日出方程式
日出方程式和隨後的那些分程式,可以計算出太陽在不同的赤緯時,地球各地不同緯度的日出和日落時間之精確地方時:
此處:
- 是日出(當數值為負數時)或日落(當數值為正值時)時,以度為單位的時角;
- 是在地球上觀測者的緯度;
- 是太陽的赤緯。
方程式的理論
地球自轉的角速度是 15°/小時,因此給了日出時間與當地正午之前相隔的小時數,或是日落時間與當地正午之後相隔的小時數。「當地正午」這個專有名詞(術語)在這裡的含意是太陽精確的位於正南方、正北方或正頭頂上位置的時刻。
在國際的協定上,當在赤道時的值是0,在北半球是正值,在南半球是負值。當春分或秋分,太陽正好在赤道上空時,是0,在北半球的夏天是正值,而在北半球的冬天是負值。
需要注意的是,上面的方程式只適用於有日出和日落的地區,也就是在北半球的夏天時,;和在北半球的冬天,的地區,在這個緯度範圍之外的地區,不是24小時白天的永晝,就是24小時夜晚的永夜。
方程式的改進
同時要注意的還有,上面的方程式忽略了大氣折射的影響(當太陽在地平面時會被抬升約0.6°),和太陽盤面的大小(大約0.5°)。在天文曆書上,通常使用下面的方程式來修正這兩項因素影響,重新設置日出和日落的時刻:
太陽盤面中心點的高度 (a)大約在地平面下-0.85° (或-51弧分)。
在地球上完整的計算
一般化的方程式在本身需要的計算之前,先要計算許多其它的變數。這些方程式中有全部的太陽-地球常數,都以角度形式的常數被置入。
大約的太陽正午
此處:
- 是在地面經度lw的太陽正午大約時刻。
中心差
此處:
- C是中心差。
太陽的赤緯
此處:
- δ是太陽的赤緯。
時角
這時來自上面修正太陽盤面的方程式。
此處:
- ωo是時角;
- 是觀測者在地球上的緯度(北緯是正值、南緯是負值)。
這是修正太陽盤面的主要方程式
日出和日落的計算
此處:
- Jset是日落的正確儒略日;
- Jrise是日出的正確儒略日。
外部連結
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