Wie lange dauert ein Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang?


14

Wie viel Zeit vergeht von der Zeit, zu der die Sonne am Horizont erscheint oder auf sie trifft, bis zu der Zeit, zu der sie vollständig oder nicht mehr sichtbar ist? Zweitens: Gibt es einen Ort auf der Welt, an dem über einen Zeitraum von wenigen Tagen ein Sonnenaufgang / Sonnenuntergang stattfindet? Das heißt, ab dem Zeitpunkt, an dem es über dem Horizont zu erscheinen beginnt, bis es vollständig sichtbar ist, vergehen einige Tage, ohne dass die Nacht dazwischen tritt (und dasselbe gilt für das Gegenteil bei Sonnenuntergang)?



3
Am Äquator scheint die Sonne schnell aufzusteigen und unterzugehen - wie Rudyard Kipling sagt: "Auf dem Weg nach Mandalay, wo die fliegenden Fische spielen, kratzt eine Morgendämmerung wie ein Gewitter über der Bucht von China!" Während Sie weiter nach Norden oder Süden fahren, verweilt der Sonnenuntergang immer mehr. Die Sonnenuntergänge im Sommer in Georgia scheinen ungefähr 15 Minuten zu dauern, um sich unter der Decke des dunklen Landes zu entspannen.
Howard Miller

Antworten:


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Die Zeit, die dafür benötigt wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab: Der Winkel, den der Sonnenweg zum Horizont bildet, ist der wichtigste, obwohl sich auch optische Effekte durch die Atmosphäre auswirken.

Je näher Sie am Äquator leben, desto steiler ist der Winkel und desto schneller ist der Sonnenuntergang.

Mit Stellarium habe ich einige Tests durchgeführt:

  • In Großbritannien (50 Grad Nord) dauerte es am 10. Dezember 4 Minuten und 47 Sekunden, bis die Sonne unter einem simulierten Horizont versank.
  • In Angloa (10 Grad südlich) dauerte es am selben Tag 2 Minuten, bis die Sonne unterging.

Es scheint, dass in den meisten bevölkerungsreichen Regionen ein Sonnenuntergang zwischen 2 und 5 Minuten dauert.

Es gibt Orte in der Nähe des Polarkreises zu dieser Jahreszeit, an denen die Sonne nur teilweise untergeht und dann wieder aufgeht. Und am Pol bewegt sich die Sonne jeden Tag in horizontalen Kreisen am Himmel. Während des Sommers gibt es eine permanente Sonne, während der Winter sich dem Horizont nähert und dann über mehrere Tage untergeht. (Randall berechnet 38 bis 40 Stunden in dem Blog, das Barry verlinkt)


Tatsächlich ist die Ekliptik der jährliche Weg der Sonne , nicht täglich.
AstroFloyd

13

Wie in http://aa.quae.nl/en/antwoorden/zonpositie.html#14 angegeben, variiert die Länge von Sonnenaufgang / Sonnenuntergang von ungefähr 128 / cos (Breitengrad) Sekunden an den Äquinoktien bis ungefähr 142 / cos (1,14 * Breitengrad) ) bei Sonnenwende.

Im Einzelnen ist hier die Länge von Sonnenaufgang / Sonnenuntergang in verschiedenen Breitengraden:

Bildbeschreibung hier eingeben

Ab 65 Grad nördlicher oder südlicher Breite geht die Sonne nicht mehr täglich auf oder unter, und die Länge von Sonnenaufgang / Sonnenuntergang nimmt erheblich zu.

Bei den oben dargestellten Daten handelt es sich um die Länge des Sonnenaufgangs, die Länge des Sonnenuntergangs ist jedoch sehr ähnlich.

Alle Berechnungen für dieses Programm wurden mit diesem Programm durchgeführt:

https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/bc-solve-astro-12824.c

Die Rohausgabe der Sonnenaufgangs- / Sonnenuntergangszeiten:

https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/sun-rise-set-multiple-latitudes.txt.bz2

Sie können diese Ergebnisse unter folgender Adresse überprüfen: http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php

Der längste Sonnenaufgang, den ich 2015 gefunden habe, lag bei 89 Grad, 51 Minuten südlicher Breite und 125 Grad östlicher Länge. Dort geht die Sonne am 20. September 2015 um 2352 auf, schwankt ein wenig auf und ab (geht aber nie ganz unter) und hört schließlich 43 Stunden und 21 Minuten später, am 22. September 2015 um 1913, auf, aber sehen Sie den Vorbehalt am Ende von diese Antwort.

Sie können dies "überprüfen", indem Sie zuerst http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php mit diesen Parametern aufrufen:

Bildbeschreibung hier eingeben

bekommen:


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)

Beachten Sie, dass die Sonne am 20. September um 2352 Uhr aufgeht und für den Rest des Jahres nicht untergeht, um die Startzeit des Sonnenaufgangs zu überprüfen.

