Dari saat matahari muncul di cakrawala, atau bertemu pada pengaturannya, ke waktu itu sepenuhnya terlihat, atau tidak lagi terlihat pada pengaturannya, berapa lama waktu berlalu? Kedua, apakah ada tempat di dunia di mana matahari terbit / terbenam terjadi selama beberapa hari? Berarti, bahwa sejak saat itu mulai muncul di cakrawala sampai sepenuhnya terlihat, periode beberapa hari berlalu tanpa campur tangan malam (dan sama untuk yang berlawanan dengan matahari terbenam)?
15
Jawaban:
Waktu yang dibutuhkan tergantung pada berbagai faktor: sudut yang dibuat oleh jalur matahari dengan cakrawala adalah yang utama, meskipun ada juga efek optik yang disebabkan oleh atmosfer memiliki efek juga.
Secara umum, semakin dekat ke garis khatulistiwa yang Anda jalani, semakin curam sudutnya, dan semakin cepat matahari terbenam.
Menggunakan Stellarium saya melakukan beberapa tes:
Tampaknya di sebagian besar wilayah berpenduduk padat, matahari terbenam membutuhkan waktu antara 2 dan 5 menit.
Ada beberapa lokasi, dekat dengan lingkaran Antartika pada saat ini tahun, di mana matahari hanya terbenam sebagian, dan kemudian bangkit kembali. Dan di Kutub, matahari bergerak berputar-putar di langit setiap hari. Selama musim panas ada matahari permanen, saat musim dingin mendekati matahari semakin dekat ke cakrawala, dan kemudian terbenam dalam beberapa hari. (Randall menghitung 38 hingga 40 jam di blog yang ditautkan Barry)
sumber
Seperti disebutkan dalam http://aa.quae.nl/en/antwoorden/zonpositie.html#14 panjang matahari terbit / terbenam bervariasi dari sekitar 128 / cos (garis lintang) detik di equinoxes hingga sekitar 142 / cos (1,14 * lintang ) di titik balik matahari.
Lebih khusus lagi, inilah panjang matahari terbit / terbenam di berbagai lintang:
Melampaui 65 derajat lintang utara atau selatan, matahari tidak terbit atau terbenam setiap hari, dan panjang matahari terbit / terbenam meningkat secara signifikan.
Data yang diplot di atas adalah panjang matahari terbit, tetapi panjang matahari terbenam sangat mirip.
Semua perhitungan untuk program ini dibuat dengan program ini:
https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/bc-solve-astro-12824.c
Output mentah dari waktu matahari terbit / terbenam:
https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/sun-rise-set-multiple-latitudes.txt.bz2
Anda dapat memverifikasi hasil ini di: http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php
Matahari terbit terpanjang yang saya temukan untuk tahun 2015 adalah pada 89 derajat 51 menit lintang selatan, 125 derajat bujur timur. Di sana, matahari mulai naik 20 Sep 2015 pukul 2352, berbandul naik turun sedikit (tetapi tidak pernah set cukup), dan akhirnya selesai naik 43 jam dan 21 menit kemudian, pada 22 Sep 2015 pada 1913, tetapi lihat peringatan di akhir jawaban ini.
Anda dapat "memverifikasi" ini dengan mengunjungi http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php dengan parameter berikut:
mendapatkan:
Perhatikan bahwa matahari terbit pada 2352 pada 20 September, dan tidak ditetapkan untuk sisa tahun ini, memverifikasi waktu mulai matahari terbit.
Memverifikasi waktu akhir agak sulit. Untuk melakukan ini, kunjungi http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi dengan parameter berikut:
mendapatkan:
Diameter sudut matahari adalah sekitar 32 arcminutes, jadi tungkai bawah matahari adalah 16 arcminutes di bawah pusat matahari. Ketika pusat matahari memiliki ketinggian geometris -18 arcminutes (-0,3 derajat), tungkai bawah memiliki ketinggian geometrik -34 arcminutes. Karena pembiasan dekat cakrawala juga 34 menit, anggota tubuh bagian bawah matahari naik ketika ketinggian geometris matahari -0,3 derajat.
Dalam tabel di atas, ini terjadi antara 1914 dan 1915, tetapi program saya menggunakan data yang sedikit lebih akurat untuk diameter sudut matahari, dan matahari benar-benar selesai naik antara 1913 dan 1914 (dan lebih dekat ke 1913).
Anda kemudian dapat terbang hampir setengah jalan di dunia ke garis lintang 89 derajat 51 menit dan garis bujur -19 derajat untuk melihat matahari terbenam terpanjang satu menit yang lebih pendek, yang dimulai pada 23 Sep 2015 pukul 2128 dan berakhir pada 25 Sep 2015 pukul 1648, panjang 43 jam dan 20 menit.
Dalam hal ini, Anda akan menggunakan http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php untuk memverifikasi waktu berakhirnya matahari terbenam, dan HORIZONS untuk memverifikasi waktu mulai matahari terbenam.
