Desde el momento en que el sol aparece en el horizonte, o se encuentra con él en su puesta, hasta el momento en que es completamente visible, o ya no es visible en su puesta, ¿cuánto tiempo pasa? En segundo lugar, ¿hay algún lugar en el mundo donde ocurra un amanecer/atardecer durante un período de unos pocos días? ¿Es decir, que desde que empieza a asomarse por el horizonte hasta que se hace totalmente visible, transcurren unos días sin que intervenga la noche (y lo mismo al contrario con la puesta de sol)?
Como se indica en http://aa.quae.nl/en/antwoorden/zonpositie.html#14 , la duración del amanecer/atardecer varía de aproximadamente 128/cos(latitud) segundos en los equinoccios a aproximadamente 142/cos(1,14*latitud ) en los solsticios.
Más específicamente, aquí está la duración del amanecer/atardecer en varias latitudes:
Más allá de los 65 grados de latitud norte o sur, el sol no sale ni se pone a diario, y la duración del amanecer/atardecer aumenta significativamente.
Los datos trazados arriba son la duración de la salida del sol, pero la duración de la puesta del sol es muy similar.
Todos los cálculos para este programa se realizaron con este programa:
https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/bc-solve-astro-12824.c
La salida sin procesar de las horas de salida y puesta del sol:
https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/sun-rise-set-multiple-latitudes.txt.bz2
Puede verificar estos resultados en: http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php
El amanecer más largo que encontré para 2015 fue a 89 grados 51 minutos de latitud sur, 125 grados de longitud este. Allí, el sol comienza a salir el 20 de septiembre de 2015 a las 2352, sube y baja un poco (pero nunca se pone del todo) y finalmente termina de salir 43 horas y 21 minutos más tarde, el 22 de septiembre de 2015 a las 1913, pero vea la advertencia al final de esta respuesta
Puede "verificar" esto visitando primero http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php con estos parámetros:
Llegar:
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 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
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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)
Tenga en cuenta que el sol sale a las 2352 el 20 de septiembre y no se pone durante el resto del año, verificando la hora de inicio del amanecer.
Verificar el tiempo de finalización es un poco engañoso. Para hacer esto, visite http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi con los siguientes parámetros:
Llegar:
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)
telnet ssd.jpl.nasa.gov 6775 (via command-line)
Author : Jon.Giorgini@jpl.nasa.gov
*******************************************************************************
El diámetro angular del sol es de unos 32 minutos de arco, por lo que la extremidad inferior del sol está a 16 minutos de arco por debajo del centro del sol. Cuando el centro del sol tiene una elevación geométrica de -18 minutos de arco (-0,3 grados), el miembro inferior tiene una elevación geométrica de -34 minutos de arco. Dado que la refracción cerca del horizonte también es de 34 minutos de arco, la extremidad inferior del sol se eleva cuando la elevación geométrica del sol es de -0,3 grados.
En la tabla anterior, esto ocurre entre 1914 y 1915, pero mi programa usa datos un poco más precisos para el diámetro angular del sol, y el sol en realidad termina de salir entre 1913 y 1914 (y más cerca de 1913).
A continuación, puede volar casi al otro lado del mundo a la latitud 89 grados 51 minutos y longitud -19 grados para ver la puesta de sol más larga de un minuto menos, que comienza el 23 de septiembre de 2015 a las 2128 y termina el 25 de septiembre de 2015 a las 1648, una longitud de 43 horas y 20 minutos.
En este caso, usaría http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php para verificar la hora de finalización de la puesta del sol y HORIZONTES para verificar la hora de inicio de la puesta del sol.
Los amaneceres y atardeceres polares son considerablemente más cortos:
En el Polo Norte, el sol comienza a salir el 18 de marzo de 2015 a las 0441, y termina de salir el 20 de marzo de 2015 a las 0441, con una duración de 32 horas y 26 minutos.
En el Polo Sur, el sol comienza a ponerse el 21 de marzo de 2015 a las 1650 y termina de ponerse el 23 de marzo de 2015 a las 0117, con una duración de 32 horas y 27 minutos.
En el Polo Sur, el sol comienza a salir el 21 de septiembre de 2015 a las 0508 y termina de salir el 22 de septiembre de 2015 a las 1400, con una duración de 32 horas y 52 minutos.
En el Polo Norte, el sol comienza a ponerse el 24 de septiembre de 2015 a las 0243 y termina de ponerse el 25 de septiembre de 2015 a las 1131, con una duración de 32 horas y 48 minutos.