Das Überprüfen der Endzeit ist ein kleines Problem. Besuchen Sie hierzu http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi mit den folgenden Parametern:

Bildbeschreibung hier eingeben

bekommen:


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)
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     Author     : Jon.Giorgini@jpl.nasa.gov

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Der Winkeldurchmesser der Sonne beträgt etwa 32 Bogenminuten, sodass der untere Schenkel der Sonne 16 Bogenminuten unter dem Sonnenmittelpunkt liegt. Wenn der Sonnenmittelpunkt eine geometrische Höhe von -18 Bogenminuten (-0,3 Grad) hat, hat der untere Schenkel eine geometrische Höhe von -34 Bogenminuten. Da die Brechung in der Nähe des Horizonts ebenfalls 34 Bogenminuten beträgt, steigt das untere Glied der Sonne auf, wenn die geometrische Höhe der Sonne -0,3 Grad beträgt.

In der obigen Tabelle geschieht dies zwischen 1914 und 1915, aber mein Programm verwendet etwas genauere Daten für den Winkeldurchmesser der Sonne, und der Sonnenaufgang endet tatsächlich zwischen 1913 und 1914 (und näher an 1913).

Sie können dann fast um die halbe Welt fliegen, um 89 Grad, 51 Minuten und -19 Grad zu erreichen und den eine Minute kürzeren, längsten Sonnenuntergang zu sehen, der am 23. September 2015 um 2128 beginnt und am 25. September 2015 um 1648 endet von 43 Stunden und 20 Minuten.

In diesem Fall überprüfen Sie mit http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php die Endzeit des Sonnenuntergangs und mit HORIZONS die Startzeit des Sonnenuntergangs.

Polare Sonnenauf- und untergänge sind deutlich kürzer:

  • Am Nordpol beginnt der Sonnenaufgang am 18. März 2015 um 2015 und endet am 20. März 2015 um 0441, was einer Länge von 32 Stunden und 26 Minuten entspricht.

  • Am Südpol geht die Sonne am 21. März 2015 um 1650 unter und endet am 23. März 2015 um 0117, einer Länge von 32 Stunden und 27 Minuten.

  • Am Südpol beginnt der Sonnenaufgang am 21. September 2015 um 0508 Uhr und endet am 22. September 2015 um 1400 Uhr, eine Länge von 32 Stunden und 52 Minuten.

  • Am Nordpol geht die Sonne am 24. September 2015 um 0243 Uhr unter und endet am 25. September 2015 um 1131 Uhr mit einer Länge von 32 Stunden und 48 Minuten.

Haupteinschränkung: Wie bei HORIZONS und den Sonnenauf- / untergangstafeln oben gehe ich von einer Brechung von 34 Bogenminuten am Horizont aus. Dies ist für die meisten Standorte angemessen, kann jedoch in der Nähe der Stange, an der die längsten Sonnenauf- und -untergänge auftreten, unvernünftig sein. Insbesondere kann sich die Brechung in diesen Breiten schnell ändern, wodurch möglicherweise viel längere Sonnenauf- und -untergänge möglich sind.

Ich glaube jetzt, dass http://what-if.xkcd.com/42/ ungenau ist, und werde den Autor anpingen, um ihn zu informieren.


Barry, ist das für zivile, nautische oder astronomische Dämmerung? - Definitionen: en.wikipedia.org/wiki/Twilight#Civil_twilight
Rob

Dies gilt im wahrsten Sinne des Wortes für Sonnenaufgang und Sonnenuntergang: Die Zeit zwischen dem Auftauchen des oberen Glieds der Sonne über dem Horizont und dem Auftauchen des unteren Glieds über dem Horizont oder umgekehrt.
barrycarter

3

OK, beginnen wir mit dem einfachsten mathematischen Ansatz, um den Weg zu einer vollständig analytischen Antwort zu veranschaulichen. Die Sonne hat eine Winkelbreite von 32 Bogenminuten zu jedem Punkt der Erde. Das sind 32/60 oder 0,533 Grad Bogen oder Winkelspanne. Nehmen wir an, die Erde hat für diese erste Annäherung keine 23 Grad Neigung. Nehmen wir an, dass sich die Erde in 24 Stunden um die Sonne dreht und Sie sich immer noch am Äquator befinden. Unsere Rechnung lautet wie folgt;

0,533 Grad / 360 Grad) = (Stunden Sonnenuntergang / 24 Stunden).

Löse stundenlang den Sonnenuntergang und du bekommst,

24 Stunden X (0,533 / 360) = 0,0355 Stunden, was bedeutet

0,0355 Stunden x 60 Minuten / Stunde = 2,13 Minuten, was bedeutet

2,13 min · 60 s / min = 128 Sekunden

OK, das ist nur die erste Näherung und erklärt die Minima der zuvor bereitgestellten schönen Diagramme.

