Es ist seltsam, aber wahr. Wir verstehen möglicherweise eine der einfachsten Metriken in der Beobachtungsastronomie nicht vollständig: Wann geht die Sonne auf… wirklich?
Es ist etwas so Grundlegendes, dass wir selten etwas dagegen tun. Jeden Morgen rast der Sonnenaufgang von Osten auf uns zu (wenn Sie sich am Äquator befinden) mit einer Geschwindigkeit von über 1.600 km / h (1.000 Meilen pro Stunde) und wird dies während unseres gesamten Lebens für Zehntausende von Morgen tun. Wenn es eine Sache gibt, auf die Sie sich verlassen können, ist es der morgendliche Sonnenaufgang.
Eine Michigan Tech-Analyse von Teresa Wilson vom US Naval Observatory legt nahe, dass traditionelle Methoden und Almanache die angegebene Sonnenauf- und -untergangszeit um bis zu 5 Minuten verlängern können. Wilson gab die Ergebnisse der faszinierenden Studie am 8. Januar bekanntth Treffen der American Astronomical Society in Seattle.
Das Problem ist die Brechung. Wenn wir von einem luftlosen Wort leben würden, wäre der berechnete und beobachtete Moment des Sonnenaufgangs einfach ... aber als luftatmende Säugetiere hätten wir andere Probleme zu bewältigen. Luft biegt das Licht, was bedeutet, dass die Sonne aufgrund der Atmosphäre leicht von ihrer tatsächlichen Position am Horizont versetzt ist. Neben dem Mond ist die Sonne eines der wenigen Himmelsobjekte, das groß und nah genug ist, um mit bloßem Auge als mehr als ein Lichtpunkt zu erscheinen. Ebenso wie der Mond hat der scheinbare Durchmesser der Sonne einen Durchmesser von etwa einem halben Grad, was bedeutet, dass Sie den lokalen Horizont mit 720 Sonnen von Ende zu Ende oder 180 Sonnen von Horizont zu Zenit auskleiden können. Diese Größe ändert sich auch geringfügig von Perihel im Januar zu Aphel im Juli, da die Sonne zu wachsen scheint und dann von einem Wert von 31,6 '32,7' Bogenminuten schrumpft.
Die meisten Berechnungen gehen von einer lokalen Sonnenauf- und -untergangszeit aus, wenn der Mittelpunkt der Sonnenscheibe den Horizont frei macht. Natürlich ist Ihr tatsächlicher Horizont wahrscheinlich mit Vordergrundobjekten überfüllt, die die Sonne löschen muss, es sei denn, Sie leben auf einem abgelegenen Berggipfel oder haben das Glück, Sonnenaufgang und Sonnenuntergang vom Strand aus zu beobachten.
Die meisten Standardberechnungen für den Sonnenaufgang gehen von einem Brechungswinkel von 34 'Bogenminuten aus, der etwas größer ist als der scheinbare Durchmesser der Sonne. Wilson stellt in der Studie fest, dass dieser Wert bereits 1865 zitiert wurde und seine Verwendung möglicherweise bis in diese Zeit zurückreicht 17th Jahrhundert Meister der Optik, Isaac Newton. Dieser Wert ist jedoch eine Annäherung und berücksichtigt nicht die lokalen meteorologischen Bedingungen. Die Luft verhält sich beispielsweise an einem stillen Januarmorgen über den Großen Seen ganz anders als an einem heißen, staubigen Julimorgen vor der Westküste Afrikas. Die einfache Verwendung eines Standardwerts setzt jedoch voraus, dass die tatsächlichen Bedingungen an diesen unterschiedlich unterschiedlichen Standorten gleich sind.
Wilsons Studie untersuchte historische Aufzeichnungen von 514 Sonnenuntergängen und 251 Sonnenaufgängen aus 30 verschiedenen geografischen Standorten. Die meisten davon (ungefähr 600) kamen zusammen mit Wetterdaten für den Standort, die Wilson dann in drei separate Refraktionsmodelle einspeiste.
Wilson stellte fest, dass Sonnenaufgang und Sonnenuntergang je nach Jahreszeit unterschiedlich waren, die Vorhersagen für den Winter jedoch eher spät liefen, während die Vorhersagen für den Sommer früh liefen. Das Betrachten des Sonnenaufgangs über Wasser schien den Effekt zu verstärken, obwohl die Berücksichtigung der Höhe des Beobachters die Diskrepanz dämpfte.
Darüber hinaus hat die Modellierung der komplexen Auswirkungen des Wetters in der Troposphäre die Diskrepanz nicht beseitigt. Wilson stellte fest, dass wir mit dem aktuellen 34'-Standard die tatsächliche Sonnenaufgangszeit nicht besser als innerhalb von 2 Minuten vorhersagen können.
Warum spielt es eine Rolle? Wilson merkt an, dass eine Minute Fehler bei der Messung des Sonnenaufgangs auf See mithilfe der Himmelsnavigation zu bis zu 15 Seemeilen Fehler führen kann. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da die US-Marine den Unterricht von Kadetten der Himmelsnavigation der alten Schule wieder aufgenommen hat, falls ein Cyberangriff die GPS-Fähigkeit blind macht. Außerdem ist unsere Zeit vorerst auf astronomische Zeit eingestellt, obwohl es Aufrufe gab, von diesem Standard abzuweichen und das Löschen und Einfügen von Schaltsekunden ab 2023 abzuschaffen. Ich denke, die wirklich faszinierende Geschichte hier ist jedoch die Tatsache dass die Wissenschaft, die diese grundlegende Facette der Astronomie umgibt, etwas ist, das wirklich jeder hätte tun können, wenn er einfach daran gedacht hätte.
Die Lösung? Vielleicht können intelligente Vorhersagen die lokalen atmosphärischen Bedingungen berücksichtigen und den Beobachtern eine bessere Vorhersage von Sonnenaufgang und Sonnenuntergang liefern.
… Und die Sonne wird jeden Tag weiter aufgehen und untergehen.
