Странно, но это правда. Возможно, мы не до конца понимаем одну из самых простых метрик в наблюдательной астрономии: в какое время Солнце восходит ... на самом деле?
Это что-то настолько основное, что мы редко думаем об этом. Каждое утро восход солнца мчится к нам с востока со скоростью до (если вы находитесь на экваторе) со скоростью более 1000 миль в час (1600 км / ч), и это будет происходить в течение десятков тысяч утр в течение всей нашей жизни. Если есть одна вещь, на которую вы можете рассчитывать, это утренний рассвет.
Теперь, анализ Мичиганской Технологии, проведенный Терезой Уилсон из Военно-морской Обсерватории США, показывает, что традиционные методы и альманах могут отложить указанное время восхода и захода солнца на целых 5 минут. Уилсон объявил результаты увлекательного исследования 8 январяго встреча Американского астрономического общества в Сиэтле.
Проблема заключается в преломлении. Если бы мы жили на безвоздушном слове, вычисленный и наблюдаемый момент восхода солнца был бы легок ... но как млекопитающие, дышащие воздухом, у нас были бы другие проблемы, с которыми приходится сталкиваться. Воздух излучает свет, а это значит, что мы видим, что Солнце слегка смещено от своего истинного положения на горизонте из-за атмосферы. Наряду с Луной Солнце является одним из немногих небесных объектов, который является большим и достаточно близким, чтобы казаться невооруженным глазом более чем точкой света. Кроме того, как и у Луны, видимый диаметр Солнца составляет около половины градуса в поперечнике, что означает, что вы можете выровнять локальный горизонт с 720 Солнцами от начала до конца или с 180 Солнцами от горизонта до зенита. Этот размер также очень незначительно изменяется от перигелия в январе до афелия в июле, так как Солнце, кажется, растет, а затем сжимается от значения 31,6 '32,7' мин.
В большинстве расчетов принимается локальное время восхода и захода солнца, когда центр солнечного диска очищает горизонт. Конечно, ваш реальный горизонт, вероятно, загроможден объектами переднего плана, которые нужно очистить Солнцу, если только вы не живете на удаленной вершине горы или вам не повезло наблюдать восход и заход солнца с пляжа.
В большинстве стандартных расчетов восхода солнца угол преломления составляет 34 минуты, что немного больше, чем видимый диаметр Солнца. В исследовании Уилсон отмечает, что это значение упоминается еще в 1865 году, и его использование может вернуться к этому 17го Мастер оптики века Исаак Ньютон. Однако это значение является приблизительным и не учитывает местные метеорологические условия. Воздух ведет себя совсем иначе, скажем, тихим январским утром над Великими озерами по сравнению с жарким пыльным июльским утром у западного побережья Африки. Тем не менее, простое использование стандартного значения предполагает, что истинные условия на этих совершенно разных сайтах одинаковы.
В исследовании Уилсона рассматривались исторические записи 514 закатов и 251 восходов из 30 отдельных географических мест. Большинство из них (около 600) пришли вместе с данными о погоде для этого участка, которые Уилсон затем подал в три отдельные модели рефракции.
Уилсон обнаружил, что, хотя восход и заход Солнца менялись в зависимости от сезона, прогнозы на зимнее время, как правило, опаздывали, а на летние прогнозы - рано. Наблюдение за восходом солнца над водой, казалось, усиливало эффект, хотя, принимая во внимание высоту наблюдателя, смягчало расхождение.
Более того, моделирование сложного влияния погоды в тропосфере не устраняет расхождение. Уилсон обнаружил, что, используя текущий стандарт 34 ', мы не можем предсказать фактическое время восхода солнца лучше, чем в течение 2 минут.
Почему это имеет значение? Уилсон отмечает, что одна минута ошибки измерения восхода солнца в море с использованием небесной навигации может привести к ошибке до 15 морских миль. Это очень важно, поскольку военно-морской флот США возобновил обучение курсантов небесной навигации старой школы в случае, если кибератака не позволяет использовать GPS. Кроме того, на данный момент наше время установлено на астрономическое время, хотя были призывы отойти от этого стандарта и отменить удаление и вставку високосных секунд, начиная с 2023 года. Тем не менее, я думаю, что действительно захватывающая история заключается в том, что что наука, окружающая этот базовый аспект астрономии, - это нечто, что действительно мог бы сделать каждый, если бы они просто подумали об этом.
Решение? Возможно, умные прогнозы могут работать для учета местных атмосферных условий, предоставляя наблюдателям лучший прогноз восхода и заката солнца.
... и Солнце будет расти и садиться каждый день.