Matahari terbit dan terbenam polar jauh lebih pendek:
Di Kutub Utara, matahari mulai terbit pada 18 Maret 2015 pada 2015, dan selesai terbit pada 20 Maret 2015 pada 0441, panjang 32 jam dan 26 menit.
Di Kutub Selatan, matahari mulai terbenam pada 21 Mar 2015 pukul 1650, dan selesai pada 23 Mar 2015 pukul 0117, panjang 32 jam dan 27 menit.
Di Kutub Selatan, matahari mulai terbit pada 21 Sep 2015 pukul 0508, dan selesai naik pada 22 Sep 2015 pukul 1400, panjang 32 jam dan 52 menit.
Di Kutub Utara, matahari mulai terbenam pada 24 Sep 2015 pukul 0243, dan selesai pada 25 Sep 2015 pukul 1131, panjang 32 jam dan 48 menit.
Peringatan utama: Seperti HORIZON dan tabel matahari terbit / terbenam di atas, saya mengasumsikan 34 menit refraksi di cakrawala. Itu masuk akal untuk sebagian besar lokasi, tetapi mungkin tidak masuk akal menutup kutub, di mana matahari terbit dan matahari terbenam terpanjang terjadi. Secara khusus, pembiasan dapat berubah dengan cepat di garis lintang ini, memungkinkan matahari terbit dan terbenam yang jauh lebih lama.
Saya sekarang percaya bahwa http://what-if.xkcd.com/42/ tidak akurat, dan akan melakukan ping ke penulis untuk memberi tahu dia.
sumber
OK, mari kita mulai dengan pendekatan matematis yang paling sederhana untuk menggambarkan jalan menuju jawaban yang sepenuhnya analitis. Matahari menghadirkan lebar sudut 32 arcminutes ke titik mana pun di bumi. Itu adalah 32/60 atau 0,533 derajat busur atau rentang sudut. Mari kita asumsikan Bumi tidak memiliki 23 derajat kemiringannya, untuk perkiraan pertama ini. Kemudian sebagai perkiraan kedua mari kita asumsikan Bumi berputar mengelilingi matahari dalam 24 jam, Anda masih di ekuator. Perhitungan kami adalah sebagai berikut;
0,533 derajat / 360 derajat) = (jam matahari terbenam / 24 jam).
Pecahkan selama berjam-jam matahari terbenam dan Anda dapatkan,
24 jam X (0,533 / 360) = 0,0355 jam, yaitu
0,0355 jam X 60 mnt / jam = 2,13 menit, yaitu
2,13 menit X 60 detik / menit = 128 detik
OK, sekarang itu hanya perkiraan orde pertama saja dan menjelaskan minima dari bagan bagus yang sebelumnya disediakan.
Koreksi pertama dan sepele akan memperhatikan bahwa asumsi 24 jam tidak akurat, maka tahun kabisat! Di luar itu kita sebenarnya memiliki 23:56 per tahun. Itu akan membuat Anda 127,56 detik untuk matahari terbenam.
Solusi nyata bagi penyelam dalam di luar sana adalah untuk memahami bahwa lebar sudut matahari di langit adalah 32 menit, tetapi hanya untuk satu saat dalam waktu singkat untuk satu titik di Bumi. Jadi perhitungan selanjutnya adalah mengintegrasikan diameter bumi untuk menggabungkan lebar sudut yang Anda lewati saat matahari terbenam melintasi waktu. Anda pengamat bergerak, berputar dengan permukaan bumi, dan karenanya Anda menyebarkan ukuran sudut matahari yang terlihat sejauh Anda melintasi selama periode matahari terbenam, dan ini akan menambah waktu ke periode matahari terbenam.
Nah, itu adalah sisi yang lebih mudah dari semua ini. Perhitungan selanjutnya akan menambahkan koreksi geometri untuk garis lintang tempat pengamat berada. Hal ini memperkenalkan komponen relatif horisontal dari pergerakan matahari kepada pengamat, sangat meningkatkan waktu ketika seseorang tidak berada pada ekuinoks musim panas atau musim dingin. (Perhitungan sebelumnya memiliki matahari langsung tegak lurus dengan rotasi Bumi.) Dalam sistem Bumi berjudul Matahari, efek ini diminimalkan pada posisi equinox dari sistem matahari bumi dan asimtot terhadap perhitungan sebelumnya jika ada di ekuator dan di equinox dua kali per tahun. Sekali lagi, ini terlihat dengan baik dalam bagan jawaban sebelumnya.
Saya harap ini membantu orang-orang memahami beberapa dasar dasar matematika dan geometri yang harus diterapkan dalam perhitungan sebenarnya.
Tidak ada kalkulator yang diizinkan dan Anda masih bisa sampai di sana.
sumber
Diameter Matahari ½ derajat dari 360, saya pikir itu 2 menit. Bahkan dua, karena pembagian waktu menjadi menit, sangat lama sekali, dirancang dengan gerakan Matahari sebagai dasarnya.
sumber