {East-longitude +}
Target radii : 696000.0 x 696000.0 x 696000.0 k{Equator, meridian, pole}
Center geodetic : 125.000000,-89.850000,7.057E-13 {E-lon(deg),Lat(deg),Alt(km)}
Center cylindric: 125.000000,16.7540774,-6356.730 {E-lon(deg),Dxy(km),Dz(km)}
Center pole/equ : High-precision EOP model {East-longitude +}
Center radii : 6378.1 x 6378.1 x 6356.8 km {Equator, meridian, pole}
Target primary : Sun
Vis. interferer : MOON (R_eq= 1737.400) km {source: DE431mx}
Rel. light bend : Sun, EARTH {source: DE431mx}
Rel. lght bnd GM: 1.3271E+11, 3.9860E+05 km^3/s^2
Atmos refraction: NO (AIRLESS)
RA format : HMS
Time format : CAL
RTS-only print : NO
EOP file : eop.160101.p160324
EOP coverage : DATA-BASED 1962-JAN-20 TO 2016-JAN-01. PREDICTS-> 2016-MAR-23
Units conversion: 1 au= 149597870.700 km, c= 299792.458 km/s, 1 day= 86400.0 s
Table cut-offs 1: Elevation (-90.0deg=NO ),Airmass (>38.000=NO), Daylight (NO )
Table cut-offs 2: Solar Elongation ( 0.0,180.0=NO ),Local Hour Angle( 0.0=NO )
*******************************************************************************
Date__(UT)__HR:MN Azi_(a-appr)_Elev
****************************************
$$SOE
2015-Sep-22 19:00 *m 128.1772 -0.3117
2015-Sep-22 19:01 *m 127.9272 -0.3109
2015-Sep-22 19:02 *m 127.6771 -0.3101
2015-Sep-22 19:03 *m 127.4270 -0.3093
2015-Sep-22 19:04 *m 127.1770 -0.3085
2015-Sep-22 19:05 *m 126.9269 -0.3077
2015-Sep-22 19:06 *m 126.6769 -0.3069
2015-Sep-22 19:07 *m 126.4268 -0.3061
2015-Sep-22 19:08 *m 126.1767 -0.3053
2015-Sep-22 19:09 *m 125.9267 -0.3045
2015-Sep-22 19:10 *m 125.6766 -0.3037
2015-Sep-22 19:11 *m 125.4266 -0.3029
2015-Sep-22 19:12 *m 125.1765 -0.3021
2015-Sep-22 19:13 *m 124.9264 -0.3013
2015-Sep-22 19:14 *m 124.6764 -0.3005
2015-Sep-22 19:15 *m 124.4263 -0.2997
2015-Sep-22 19:16 *m 124.1762 -0.2989
2015-Sep-22 19:17 *m 123.9262 -0.2981
2015-Sep-22 19:18 *m 123.6761 -0.2973
2015-Sep-22 19:19 *m 123.4261 -0.2964
2015-Sep-22 19:20 *m 123.1760 -0.2956
2015-Sep-22 19:21 *m 122.9259 -0.2948
2015-Sep-22 19:22 *m 122.6759 -0.2940
2015-Sep-22 19:23 *m 122.4258 -0.2932
2015-Sep-22 19:24 *m 122.1757 -0.2923
2015-Sep-22 19:25 *m 121.9257 -0.2915
2015-Sep-22 19:26 *m 121.6756 -0.2907
2015-Sep-22 19:27 *m 121.4256 -0.2899
2015-Sep-22 19:28 *m 121.1755 -0.2890
2015-Sep-22 19:29 *m 120.9254 -0.2882
2015-Sep-22 19:30 *m 120.6754 -0.2874
2015-Sep-22 19:31 *m 120.4253 -0.2865
2015-Sep-22 19:32 *m 120.1753 -0.2857
2015-Sep-22 19:33 *m 119.9252 -0.2849
2015-Sep-22 19:34 *m 119.6751 -0.2840
2015-Sep-22 19:35 *m 119.4251 -0.2832
2015-Sep-22 19:36 *m 119.1750 -0.2823
2015-Sep-22 19:37 *m 118.9250 -0.2815
2015-Sep-22 19:38 *m 118.6749 -0.2807
2015-Sep-22 19:39 *m 118.4248 -0.2798
2015-Sep-22 19:40 *m 118.1748 -0.2790
2015-Sep-22 19:41 *m 117.9247 -0.2781
2015-Sep-22 19:42 *m 117.6746 -0.2773
2015-Sep-22 19:43 *m 117.4246 -0.2764
2015-Sep-22 19:44 *m 117.1745 -0.2756
