To dziwne, ale prawdziwe. Możemy nie do końca zrozumieć jedną z najprostszych miar astronomii obserwacyjnej: o której godzinie wschodzi Słońce… naprawdę?
Jest to coś tak podstawowego, że rzadko się o tym zastanawiamy. Każdego ranka wschód słońca pędzi do nas ze wschodu z prędkością do (jeśli jesteś na równiku) ponad 1000 mil na godzinę (1600 km / h) i będzie to robił przez dziesiątki tysięcy poranków przez całe nasze życie. Jeśli jest jedna rzecz, na którą możesz liczyć, to poranny wschód słońca.
Teraz analiza Michigan Tech przeprowadzona przez Teresę Wilson z Obserwatorium Marynarki Wojennej USA sugeruje, że tradycyjne metody i almanachy mogą opóźnić podawany czas wschodu i zachodu słońca nawet o 5 minut. Wilson ogłosił wyniki fascynującego badania 8 styczniath spotkanie American Astronomical Society w Seattle.
Problem polega na załamaniu. Gdybyśmy żyli bez słowa, obliczony i obserwowany moment wschodu słońca byłby łatwy… ale jako ssaki oddychające powietrzem mielibyśmy inne problemy. Powietrze wygina światło, co oznacza, że widzimy Słońce nieznacznie przesunięte względem swojego prawdziwego położenia na horyzoncie z powodu atmosfery. Wraz z Księżycem, Słońce jest jednym z niewielu obiektów niebieskich, które są duże i wystarczająco blisko, aby wydawać się więcej niż punktem światła gołym okiem. Podobnie jak Księżyc, widoczna średnica Słońca ma około pół stopnia średnicy, co oznacza, że możesz wyrównać lokalny horyzont z 720 Słońcami od końca do końca lub 180 Słońc od horyzontu do zenitu. Rozmiar ten zmienia się również bardzo nieznacznie od peryhelium w styczniu do aphelium w lipcu, ponieważ wydaje się, że Słońce rośnie, a następnie maleje z wartości 31,6 ′ 32,7 ′ minuty łuku.
Większość obliczeń zakłada lokalny czas wschodu i zachodu słońca, gdy środek dysku słonecznego oczyszcza horyzont. Oczywiście Twój rzeczywisty horyzont jest prawdopodobnie zagracony obiektami na pierwszym planie, które Słońce musi usunąć, chyba że mieszkasz na odległym szczycie lub masz szczęście obserwować wschód i zachód słońca z plaży.
Większość standardowych obliczeń wschodu słońca zakłada kąt załamania wynoszący 34 minuty łukowe, nieco większy niż pozorna średnica Słońca. Wilson zauważa w badaniu, że wartość ta jest cytowana już w 1865 r., A jej wykorzystanie może sięgać wstecz aż do 17th wieku mistrz optyki, Izaak Newton. Jednak wartość ta jest przybliżona i nie uwzględnia lokalnych warunków meteorologicznych. Powietrze zachowuje się zupełnie inaczej, powiedzmy, w styczniowy poranek nad Wielkimi Jeziorami w porównaniu z gorącym, zakurzonym lipcowym rankiem u zachodniego wybrzeża Afryki. Jednak zwykłe użycie wartości standardowej zakłada, że prawdziwe warunki w tych zupełnie różnych miejscach są takie same.
W badaniu Wilsona przeanalizowano historyczne zapisy 514 zachodów słońca i 251 wschodów słońca z 30 różnych lokalizacji geograficznych. Większość z nich (około 600) pochodziła z danych pogodowych dla miejsca, które Wilson następnie wprowadził do trzech oddzielnych modeli refrakcji.
Wilson odkrył, że chociaż wschody i zachody słońca różniły się w zależności od pory roku, prognozy dotyczące zimy zwykle przebiegały z opóźnieniem, podczas gdy prognozy na lato biegły wcześnie. Widok wschodu słońca nad wodą zdawał się powiększać efekt, choć wzięcie pod uwagę wysokości obserwatora osłabiło rozbieżność.
Co więcej, modelowanie złożonego wpływu pogody w troposferze nie spowodowało zniknięcia rozbieżności. Wilson stwierdził, że przy użyciu obecnego standardu 34 ′ nie możemy przewidzieć rzeczywistego czasu wschodu słońca z dokładnością lepszą niż w ciągu 2 minut.
Dlaczego to ma znaczenie? Wilson zauważa, że jedna minuta błędu pomiaru wschodu słońca na morzu przy użyciu nawigacji niebieskiej może doprowadzić do błędu błędu do 15 mil morskich. Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ marynarka wojenna Stanów Zjednoczonych wznowiła nauczanie kadetów starej szkoły nawigacji niebieskiej, na wypadek, gdyby cyberatak oślepił zdolność GPS. Ponadto na razie nasz czas jest ustawiony na czas astronomiczny, chociaż pojawiły się wezwania do odejścia od tego standardu i zniesienia usuwania i wstawiania sekund przestępnych od 2023 r. Myślę jednak, że ta naprawdę fascynująca historia jest faktem że nauka otaczająca ten podstawowy aspekt astronomii jest czymś, co naprawdę każdy mógłby zrobić, gdyby tylko tego chciał.
Rozwiązanie? Być może inteligentne prognozy mogą działać w celu uwzględnienia lokalnych warunków atmosferycznych, zapewniając obserwatorom lepsze prognozy wschodów i zachodów słońca.
… A Słońce będzie wschodzić i zachodzić każdego dnia.
