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這是一件很奇怪卻又真實存在的事。我們可能不完全理解觀測天文學中最易理解的情況之一：太陽究竟什麼時候升起？
這件事情看上去再簡單不過了，以至於我們很少去談論它。每天早晨，太陽從東邊以每小時1000英裡(每小時1600公裡)的速度從東邊升起(如果你在赤道上)，而且這樣的日出會在我們的有生之年成千上萬的早晨出現。如果你認為你一生之中有什麼能夠每天數的，那就是日出。
現在，美國海軍天文臺的Teresa Wilson在密西根理工大學的一項分析中表明，傳統的方法和曆書可能會將已經普遍被大眾接受的日出和日落時間縮短5分鐘。Wilson在西雅圖舉行的美國天文學會2019年1月8日會議上宣布了這項令人著迷的研究結果。
這個問題其實是一種折射問題。假設我們生活在一個沒有空氣的世界裡，那麼要計算和觀測到日出時刻將會是很容易的……但作為呼吸空氣的哺乳動物，我們還有其他問題要解決。空氣會使光線彎曲，這就意味著由於大氣的影響，太陽與其在地平線上的真實位置會略有偏移。和月亮一樣，太陽是為數不多的肉眼可見的天體之一，它的大小和距離足以使得我們在肉眼看來它不僅僅是一個光點。
而且，就像月亮一樣，太陽的表面直徑大約是半度，這意味著你可以用720個太陽來連接當地地平線的一端到另一端，或者180個太陽從地平線到天頂。這個大小從一月的近日點到七月的遠日點也有很小的變化，因為太陽似乎在膨脹，然後又從大約31.6』32.7』弧分收縮。
大多數計算假定當地的日出和日落時間為太陽圓盤中心照亮地平線的時候。當然，你的實際地平線很可能是被太陽照亮的前景物體，除非你住在一個遙遠的山頂上，或者是很幸運地能從海灘上觀察日出和日落。
大多數標準的日出計算方法假設折射角為34』弧分鐘，略大於太陽的表觀直徑。Wilson在研究中指出，這個數值可以追溯到1865年，而它的使用可以追溯到17世紀的光學大師Isaac Newton。然而，這個數值是近似的，不考慮當地的氣象條件。空氣的表現在不同地區是非常不同的，比方說，在五大湖上空一月的一個早晨，和在非洲西海岸的一個炎熱的，塵土飛揚的七月早晨。然而，我們不妨簡單地使用一個標準值，假設在這些完全不同的站點上的真實情況是相同的。
Wilson的研究考察了來自30個不同地理位置的514個日落和251個日出的歷史記錄。其中大部分(約600個)都附帶了該站點的天氣數據，Wilson隨後將這些數據輸入了三個不同的折射模型。
Wilson發現，雖然日出和日落的確會隨著季節而變化，如冬季的預測往往會延遲，而夏季的預測則會提前。儘管考慮到觀察者所在的高度確實減小了差異，但在水面上觀看日出似乎仍然放大了這一影響。
圖解：在西班牙的吉梅納·德拉弗朗特拉上空的日出。
此外，模擬對流層天氣的複雜影響並沒有使差異消失。Wilson發現，使用目前的34』標準，我們無法將實際的日出時間與預測的結果誤差縮短至兩分鐘內。
這其中有什麼關係？Wilson指出，使用天文導航測量海上日出的誤差一分鐘，就會導致多達15海裡的誤差。這是至關重要的，正如美國海軍已經恢復了對學員的教授古老的天體導航，以防網絡攻擊使GPS能力喪失。此外，目前，我們的時間被設定為天文時間，儘管有人呼籲從2023年開始，改變這一標準，廢除刪除並插入閏秒。我認為真正有趣之處在於，事實上，如果人們想做的話，圍繞天文學這一基本方面的科學是任何人都能做的事情。
談到解決方案？也許明智的預測可以考慮到當地的大氣條件，藉此能給觀察者提供更好的日出和日落預測。
不過……太陽還是會繼續每天升起和落下的。
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. 風阡陌-universetoday
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