日落需要多久时间?
我每次看到日落,都好奇地想问这个问题。今天终于有了答案——48分钟! 刚刚从太空带回数据,在地球上的观测值会略有偏差。 这个实验需要测量太阳和地球之间的距离,也就是日地距离。而测量日地距离的方法有很多种,最常用的是测量电波在太阳和地球之间往返的时间差。 当太阳、地球和高轨卫星在同一条直线上时,很容易测得日地距离。但因为地球自转的原因,这种情形不会一直存在。因此我们需要“追赶”太阳,使其与地球的位置始终处于一条直线上,然后才能进行测量。
今天的实验是在2017年3月19日进行的,太阳和地球在同一条直线上已经过了几天了,我们正好可以借助这个机会来研究一下日落。 日落过程实际上就是地球公转的过程。当太阳西沉至天顶(图1),地球已经公转了大约2/3。这时,如果有一个以太阳为起点的计时器开始运行,那么它走完52°的公转角距就需要6个小时,也就是说一小时后太阳就完全落下山去了。
然而实际情况比这要复杂一些,因为太阳并非是在天顶处最大,它在一天内上下浮动了几度,而在到达天顶附近时又有一波峰谷。同时,因为地球非圆形的轨道缘故,使太阳的方位也在持续变化,而非沿直线运行。这些都会影响我们对日落的观察。 但无论怎样,通过计算我们可以得出,如果在理想状态下,没有大气层等干扰因素的存在,那么太阳将直线降落,6小时内抵达天顶并恢复原状;但由于各种实际存在的因素的影响,这个进程将被延缓。 经过长达48分钟的漫长等待,我们在实验中终于捕获了珍贵的数据。由于实验成功,我们对这一问题的疑惑也终于解开了。