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日落為什麼是斜著下去,有時又顯得更陡?

固定一個天體的赤緯,看地球自轉造成的路徑如何穿過你的地平線。

天空座標與觀測

太陽接近地平線時,常常不是垂直落下,而是斜著走低。這個傾斜與觀察緯度、天體所在天區有關;它不等於黃道與地平線的交角。

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先猜一下

這裡的路徑角,是太陽全年黃道與地平線的夾角嗎?

查看答案與解釋

不是,是自轉造成的週日路徑 — 一年路徑與一天路徑不能混用。

再把體驗和科學連結起來

看它怎麼穿過地平線

這裡比較的是同一恆星的周日路徑與地平線,太陽全年經過的黃道是另一個曲線。

固定赤緯、忽略折射

緯度不同,路徑的斜率不同

在赤道附近路徑較直立;在較高緯度,升落路徑通常較斜。

B=tanδ tanφ

有些路徑根本不穿過去

拱極星、不升起的星或恰好相切的軌跡,不應硬畫成通常的升起或落下。

|B|>1時無普通升落交點

用真實斜率理解停留時間

較斜的路徑在靠近地平線的區域停留較長。但月球赤緯變化較快,本課固定赤緯近似會有限制。

tan J=√(1−B²) cosδ / |tanφ|

先求B並判斷是否有普通升落,再求軌跡與地平線的夾角J。極地、赤道等使比值奇異的位置依向量幾何處理,不能直接照除tanφ。

試一試

比較北緯40°的春分太陽與至日太陽;赤道情況較接近垂直。圖只放大穿越處的一小段切線。

動手看一遍 →

符號不用背

J
路徑與地平線的小夾角
φ / δ
觀察者緯度/天體赤緯

演算法、精確度與適用範圍

原書第14章末的B、C、tanJ公式。以atan2和|tanφ|輸出小夾角,赤道垂直路徑為90°;相切為0°,不存在交點或方向退化則不輸出假角度。太陽日內赤緯變化造成小誤差,月球誤差可能超過1°,原書邊界保留。

我的理解檢查

赤緯為0°、緯度40°,小路徑角約為?

50° — J=90°−|φ|。

拱極星會每天穿過地平線嗎?

不會 — 軌跡不穿過地平線,就沒有普通升落交角。

固定赤緯的近似對月球永遠十分準確嗎?

不是,月球赤緯變化會造成誤差 — 書中指出月球誤差可超過1°,無法用於精密實際升落軌跡。

升落的斜度由日運動路徑決定;先檢查是否真的穿過地平線,再談交角。

Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 14 章

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