Долгота дня (:klikmg ;ux)

Долгота дня — промежуток времени между восходом солнца и его заходом, в течение которого хотя бы часть солнечного диска находится над горизонтом.

Описание

Долгота дня зависит от географической широты места и от склонения Солнца. На земном экваторе она приблизительно постоянна и составляет 12 часов 7 минут. Отклонение от половины суток обусловлено самим определением восхода и захода солнца, поскольку восходом и заходом считается момент пересечения видимого горизонта верхним краем солнечного диска^[1], а не его центром. Кроме того, на долготу дня влияет рефракция солнечных лучей. Наклон земной оси к плоскости эклиптики определяет колебания долготы дня. В Северном полушарии Земли долгота дня больше 12 часов с середины марта до конца сентября, и с ростом широты она увеличивается до полярного дня. С конца сентября до середины марта она меньше 12 часов, и с ростом широты продолжительность дня уменьшается до полярной ночи. В Южном полушарии — наоборот: с середины марта до конца сентября долгота дня меньше 12 часов.

Наибольшая долгота дня бывает в день летнего солнцестояния (около 22 июня в Северном полушарии, около 22 декабря в Южном полушарии), а наименьшая — в день зимнего солнцестояния (около 22 декабря в Северном полушарии, около 22 июня в Южном полушарии)^[1].

В дни равноденствий (около 21 марта и около 23 сентября) всюду на Земле день несколько длиннее ночи по той же причине, по которой день на экваторе длиннее 12 часов.

В пределах полярных кругов солнце может не заходить, и долготу дня можно принимать равной 24 часам — в таком случае следует рассматривать продолжительность полярного дня. На северном и южном полюсах полярный день длится между равноденствиями плюс поправка в 4 дня на размер солнечного диска и рефракцию — 190 и 184 дня, соответственно.

Итак, среднегодовая долгота дня для всех широт немного больше 12 часов. По мере отдаления от экватора средняя продолжительность дня растёт, так как восход и закат солнца происходят под меньшим углом к горизонту. Максимальная среднегодовая продолжительность дня достигается на северном и южном полярном круге — 12 часов 32 минуты и 12 часов 16 минут, соответственно. Разница между северным и южным полушарием вызвана тем, что земная орбита эллиптическая и в северном полушарии промежуток от весеннего до осеннего равноденствия длиннее, чем от осеннего до весеннего. Средняя продолжительность дня на полюсах такая же, как и на полярном круге (в полярный день продолжительность считается как 24 часа, в полярную ночь — как 0).

Продолжительность периода, когда светло, существенно отличается от долготы дня, поскольку перед восходом и после заката наблюдаются сумерки разной продолжительности, увеличивая продолжительность светлого времени от 45 минут и вплоть до белых ночей летом или продолжительных сумерек зимой в высоких широтах.

Вычисление долготы дня

В языке программирования PHP есть функции для определения времени восхода date_sunrise()^[2] и захода date_sunset()^[3] солнца. Аргументами функций являются географические координаты и UNIX-время.

Долготу дня D (в часах, при отсутствии полярного дня и полярной ночи) можно вычислить по следующей формуле^[4]:

D={\frac {24}{\pi }}\arccos \left(-\tan \varphi \cdot \tan \delta \right)

где:

$\varphi$ : широта наблюдателя;
$\delta$ : склонение Солнца на момент вычисления^{[Комм 1]}.

arccos вычисляется в радианах; если аргумент arccos меньше −1 — это полярный день, если больше 1 — полярная ночь. Результат не учитывает размера диска солнца и рефракцию. С учётом этих явлений долгота дня будет больше на широте до 30° на 8 минут, на широте 60° на 15—25 минут.

История

Таблицы продолжительности дня и ночи на Руси приводились в месяцесловах ещё в начале XVIII века^[5] и в святцах, например, 1649 года^[6]. Известны и специально изготовленные для этого приборы. Один из них, датируемый серединой — концом XVII века, хранится в Государственном историческом музее. Он представляет собой деревянный сектор. На одной его стороне указана продолжительность дня и ночи в часах для каждого полумесяца с сентября по февраль (год тогда начинался 1 сентября), а на другой стороне — с марта по август^[6].

Максимальная долгота суток на других планетах

При этом используются единицы времени Земли:

Меркурий — около 60 суток
Венера — 243 дня (5832 часа)
Марс — 24 часа 39 минут 35,24409 секунды (сол)
Юпитер — 9 часов
Сатурн — около 10 часов
Уран — около 13 часов
Нептун — около 15 часов

Примечания

Комментарии

↑ Применяя теорему косинусов ко второму астрономическому треугольнику, в котором эклиптическая широта $\beta =0$ , можно выразить склонение Солнца ( $\delta$ ) через широту тропиков ( $\varepsilon =23^{\circ }27'$ ) и угол, который Земля прошла по своей орбите с момента весеннего равноденствия ( $\alpha$ ): $\delta =\arcsin(\sin \varepsilon \cdot \sin(\alpha ))$ .

