إنه غريب ولكنه حقيقي. قد لا نفهم تمامًا أحد أبسط المقاييس في علم الفلك الرصدي: في أي وقت تشرق الشمس ... حقًا؟
إنه شيء أساسي جدًا ونادرًا ما نتحدث عنه. كل صباح ، تسابقنا شروق الشمس من الشرق بسرعة تصل إلى (إذا كنت على خط الاستواء) أكثر من 1000 ميل في الساعة (1600 كيلومتر في الساعة) ، وسوف تفعل ذلك لعشرات الآلاف من الصباح طوال حياتنا. إذا كان هناك شيء واحد تعتقد أنه يمكنك الاعتماد عليه ، فهو شروق الشمس في الصباح.
الآن ، يشير تحليل ميشيغان للتكنولوجيا من قبل المرصد البحري الأمريكي تيريزا ويلسون إلى أن الطرق والتقاويم التقليدية قد تؤدي إلى تأخير وقت شروق الشمس وغروبها لمدة تصل إلى 5 دقائق. أعلن ويلسون نتائج الدراسة الرائعة في 8 ينايرالعاشر اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في سياتل.
المشكلة هي مشكلة الانكسار. إذا عشنا على كلمة لا هواء فيها ، فإن لحظة شروق الشمس المحسوبة والمرصودة ستكون سهلة ... ولكن كثدييات تتنفس الهواء ، سنواجه مشاكل أخرى يجب علينا مواجهتها. الهواء ينحني للضوء ، مما يعني أننا نرى الشمس معادلة قليلاً عن موقعها الحقيقي في الأفق بسبب الغلاف الجوي. إلى جانب القمر ، تعد الشمس واحدة من الأجرام السماوية القليلة التي تكون كبيرة وقريبة بما يكفي لتظهر أكثر من نقطة ضوء للعين المجردة. أيضًا ، مثل القمر ، يبلغ قطر الشمس الظاهر حوالي نصف درجة ، مما يعني أنه يمكنك محاذاة الأفق المحلي مع 720 Suns من طرف إلى آخر ، أو 180 Suns من الأفق إلى السمت. يتغير هذا الحجم أيضًا بشكل طفيف جدًا من الحضيض في يناير إلى الأوج في يوليو ، حيث يبدو أن الشمس تنمو ثم تتقلص من قيمة 31.6 ′ 32.7 ′ دقيقة.
تفترض معظم الحسابات وقت شروق الشمس وغروبها المحلي كما هو الحال عندما يزيل وسط قرص الشمس الأفق. بالطبع ، ربما يكون الأفق الفعلي مزدحمًا بالأشياء الأمامية التي تحتاج الشمس إلى مسحها ، إلا إذا كنت تعيش على قمة جبل بعيدة أو كنت محظوظًا بما يكفي لمراقبة شروق الشمس وغروبها من الشاطئ.
تفترض معظم حسابات شروق الشمس القياسية زاوية انكسار 34 ′ دقيقة ، أكبر بقليل من القطر الظاهري للشمس. يلاحظ ويلسون في الدراسة أن هذه القيمة تم الاستشهاد بها منذ عام 1865 ، وقد يرجع استخدامها إلى ذلك الرقم 17العاشر سيد البصريات القرن ، إسحاق نيوتن. ومع ذلك ، فإن هذه القيمة تقريبية ، ولا تأخذ في الاعتبار ظروف الأرصاد الجوية المحلية. يتصرف الهواء بشكل مختلف تمامًا ، على سبيل المثال ، في صباح شهر يناير / كانون الثاني فوق البحيرات الكبرى مقابل صباح غبار ساخن في يوليو / تموز قبالة الساحل الغربي لأفريقيا. ومع ذلك ، فإن استخدام قيمة قياسية ببساطة يفترض أن الظروف الحقيقية في هذه المواقع المختلفة تمامًا هي نفسها.
نظرت دراسة ويلسون في السجلات التاريخية لـ 514 غروبًا و 251 شروقًا من 30 موقعًا جغرافيًا منفصلًا. جاءت معظم هذه (حوالي 600) جنبًا إلى جنب مع بيانات الطقس في الموقع ، والتي قامت ويلسون بعد ذلك بإدخالها في ثلاثة نماذج انكسار منفصلة.
وجد ويلسون أنه على الرغم من اختلاف شروق الشمس وغروبها حسب الموسم ، فإن توقعات فصل الشتاء تميل إلى التأخير ، بينما تنبأت تنبؤات الصيف مبكرًا. يبدو أن عرض شروق الشمس فوق الماء يضخم التأثير ، على الرغم من أن مراعاة ارتفاع الراصد قد قلل من التناقض.
علاوة على ذلك ، فإن نمذجة التأثير المعقد للطقس في طبقة التروبوسفير لم تجعل التباين يختفي. وجد ويلسون أنه باستخدام معيار 34 ′ الحالي ، لا يمكننا التنبؤ بوقت شروق الشمس الفعلي أفضل من دقيقتين.
لماذا يهم؟ ويلسون يلاحظ أن دقيقة واحدة من الخطأ في قياس شروق الشمس في البحر باستخدام الملاحة السماوية يمكن أن تؤدي إلى ما يصل إلى 15 ميلاً بحريًا من الخطأ. هذا أمر بالغ الأهمية ، حيث استأنفت البحرية الأمريكية تعليم الطلاب الصغار الملاحة السماوية في المدرسة القديمة ، في حالة حدوث هجوم عبر الإنترنت يعمي قدرة GPS. أيضًا ، في الوقت الحالي ، تم تعيين وقتنا على وقت فلكي ، على الرغم من وجود مكالمات للابتعاد عن هذا المعيار وإلغاء حذف وإدخال الثواني الكبيسة بدءًا من عام 2023. أعتقد أن القصة الرائعة حقًا هنا ، على الرغم من ذلك ، هي حقيقة أن العلم الذي يحيط بهذا الجانب الأساسي لعلم الفلك هو شيء يمكن لأي شخص فعله فعلاً ، لو اعتقدوا ببساطة أن يفعلوا ذلك.
الحل؟ ربما يمكن للتنبؤات الذكية أن تعمل لحساب الظروف الجوية المحلية ، مما يوفر للمراقبين أفضل توقع شروق الشمس وغروبها.
... وستستمر الشمس في شروقها وغروبها كل يوم.