2015-Sep-22 19:45 *m 116.9245 -0.2747
2015-Sep-22 19:46 *m 116.6744 -0.2739
2015-Sep-22 19:47 *m 116.4243 -0.2730
2015-Sep-22 19:48 *m 116.1743 -0.2721
2015-Sep-22 19:49 *m 115.9242 -0.2713
2015-Sep-22 19:50 *m 115.6742 -0.2704
2015-Sep-22 19:51 *m 115.4241 -0.2696
2015-Sep-22 19:52 *m 115.1740 -0.2687
2015-Sep-22 19:53 *m 114.9240 -0.2678
2015-Sep-22 19:54 *m 114.6739 -0.2670
2015-Sep-22 19:55 *m 114.4239 -0.2661
2015-Sep-22 19:56 *m 114.1738 -0.2652
2015-Sep-22 19:57 *m 113.9237 -0.2644
2015-Sep-22 19:58 *m 113.6737 -0.2635
2015-Sep-22 19:59 *m 113.4236 -0.2626
2015-Sep-22 20:00 *m 113.1735 -0.2618
$$EOE
*******************************************************************************
Column meaning:
TIME
Prior to 1962, times are UT1. Dates thereafter are UTC. Any 'b' symbol in
the 1st-column denotes a B.C. date. First-column blank (" ") denotes an A.D.
date. Calendar dates prior to 1582-Oct-15 are in the Julian calendar system.
Later calendar dates are in the Gregorian system.
Time tags refer to the same instant throughout the universe, regardless of
where the observer is located.
The dynamical Coordinate Time scale is used internally. It is equivalent to
the current IAU definition of "TDB". Conversion between CT and the selected
non-uniform UT output scale has not been determined for UTC times after the
next July or January 1st. The last known leap-second is used over any future
interval.
NOTE: "n.a." in output means quantity "not available" at the print-time.
SOLAR PRESENCE (OBSERVING SITE)
Time tag is followed by a blank, then a solar-presence symbol:
'*' Daylight (refracted solar upper-limb on or above apparent horizon)
'C' Civil twilight/dawn
'N' Nautical twilight/dawn
'A' Astronomical twilight/dawn
' ' Night OR geocentric ephemeris
LUNAR PRESENCE WITH TARGET RISE/TRANSIT/SET MARKER (OBSERVING SITE)
The solar-presence symbol is immediately followed by another marker symbol:
'm' Refracted upper-limb of Moon on or above apparent horizon
' ' Refracted upper-limb of Moon below apparent horizon OR geocentric
'r' Rise (target body on or above cut-off RTS elevation)
't' Transit (target body at or past local maximum RTS elevation)
's' Set (target body on or below cut-off RTS elevation)
RTS MARKERS (TVH)
Rise and set are with respect to the reference ellipsoid true visual horizon
defined by the elevation cut-off angle. Horizon dip and yellow-light refraction
(Earth only) are considered. Accuracy is < or = to twice the requested search
step-size.
Azi_(a-appr)_Elev =
Airless apparent azimuth and elevation of target center. Adjusted for
light-time, the gravitational deflection of light, stellar aberration,
precession and nutation. Azimuth measured North(0) -> East(90) -> South(180) ->
West(270) -> North (360). Elevation is with respect to plane perpendicular
to local zenith direction. TOPOCENTRIC ONLY. Units: DEGREES
Computations by ...