Источники

↑ ¹ ² Энциклопедический словарь юного астронома / Сост. Н. П. Ерпылев. — М.: Педагогика, 1980. — С. 73. — 320 с. — 300 000 экз.
↑ PHP: date_sunrise — Manual (неопр.). Дата обращения: 29 декабря 2011. Архивировано 16 марта 2012 года.
↑ PHP: date_sunset — Manual (неопр.). Дата обращения: 29 декабря 2011. Архивировано 4 января 2012 года.
↑ Она является простым следствием уравнения восхода, выводимого, например, в следующем источнике: Жаров В. Е. 2.7. Восход и заход небесных тел // Сферическая астрономия. — Фрязино: Век 2, 2006. — С. 96. — ISBN 5-85099-168-9.
↑ Описание изданий напечатанных кириллицей : Описание изданий напечатанных при Петре I. Сводный каталог Государственной ордена Трудового Красного Знамени публичной библиотеки имени М. Е. Салтыкова-Щедрина и Библиотеки Академии наук СССР со сведениями об изданиях 1689—1725 гг., имеющихся в других книгохранилищах Москвы и Ленинграда : [арх. 18 июня 2023] / Академия наук СССР; сост. Т. А. Быкова, М. М. Гуревич; ред. и вступ. ст. проф. П. Н. Беркова. — М.—Л. : Издательство Академии наук СССР, 1958. — С. 191. — 2000 экз. Здесь приводится описание книги 1716 года, содержащей месяцеслов с долготой дня и ночи для дней каждого месяца.
↑ ¹ ² Майстров Л.Е. Старинный прибор для определения продолжительности дня и ночи // Земля и Вселенная. — М.: Наука, 1965. — № 4. — С. 81—83.

Ссылки

[5] Применяя теорему косинусов ко второму астрономическому треугольнику, в котором эклиптическая широта $\beta =0$ , можно выразить склонение Солнца ( $\delta$ ) через широту тропиков ( $\varepsilon =23^{\circ }27'$ ) и угол, который Земля прошла по своей орбите с момента весеннего равноденствия ( $\alpha$ ): $\delta =\arcsin(\sin \varepsilon \cdot \sin(\alpha ))$ .

[ЭС-1] ¹ ² Энциклопедический словарь юного астронома / Сост. Н. П. Ерпылев. — М.: Педагогика, 1980. — С. 73. — 320 с. — 300 000 экз.

[2] PHP: date_sunrise — Manual (неопр.). Дата обращения: 29 декабря 2011. Архивировано 16 марта 2012 года.

[3] PHP: date_sunset — Manual (неопр.). Дата обращения: 29 декабря 2011. Архивировано 4 января 2012 года.

[4] Она является простым следствием уравнения восхода, выводимого, например, в следующем источнике: Жаров В. Е. 2.7. Восход и заход небесных тел // Сферическая астрономия. — Фрязино: Век 2, 2006. — С. 96. — ISBN 5-85099-168-9.

[6] Описание изданий напечатанных кириллицей : Описание изданий напечатанных при Петре I. Сводный каталог Государственной ордена Трудового Красного Знамени публичной библиотеки имени М. Е. Салтыкова-Щедрина и Библиотеки Академии наук СССР со сведениями об изданиях 1689—1725 гг., имеющихся в других книгохранилищах Москвы и Ленинграда : [арх. 18 июня 2023] / Академия наук СССР; сост. Т. А. Быкова, М. М. Гуревич; ред. и вступ. ст. проф. П. Н. Беркова. — М.—Л. : Издательство Академии наук СССР, 1958. — С. 191. — 2000 экз. Здесь приводится описание книги 1716 года, содержащей месяцеслов с долготой дня и ночи для дней каждого месяца.

[Майстров-7] ¹ ² Майстров Л.Е. Старинный прибор для определения продолжительности дня и ночи // Земля и Вселенная. — М.: Наука, 1965. — № 4. — С. 81—83.

[1]

[2]

[3]

[4]

[Комм 1]

[5]

[6]

Сутки
Время суток	Рассвет Восход Утро День Полдень После полудня Вечер Закат Сумерки Ночь Полночь После полуночи
Виды суточного времени	Солнечные сутки: 24 часа Звёздные сутки: 23 часа 56 минут 4 секунды
Связанные статьи	Время Режимное время Золотой час Терминатор Полярный день Полярная ночь Долгота дня Белые ночи Лунный свет