Advertencia principal: Al igual que HORIZONTES y las tablas de amanecer/atardecer anteriores, asumo 34 minutos de arco de refracción en el horizonte. Eso es razonable para la mayoría de los lugares, pero puede no ser razonable cerca del polo, donde ocurren los amaneceres y atardeceres más largos. En particular, la refracción puede cambiar rápidamente en estas latitudes, lo que permite amaneceres y atardeceres potencialmente mucho más largos.
Ahora creo que http://what-if.xkcd.com/42/ es inexacto y haré un ping al autor para informarle.
El tiempo que tarda depende de varios factores: el ángulo que forma la trayectoria del sol con el horizonte es el principal, aunque también influyen los efectos ópticos provocados por la atmósfera.
Generalmente, cuanto más cerca del ecuador vives, más inclinado es el ángulo y, por lo tanto, más rápida es la puesta del sol.
Usando Stellarium hice un par de pruebas:
Parece que en la mayoría de las regiones pobladas, una puesta de sol tarda entre 2 y 5 minutos.
Hay lugares, cerca del círculo polar antártico en esta época del año, en los que el sol solo se pone parcialmente y luego sale de nuevo. Y en el Polo, el sol se mueve en círculos horizontales en el cielo todos los días. Durante el verano hay un sol permanente, a medida que se acerca el invierno, el sol se acerca al horizonte y luego se pone durante varios días. (Randall calcula de 38 a 40 horas en el blog que enlaza Barry)
Bien, comencemos con el enfoque matemático más simple para ilustrar el camino hacia una respuesta totalmente analítica. El sol presenta un ancho angular de 32 minutos de arco a cualquier punto de la tierra. Eso es 32/60 o 0,533 grados de arco o tramo angular. Supongamos que la Tierra no tiene sus 23 grados de inclinación, para esta primera aproximación. Luego, como una segunda aproximación, supongamos que la Tierra gira alrededor del sol en 24 horas, todavía estás en el ecuador. Nuestro cálculo es el siguiente;
0,533 grados/360 grados) = (horas puesta del sol/24 horas).
Resuelve por horas la puesta del sol y obtienes,
24 horas X (0,533/360) = 0,0355 horas, que es
0.0355 hrs X 60 min/hrs = 2.13 minutos, que es
2,13 min X 60 s/min = 128 segundos
Bien, ahora esa es solo la aproximación de primer orden y explica los mínimos de los buenos gráficos proporcionados anteriormente.
La primera y trivial corrección sería notar que la suposición de 24 horas no es precisa, ¡por lo tanto, los años bisiestos! Más allá de eso, en realidad tenemos 23:56 por año. Eso le dará 127,56 segundos para la puesta del sol.
La solución real para los buceadores profundos es comprender que el ancho angular del sol en el cielo es de 32 minutos de arco, pero solo para un instante en el tiempo para cualquier punto de la Tierra. Entonces, el próximo cálculo sería integrar sobre el diámetro de la tierra para incorporar el ancho angular que está atravesando durante el tiempo de travesía del atardecer. Usted, el observador, se está moviendo, girando con la superficie de la Tierra y, por lo tanto, está extendiendo el tamaño angular aparente del sol en la medida en que está atravesando durante ese período de puesta del sol, y esto agregará tiempo al período de puesta del sol.
Ahora que es el lado más fácil de todo esto. El siguiente cálculo agregaría la corrección geométrica para la latitud en la que se encuentra el observador. Esto introduce el componente horizontal relativo del movimiento del sol para el observador, aumentando en gran medida el tiempo cuando uno no está en los equinoccios de verano o invierno. (Los cálculos anteriores tenían el sol directamente perpendicular a la rotación de la Tierra). En los sistemas titulados Earth Sun, este efecto se minimiza en las posiciones del equinoccio del sistema solar de la Tierra y las asíntotas hacia el cálculo anterior si uno está en el ecuador y en el equinoccio dos veces al año. Nuevamente, esto se ve muy bien en los gráficos de las respuestas anteriores.
Espero que ayude a la gente a comprender algunos de los fundamentos básicos de las matemáticas y la geometría que los cálculos reales deben tener en cuenta.
No se permiten calculadoras y aún puedes llegar allí.
El diámetro del Sol es ½ grado de 360, calculo que son 2 minutos. Muy parejo precisamente dos, porque la división del tiempo en minutos, hace mucho mucho tiempo, fue diseñada con el movimiento del Sol como base.
usuario21
molinero