Nascer do sol - Sunrise

O nascer do sol filtrado por nuvens estratos sobre o Oceano Atlântico e Jersey Shore em Spring Lake , New Jersey

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Vídeo timelapse do crepúsculo e do nascer do sol em Gjøvik, Noruega, em fevereiro de 2021

Skyline do porto de Kaohsiung , Taiwan , ao nascer do sol.

O nascer do sol (ou nascer do sol ) é o momento em que a borda superior do Sol aparece no horizonte pela manhã . O termo também pode se referir a todo o processo do disco solar cruzando o horizonte e os efeitos atmosféricos que o acompanham .

Terminologia

"Subir"

Embora o Sol pareça "nascer" do horizonte, na verdade é o movimento da Terra que faz com que o Sol apareça. A ilusão de um Sol em movimento resulta do fato de os observadores da Terra estarem em um referencial giratório ; esse movimento aparente é tão convincente que muitas culturas tiveram mitologias e religiões construídas em torno do modelo geocêntrico , que prevaleceu até que o astrônomo Nicolaus Copernicus formulou seu modelo heliocêntrico no século XVI.

O arquiteto Buckminster Fuller propôs os termos "sunsight" e "sunclipse" para melhor representar o modelo heliocêntrico, embora os termos não tenham entrado em linguagem comum.

Início e fim

Astronomicamente, o nascer do sol ocorre apenas por um instante: o momento em que o membro superior do Sol aparece tangente ao horizonte. No entanto, o termo nascer do sol geralmente se refere a períodos de tempo antes e depois deste ponto:

• Crepúsculo , período da manhã durante o qual o céu está mais claro , mas o Sol ainda não é visível. O início do crepúsculo matinal é chamado de amanhecer astronômico .
• O período após o nascer do Sol, durante o qual ainda se vêem cores marcantes e efeitos atmosféricos.

Medição

Este diagrama do Sol ao nascer do sol (ou pôr do sol ) mostra os efeitos da refração atmosférica .

Ângulo

O estágio do nascer do sol conhecido como falso nascer do sol, na verdade, ocorre antes que o Sol realmente alcance o horizonte, porque a atmosfera da Terra refrata a imagem do sol. No horizonte, a quantidade média de refração é de 34 minutos de arco , embora essa quantidade varie com base nas condições atmosféricas.

Além disso, ao contrário da maioria das outras medições solares, o nascer do sol ocorre quando o membro superior do Sol , em vez de seu centro, parece cruzar o horizonte. O raio aparente do Sol no horizonte é de 16 arcos minutos.

Esses dois ângulos se combinam para definir que o nascer do sol ocorre quando o centro do Sol está 50 minutos de arco abaixo do horizonte, ou 90,83 ° do zênite .

Hora do dia

O horário do nascer do sol varia ao longo do ano e também é afetado pela latitude e longitude , altitude e fuso horário do visualizador . Essas mudanças são impulsionadas pela inclinação axial da Terra, rotação diária da Terra, o movimento do planeta em sua órbita elíptica anual ao redor do Sol e as revoluções emparelhadas da Terra e da Lua em torno uma da outra. O analema pode ser usado para fazer previsões aproximadas da hora do nascer do sol.

Hora do nascer do sol em 2008 para Libreville , Gabão . Perto do equador, a variação da hora do nascer do sol é governada principalmente pela variação da equação do tempo . Veja aqui o gráfico do nascer do sol de um local diferente.

No final do inverno e na primavera, o nascer do sol visto de latitudes temperadas ocorre mais cedo a cada dia, chegando ao início perto do solstício de verão ; embora a data exata varie de acordo com a latitude. Após este ponto, a hora do nascer do sol fica mais tarde a cada dia, atingindo seu último ponto por volta do solstício de inverno . O deslocamento entre as datas do solstício e o horário do nascer do sol mais antigo ou mais recente é causado pela excentricidade da órbita da Terra e a inclinação de seu eixo, e é descrito pelo analema , que pode ser usado para prever as datas.

Variações na refração atmosférica podem alterar a hora do nascer do sol, mudando sua posição aparente. Perto dos pólos, a variação da hora do dia é exagerada, uma vez que o Sol cruza o horizonte em um ângulo muito raso e, portanto, sobe mais lentamente.

Levar em conta a refração atmosférica e medir a partir da borda frontal aumenta ligeiramente a duração média do dia em relação à noite . A equação do nascer do sol , entretanto, que é usada para derivar a hora do nascer e do pôr do sol, usa o centro físico do Sol para o cálculo, negligenciando a refração atmosférica e o ângulo diferente de zero subtendido pelo disco solar.

Localização no horizonte

O ângulo do azimute solar ao nascer do sol, em função da latitude e do dia do ano para o ano de 2020 seguindo a convenção sul-horária, o que significa que se , então, está no 4º quadrante; se , então ele está no primeiro quadrante.${\ displaystyle \ gamma _ {s}}$${\ displaystyle 0 ^ {\ circ}> \ gamma _ {s}> - 90 ^ {\ circ}}$${\ displaystyle -90 ^ {\ circ}> \ gamma _ {s}> - 180 ^ {\ circ}}$

Negligenciando os efeitos da refração e do tamanho diferente de zero do Sol, sempre que ocorre o nascer do sol, nas regiões temperadas ele está sempre no quadrante nordeste do equinócio de março ao equinócio de setembro e no quadrante sudeste do equinócio de setembro ao equinócio de março. O nascer do sol ocorre aproximadamente a leste nos equinócios de março e setembro para todos os observadores da Terra. Os cálculos exatos dos azimutes do nascer do sol em outras datas são complexos, mas podem ser estimados com razoável precisão usando o analema .

