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지구과학 일반
2008.02.23 02:16

해뜨는 시간과 해지는 시간의 계산

조회 수 25657 추천 수 0 댓글 3
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안녕하세요. 궁굼한 점이 있어 질문 올리게됐습니다.

서울을 기준(N37.5)으로 한 해 뜨고지는 시간의 계산문제입니다.

하지 시간을 계산해보면

sin 0 = sin(37.5) sin(23.5) + cos(37.5) cos(23.5) cos(h) 

0 = 0.608 x 0.398 + 0.793 x 0.917  x cos(h)

0 = 0.241 + 0.727 cos(h)

cos(h) = -0.331 = cos109.3


109.3 / 15 + 12 = 19.29 = 계산상으로 해지는 시간은 19:17, 실제 해지는 시간은  19:56(39분 차이)

360 - 109.3 / 15 +12 = 28.71 - 24 = 계산상으로 해뜨는 시간은 4:43, 실제 해뜨는 시간은 5:11분(28분차이)

 우리나라가 일본의 시간개념을 사용하고 있어서 30분가량 시간이 늦어진다는 건 알고 있습니다 그런데 왜 지는 시간이 뜨는 시간보다 십여분 더 늦어지는지 궁굼합니다.

두번째 질문은 춘분(6:35 / 18:43) 과 추분(6:20/18:29)의 해뜨고지는 시간이 같지 않고 다르다는 점인데 왜 이런 차이가 생기는지도 알고 싶습니다.

마지막으로 이 식으로는 춘분부터 추분까지 밖에 구할수 없어서 그러는데 춘분부터 추분까지의 계산은 어떻게 해야 구할 수 있나요? 

 하던 일을 그만두고 농사를 지어보려고 공부 중에 있습니다. 그래서 그런건지 전에 없이 이런 일들이 궁굼해 지네요.^^a

Comment '3'
  • profile
    조영우 2008.02.24 15:01
    1) 탐구생활 님의 계산식은 지구 대기의 굴절 효과가 고려되지 않은 것입니다. 지구 대기의 굴절 때문에 천체가 지평선 아래에 있음에 불구하고 관측이 가능합니다. 따라서, 떠오르는 태양은 대기 굴절로 인해 지평선 위로 떠오르기 전부터 관측되기 시작합니다. 마찬가지로, 지는 해는 지평선 아래로 진 다음에도 관측이 됩니다. 그렇기 때문에 대기에 의한 굴절 효과를 고려할 경우, 떠오르는 해는 위의 계산식보다 더 일찍 떠오르며, 지는 해는 위 계산식보다 더 나중에 집니다.


    2) 지구 궤도가 원이 아닌 타원 궤도인 점은 잘 아실 겁니다. 그런데, 춘분날과 추분날의 해뜨고 질 때의 위치가 장반축을 기준으로 상호 대칭점에 놓여 있는 것은 아니가 때문에 뜨는 시각과 지는 시각이 상호 정확하게 같을 수는 없습니다.

    3) 위의 식이 하지에서 해뜨고 지는 시각의 계산식이라면, 위 식에는 하지 때의 태양의 적경과 적위 값이 대입되어 있습니다. 그 밖의 시기에도 뜨고 지는 시각을 구하려면 그 시기에 해당하는 태양의 적경과 적위 값을 대입해주어야 합니다. 시간이 되면 별이야기에 뜨고 지는 시각을 구하는 방법을 올려놓도록 하겠습니다.
  • ?
    탐구생활 2008.02.27 07:50

    답변 감사합니다. 궁굼증이 많이 풀렸네요. 속이 조금 시원해졌어요.^^(자세한 계산식 기다리고 있겠습니다.)

    그렇다면요 해가 뜨고질때 하늘이 불그스름한 것은 파장이 가장 긴 붉은 색이 가장 많이 굴절 되기때문이 맞나요?

    그리고 지금 인터넷을 검색해보니 공전궤도는 계속 변한다는 이야기가 있는데 그 말이 사실인가요?

  • profile
    조영우 2008.02.27 12:26
    붉은 색보다 푸른 색의 빛이 더 심하게 굴절됩니다.
    햇빛이 대기를 통과할 때에는 짧은 파장의 빛(푸른색 계열의 빛)이 좀 더 심하게 굴절되고 산란되어 하늘 곳곳으로 흩어집니다.
    그렇기 때문에 햇빛이 통과해 들어오는 경로 주변의 하늘에서는 빛의 푸르스름한 기운이 애초보다 줄어들어 거의 백색으로 보이는데 반해, 경로에서 좀 먼 전체 하늘에서는 하늘이 푸르스름하게 보입니다. (백색이라고는 했지만 사실 태양이 노란색 계열의 빛을 가장 많이 뿜어내고 있기 때문에, 엄밀히 말해서는 백색이라고 할 수는 없습니다.)

    해가 뜨거나 질 때에는 햇빛이 통과해 지나가는 대기가 두껍습니다. 정오에 비해 12배나 더 두꺼운 대기를 지나기 때문에 햇빛이 지나는 경로 주변은 더욱 더 붉어지게 됩니다. 그래서 하늘이 노르스름하거나 붉은 노랑 계열로 보입니다. 만약 대기 중에 먼지가 많이 존재한다면 노란색 계열의 빛마저도 산란을 심하게 일으켜서 서쪽이나 동쪽 하늘은 붉은 색 계열의 빛으로 가득하게 되고 이것이 인상적인 노을을 연출하게 됩니다. 우리나라에서 황사가 있은 직후 불타는 노을이 목격되는 것도 같은 이유 때문입니다.

    지구의 공전궤도는 짧은 시간에서 보았을 때에는 안정적이지만, 긴 시간으로 보았을 때에는 안정하지 않고 변화합니다. 지구의 궤도는 타원 궤도입니다. 타원은 원이 찌그러진 모습을 하고 있는데, 찌그러진 정도를 이심율이라고 합니다. 이심율이 클수록 납작한 타원이며, 이심율이 가장 큰 1의 값을 가질 때에는 완전히 납작해져서 직선이나 평면이 됩니다. 지구의 공전 궤도 이심율은 시간을 두고 변화합니다.  이 현상은 10만년 정도의 주기를 갖고 일어납니다.

    지구의 회전축은 엄밀히 말해 두 가지입니다. 첫째 축은 자전축이라고 하는데, 지구는 이 축을 중심으로 약 24시간을 주기로 회전합니다. 나머지 한 축은 세차축이라고 하는데, 지구는 22,000년 정도의 주기로 이 축을 회전합니다. 세차축의 회전 주기가 너무 길기 때문에 우리는 세차축의 회전 효과는 느끼지 못하고 단지 자전축의 회전 효과만 느끼며, 이것이 일주운동이고 하루입니다. 그런데 세차축의 회전이 근일점과 원일점의 이동을 일으킵니다. 지구는 태양 둘레를 타원 궤도로 도는데, 태양은 타원의 중심에서 약간 가장자리 쪽에 위치합니다. 이곳을 타원의 초점이라고 합니다. 그렇기 때문에 지구가 태양 둘레를 돌다보면 태양에 가까와지기도 하고 멀어지기도 합니다. 가장 가까와졌을 때의 위치를 근일점, 가장 멀 때의 위치를 원일점이라고 합니다. 지구는 1월중에 근일점에 위치하며, 7월 중에 원일점에 위치합니다. 그런데, 근일점과 원일점의 위치가 세차의 결과로 바뀝니다.

    이런 것들이 모두 지구 궤도가 변동하게 만들고 있습니다.
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