Solar System Dynamics Group, Horizons On-Line Ephemeris System
4800 Oak Grove Drive, Jet Propulsion Laboratory
Pasadena, CA 91109 USA
Information: http://ssd.jpl.nasa.gov/
Connect : telnet://ssd.jpl.nasa.gov:6775 (via browser)
telnet ssd.jpl.nasa.gov 6775 (via command-line)
Author : Jon.Giorgini@jpl.nasa.gov
*******************************************************************************
太陽の角直径は約32分角であるため、太陽の下肢は太陽の中心から16分角下にあります。太陽の中心の幾何学的仰角が-18アーク分(-0.3度)の場合、下肢の幾何学的仰角は-34アーク分です。地平線付近の屈折も34分角であるため、太陽の幾何学的高度が-0.3度の場合、太陽の下肢は上昇します。
上記の表では、これは1914年から1915年の間に発生しますが、私のプログラムは太陽の角直径についてわずかに正確なデータを使用し、太陽は実際に1913年から1914年(および1913年に近い)に昇り終わります。
その後、世界のほぼ半分を緯度89度51分、経度-19度まで飛行して、2015年9月23日2128に始まり2015年9月25日1648に終わる1分短い最長の夕日を見ることができます。 43時間20分。
この場合、http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.phpを使用し て日没の終了時刻を確認し、HORIZONSを使用して日没の開始時刻を確認します。
極地の日の出と日没はかなり短くなります。
北極では、2015年の2015年3月18日に太陽が昇り始め、2015年3月20日の0441に32時間26分で昇り終わります。
南極点では、太陽は2015年3月21日1650年に沈み始め、2015年3月23日0117に32時間27分で沈みます。
南極では、太陽は2015年9月21日0508に昇り始め、2015年9月22日1400に32時間52分で昇り終わります。
北極点では、太陽は2015年9月24日0243に沈み始め、2015年9月25日1113年に32時間48分で沈みます。
主な注意点:地平線と上記の日の出/日の入りのテーブルのように、地平線で34アーク分の屈折があると想定しています。これはほとんどの場所で合理的ですが、日の出と日没が最も長くなる極近くでは不合理かもしれません。特に、屈折はこれらの緯度で急速に変化する可能性があり、潜在的にはるかに長い日の出と日の入りを可能にします。
私は今、http://what-if.xkcd.com/42/が不正確であると信じており、著者にpingして彼に知らせます。
では、最も単純な数学的アプローチから始めて、完全に分析的な答えへの道を示しましょう。太陽は、地球上の任意の地点に対して32アーク分の角度幅を示します。これは、32/60または0.533度の円弧または角度スパンです。この最初の近似では、地球に23度の傾きがないと仮定します。次に、2番目の近似では、地球が24時間で太陽の周りを回転すると仮定すると、まだ赤道上にいます。計算は次のとおりです。
0.533度/ 360度)=(日没時間/ 24時間)。
日没まで何時間も解決すると、
24時間X(0.533 / 360)= 0.0355時間、つまり
0.0355時間X 60分/時間= 2.13分、つまり
2.13分X 60秒/分= 128秒
さて、これは一次近似のみであり、以前に提供された素敵なチャートの最小値を説明しています。
最初の些細な修正は、24時間の仮定が正確ではないこと、したがってうるう年に気付くことです!それを超えて、実際には年間23:56です。それは日没のために127.56秒を取得します。
そこにいるディープダイバーの本当の解決策は、空の太陽の角度幅が32アーク分であることを理解することですが、地球上の任意の1つのポイントについては、ある瞬間だけです。したがって、次の計算は、地球の直径にわたって積分して、日没の横断時間中に横断しているあなたの角度幅を組み込むことです。観測者は地球の表面とともに移動し、回転しているため、その日没期間中に横断する範囲まで太陽の見かけの角度サイズを広げており、これにより日没期間に時間が追加されます。
これが、これらすべての簡単な側面です。次の計算では、観測者の位置する緯度の幾何補正が追加されます。これにより、太陽の動きの水平方向の相対成分が観測者に導入され、夏分または冬分ではない時間が大幅に長くなります。(以前の計算では、太陽は地球の回転に直接垂直でした。)タイトル付きの地球太陽系では、この効果は地球太陽系の分点位置で最小化され、赤道上にある場合は前の計算に向かう漸近線年に2回、彼岸に 繰り返しになりますが、これは前の回答のチャートによく見られます。
実際の計算が有効にならなければならない数学と幾何学の基本的な基礎を理解する助けになることを願っています。
計算機は許可されておらず、あなたはまだそこに着くことができます。
太陽の直径は360度のうち½度で、2分だと思います。非常に正確に2つです。これは、非常に長い間、分単位の時間の分割が、太陽の動きをベースとして設計されていたためです。