日出时间如何计算?
这个问题问对人了! 我来告诉你怎样通过观察太阳判断当地时间,以及如何算出地球自转轴的倾斜角度和春分点(即黄赤交角)的位置。 前提条件:已知当地时间,求解东八区区时(北京时间)、日没时间、日出时间;或者反之。
第一步,根据已知当地时间,通过计算求得本初子午线的时间,也就是180°经度所对应的时间。注意这个时间可能不是整点。 第二步,求解本初子午线上的日没时间。这个可以通过查询日历获得,或者更简单的是直接推导。
由于一个公历年度内共有365.25天,而一天又分为24小时,在本初子午线上,经过12个小时就过了12个节气,每个节气之间相隔天数为: 365.25 / (12 * 60 * 60) = 0.97667…≈1 所以,本初子午线上的日没过完一圈的时间是12*(365+366)/(365.25*2)=43.48…≈43 也就是说,在经过了43个“24小时”之后,太阳将再次回到出发点的东方。这时,太阳所在的经度和时间分别如下表: 经/时 分/时 故有 时/分 东经8 43 15.55 24 东经16 2 15.55 0 东经32 2 15.55 36 …… …… 西经8 22 5.55 0 西经16 22 5.55 36 西经32 22 5.55 72 …… …… 日没时刻也是很容易计算的。
第三步,求解太阳出发点(本初子午线的东南西北四个顶点)的地理坐标。因为当地时是12:00的时候,太阳位于正南方向,所以由第二步求得的经度和时间代入下面公式即可计算。 注:这里用的是弧度制,因此需要将上述公式中的角度再乘以180/π。
第四步,求解各地时间的差值。如果已知两地坐标,则可通过以下公式计算两地的时间差。 注:这里用的是儒略历,可以换算成格里高利历,二者相差不到一毫秒。 最后一步,将以上所得的差值除以43,便可得到欲求的北京时间和日出时间了。
按照这种方法计算出的结果,误差不超过几分钟。当然,如果知道更详细的地方经纬度,可以将上述第二步的计算方法做成计算器软件,输入相关数据自动算出答案。 以上是针对本题的解题思路。
下面来说说怎么通过看太阳判断当地时间。其实,上面第四步求解时间与地方时的公式中,第二个等号后面的表达式就是一个正弦函数,它反映了一天时间中,太阳位置的变动情况。如果知道这一天是几月几日,甚至具体几点几分,那么通过画正弦曲线就能大致推算出来此刻的时间。 例如:假设不知道当地时间,但知道现在是2018年1月1日12时,那么根据上面的公式,计算得出此时太阳位于东经32°N,南纬26°S 附近。而1月1日的12时正好处于冬至前后,我们可以在地图上找到这一经度,把它和赤道、两极划出一个三角形来,便能看到这天是北半球的冬至。再结合正弦函数的变化规律,很快就能推出现在的具体时间是:12:17~12:18。