Die erste und unbedeutende Korrektur wäre zu bemerken, dass die 24-Stunden-Annahme nicht korrekt ist, also Schaltjahre! Darüber hinaus haben wir tatsächlich 23:56 pro Jahr. Damit haben Sie 127,56 Sekunden für den Sonnenuntergang.

Die wirkliche Lösung für die tiefen Taucher besteht darin, zu verstehen, dass die Winkelbreite der Sonne am Himmel 32 Bogenminuten beträgt, jedoch nur für einen Augenblick für einen Punkt auf der Erde. Die nächste Berechnung wäre also, über den Durchmesser der Erde zu integrieren, um die Winkelbreite zu berücksichtigen, die Sie während der Sonnenuntergangsüberquerungszeit überqueren. Sie, der Beobachter, bewegen sich, drehen sich mit der Erdoberfläche, und daher streuen Sie die scheinbare Winkelgröße der Sonne so weit aus, wie Sie sie während dieser Sonnenuntergangsperiode durchqueren, und dies wird die Sonnenuntergangsperiode zeitlich verlängern.

Nun, das ist die einfachere Seite von alledem. Die nächste Berechnung würde die geometrische Korrektur für den Breitengrad, in dem sich der Beobachter befindet, hinzufügen. Dies führt dem Beobachter eine horizontale relative Bewegungskomponente der Sonne zu, was die Zeit, in der man sich nicht im Sommer- oder Winter-Äquinoktium befindet, erheblich verlängert. (Die vorherigen Berechnungen hatten die Sonne direkt senkrecht zur Erdrotation.) In den Systemen mit dem Titel "Erde Sonne" ist dieser Effekt an den Äquinoktien des Erdsonnen-Systems minimiert und entspricht der vorherigen Berechnung, wenn man sich am Äquator und befindet zweimal im Jahr auf der Tagundnachtgleiche. Auch dies ist gut in den Diagrammen der vorherigen Antworten zu sehen.

Ich hoffe, dass die Leute einige grundlegende Grundlagen der Mathematik und Geometrie verstehen, die die tatsächlichen Berechnungen in Kraft setzen müssen.

Es sind keine Taschenrechner erlaubt und Sie können trotzdem dorthin gelangen.


Können Sie klarstellen, was Sie mit "die 24-Stunden-Annahme ist nicht genau, also Schaltjahre" meinen? Die Länge für 1 Jahr hängt nicht von der Länge eines Tages ab, unabhängig davon, wie Sie einen Tag messen (vorausgesetzt, Sie möchten, dass "Mittag" ist, wenn die Sonne oder ein beliebiger Stern den Meridian überquert). Außerdem denke ich, dass Ihre Aussage "Darüber hinaus haben wir tatsächlich 23:56 pro Jahr" "tatsächlich 23:56 pro Tag" lauten sollte, nicht "Jahr".
JohnHoltz

-2

Der Durchmesser der Sonne beträgt ½ Grad von 360, ich glaube, es sind 2 Minuten. Sehr genau zwei, weil die Zeiteinteilung in Minuten vor sehr langer Zeit mit der Bewegung der Sonne als Grundlage entworfen wurde.


3
Nachteil: An den Polen kann es lange dauern, bis die Sonne um 1/2 Grad gesunken ist. Die Zeit, die die Sonne benötigt, um am Horizont um 1/2 Grad zu sinken, hängt vom Breitengrad des Betrachters ab und ist keine Konstante.
barrycarter

1
@barrycarter Ich stimme zu, ich habe streng ekliptisch gedacht. Ich habe versucht, meinen eigenen Beitrag abzustimmen, aber das ist nicht erlaubt. Ich sollte es besser wissen, ich habe an seltsamen Orten gelebt, an denen die Sonne niemals untergeht oder schlimmer noch nie aufgeht. Künstler haben sich mit dem seltsamen Licht, das die Sonne zwischen den Jahreszeiten in der Schwebe am Horizont zeigt, großartige Karrieren gemacht.
LocalFluff

Sie können sich durch Berechnung der Zeit erholen, die die Sonne benötigt, um von +25 Grad auf -25 Grad abzufallen (oder ein bisschen anders, um die Brechung am Horizont zu berücksichtigen) maximal mögliche Länge von Sonnenaufgang / Sonnenuntergang.
barrycarter

Es gibt auch eine Brechung - es ist ziemlich oft möglich, die Sonne oder einen Teil davon zu sehen, wenn ihre Höhe technisch unter 0 Grad liegt - da die Atmosphäre am Horizont am dichtesten und der Grad der Brechung am größten ist.
Adrianmcmenamin

Eine Erhöhung hätte ebenfalls einen Effekt.
Barrycarter
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