لماذا يختلف وقت شروق الشمس على مدار السنة؟
Context:على الرغم من أن الشمس تبدو وكأنها "تشرق" من الأفق، إلا أن حركة الأرض هي في الواقع التي تسبب في ظهور الشمس. إن وهم تحرك الشمس ينتج عن وجود مراقبي الأرض في إطار مرجعي دوار؛ تسببت هذه الحركة الواضحة في أن العديد من الثقافات لديها أسطورات وأديان بنيت حول النموذج الجيوسنتري، والذي سادت حتى صياغة عالم الفلك نيكولاس كوبرنيكوس لنموذجه الهيليوسنتري في القرن السادس عشر. من الناحية الفلكية ، يحدث شروق الشمس للحظة واحدة فقط: اللحظة التي يبدو فيها الطرف العلوي من الشمس مماسًا للأفق. ومع ذلك ، فإن مصطلح شروق الشمس يشير عادة إلى فترات زمنية قبل وبعد هذه النقطة: الشفق، الفترة في الصباح التي تكون فيها السماء مشرقة، لكن الشمس غير مرئية بعد. بداية الغسق الصباحي تسمى الفجر الفلكي. فترة بعد شروق الشمس حيث لا تزال الألوان المدهشة والتأثيرات الجوية مرئية يختلف توقيت شروق الشمس على مدار السنة ويتأثر أيضًا بعرض ومد البعد والارتفاع والمنطقة الزمنية للمشاهد. هذه التغيرات مدفوعة بالانحناء المحوري للأرض، والدوران اليومي للأرض، وحركة الكوكب في مداره البيضاوي السنوي حول الشمس، والثورات المزدوجة للأرض والقمر حول بعضهما البعض. يمكن استخدام الـ (أناليمما) لتحديد توقيت شروق الشمس. في أواخر فصل الشتاء والربيع ، يحدث شروق الشمس كما يظهر من خطوط العرض المعتدلة في وقت مبكر كل يوم ، ويصل إلى وقت مبكر بالقرب من الانقلاب الصيفي ؛ على الرغم من أن التاريخ الدقيق يختلف حسب خط العرض. بعد هذه النقطة، وقت شروق الشمس يصبح متأخراً كل يوم، ليصل إلى آخر وقت في وقت ما حول الانقلاب الشتوي. يحدث الانحراف بين تواريخ الانقلاب وأول أو آخر وقت للشروق الشمسية بسبب غريبة مركز مدار الأرض وميل محورها، ويتم وصفه بواسطة الـ analemma، والذي يمكن استخدامه للتنبؤ بالتواريخ. التباينات في الانكسار الجوي يمكن أن تغير وقت شروق الشمس عن طريق تغيير موقعه الظاهري. بالقرب من القطبين، يبالغ التباين في وقت اليوم، لأن الشمس تعبر الأفق بزاوية ضحلة جدا وبالتالي ترتفع ببطء أكثر. حساب الانكسار الجوي والقياس من الحافة الأمامية يزيد قليلا من متوسط مدة النهار مقارنة بالليل. معادلة شروق الشمس، ومع ذلك، والتي تستخدم لتحديد وقت شروق الشمس وغروبها، تستخدم المركز المادي للشمس للحساب، وتتجاهل الانكسار الجوي والزاوية غير الصفرية التي يحتوي عليها القرص الشمسي.
يختلف توقيت شروق الشمس على مدار السنة ويتأثر أيضًا بعرض ومد البعد والارتفاع والمنطقة الزمنية للمشاهد. هذه التغيرات مدفوعة بالانحناء المحوري للأرض، والدوران اليومي للأرض، وحركة الكوكب في مداره البيضاوي السنوي حول الشمس، والثورات المزدوجة للأرض والقمر حول بعضهما البعض.