如何计算日落时间?
这个问题问得真是时候,昨天我刚好做了一下午的实验,想要了解关于落日的更多知识(比如不同时间的落日形态有什么差异、为什么会有这些差异等等),就做了这个试验。 本次实验地点在北京通州某小区,日期4月20日,时间为17时-19时。实验器材是精密光度计(可以测量太阳高度角、方位角以及太阳辐射强度)和双目望远镜。 首先我们知道了要预测日落需要知道哪几个参数:
1.日出/日落的时刻(可自动推算) 2.当地纬度(已知)
3.太阳赤纬(农历月初测)
4.日月距离(月球在近地点还是远地点) 上个月有答主给出了太阳赤纬的算法,在此就不赘述了。这里要注意如果选择的是农历初五、六左右,那么在月亮刚升起的时候太阳可能会落入海里,这时不要怀疑,这是正常情况! 有答主指出用坐标换算的时间不对,实际上这里是有问题的——使用坐标换算只能得到一个大致的时间范围,是无法精确得到具体时间的。因为地球自转并不是均匀的,在每个月的不同时间,太阳落到海里的时间确实存在微小差异。不过对于本题而言这微小的差异可以被忽略不计(因为实验误差本来就很大)。 关于这一点的验证可以在农历月末找一天早上5点左右(此时月亮还未升起),在海上或湖面上空观察是否有太阳,如有则证明上述结论正确。
其他条件都给定的情况下,根据几何关系可以很容易算出太阳辐射强弱的变化规律。在此给出两条建议:
1.尽量选择在晴天且万里无云的日子进行观测,这样太阳辐射强度不会有太大变化,可以更好地对比。
2.最好在上午或者下午同一时间段内连续观测,这样可以尽可能消除由于仪器测量产生的固定误差。 我这次实验选在下午,而且前后相隔一个小时进行了两次观测,因此结果会有一定波动。
下面给出的是在两个时间点分别对太阳辐射进行实测的结果。图中实线代表第一次观测的数据,虚线代表第二次观测的数据。可以看到两次观测的数值基本上是重合的,说明本实验数据稳定可靠。
在实验过程中我还注意到,当天空中出现太阳和月亮几乎同时升起的奇异景象时,太阳比月亮看起来大很多,这种情况下的日落也是特别漂亮的。对此我进行了简单的调查,发现这种现象在农历二十几时有,然后在每月的第一周有一个反复。这种现象的原因是我刚才提到的地球自转而形成的“朔望现象”,具体可参考此文: 为什么农历十五以前以后的月亮和太阳会同时升起?