A figura à direita é calculada usando a rotina de geometria solar na Ref. da seguinte forma: 1.) Para uma dada latitude e uma determinada data, calcule a declinação do Sol usando a longitude e a hora do meio-dia solar como entradas para a rotina; 2.) Calcule o ângulo da hora do nascer do sol usando a equação do nascer do sol ; 3.) Calcule a hora do nascer do sol, que é a hora do meio-dia solar menos o ângulo da hora do nascer do sol em graus dividido por 15; 4.) Use a hora do nascer do sol como entrada para a rotina de geometria solar para obter o ângulo do azimute solar ao nascer do sol. ${\ displaystyle 0 ^ {\ circ}}$

Simetria hemisférica

Uma característica interessante na figura à direita é a aparente simetria hemisférica em regiões onde o nascer e o pôr do sol diários realmente ocorrem.

Esta simetria se torna clara se a relação hemisférica na equação do nascer do sol é aplicada às componentes xey do vetor solar apresentado na Ref.

Aparência

Manhã de início de dezembro vista de um arranha-céu em Skopje, Macedônia do Norte, mostrando vermelho, laranja e rosa vívidos.

Nascer do sol sobre o porto de Placida, Flórida

Cores

As moléculas de ar e as partículas transportadas pelo ar espalham a luz do sol branca à medida que ela passa pela atmosfera terrestre. Isso é feito por uma combinação de espalhamento de Rayleigh e espalhamento de Mie .

À medida que um raio de luz solar branca viaja pela atmosfera até um observador, algumas das cores são espalhadas para fora do feixe por moléculas de ar e partículas transportadas pelo ar , mudando a cor final do feixe que o observador vê. Como os componentes de comprimento de onda mais curto, como azul e verde, se espalham com mais força, essas cores são preferencialmente removidas do feixe.

Ao nascer e pôr do sol, quando o caminho através da atmosfera é mais longo, os componentes azuis e verdes são removidos quase completamente, deixando os tons de laranja e vermelho de comprimento de onda mais longos vistos nessas ocasiões. A luz do sol avermelhada restante pode então ser espalhada por gotículas de nuvem e outras partículas relativamente grandes para iluminar o horizonte em vermelho e laranja. A remoção dos comprimentos de onda mais curtos da luz é devido ao espalhamento de Rayleigh por moléculas de ar e partículas muito menores do que o comprimento de onda da luz visível (menos de 50 nm de diâmetro). O espalhamento por gotículas de nuvem e outras partículas com diâmetros comparáveis ​​ou maiores do que os comprimentos de onda da luz solar (mais de 600 nm) é devido ao espalhamento de Mie e não é fortemente dependente do comprimento de onda. O espalhamento de Mie é responsável pela luz espalhada pelas nuvens e também pelo halo diurno de luz branca ao redor do Sol ( espalhamento para frente da luz branca).

As cores do pôr-do-sol são normalmente mais brilhantes do que as cores do nascer do sol, porque o ar da tarde contém mais partículas do que o ar da manhã. As cinzas de erupções vulcânicas, presas na troposfera , tendem a silenciar as cores do pôr do sol e do nascer do sol, enquanto o material ejetado vulcânico que é elevado para a estratosfera (como nuvens finas de minúsculas gotículas de ácido sulfúrico), pode produzir belas cores pós-pôr do sol chamadas afterglows e pré - o nascer do sol brilha. Uma série de erupções, incluindo as do Monte Pinatubo em 1991 e as do Krakatoa em 1883 , produziram nuvens de ácido sulfúrico estratosférico suficientemente altas para produzir pós-crepúsculo (e brilhos pré-amanhecer) notáveis ​​em todo o mundo. As nuvens de alta altitude servem para refletir a luz do sol fortemente avermelhada que ainda atinge a estratosfera após o pôr do sol, até a superfície.

Ilusões ópticas e outros fenômenos

Este é um falso nascer do sol , um tipo muito particular de parélio

• A refração atmosférica faz com que o Sol seja visto enquanto ainda está abaixo do horizonte.
• A luz da borda inferior do disco do Sol é refratada mais do que a luz da borda superior. Isso reduz a altura aparente do Sol quando ele aparece logo acima do horizonte. A largura não é afetada, então o Sol parece mais largo do que alto.
• O Sol parece maior ao nascer do sol do que quando mais alto no céu, de maneira semelhante à ilusão da lua .
• O Sol parece se elevar acima do horizonte e circundar a Terra, mas na verdade é a Terra que está girando, com o Sol permanecendo fixo. Este efeito resulta do fato de que um observador na Terra está em um referencial giratório .
• Ocasionalmente , ocorre um falso nascer do sol , demonstrando um tipo muito particular de Parélio pertencente à família do fenômeno óptico dos halos .
• Às vezes, um pouco antes do nascer do sol ou após o pôr do sol, um flash verde pode ser visto. Este é um fenômeno óptico no qual um ponto verde é visível acima do Sol, geralmente por não mais do que um ou dois segundos.

Veja também

Referências

links externos

• Explicação física completa da cor do céu, em termos simples
• Uma pasta de trabalho do Excel com funções VBA para nascer do sol, pôr do sol, meio-dia solar, crepúsculo (amanhecer e anoitecer) e posição solar (azimute e elevação)
• Serviço de geolocalização para calcular a hora do nascer e do pôr do sol
• Luxor com balão ao nascer do sol