Как настроить уравнение восхода солнца для учета высоты?

Я работал с формулой восхода и захода солнца, используя уравнения из Википедии . Проблема в том, что при моем использовании кажется, что это работает только для уровня моря; если я начну с координат, соответствующих любой точке над уровнем моря (или ниже, если на то пошло), он все равно выведет восход и закат для моих координат на уровне моря.

Например, сегодня (21 января 2018 г.) в Денвере, штат Колорадо (примерно 1 миля над уровнем моря), восход солнца был в 07:15:28. Тем не менее, мои уравнения продолжают давать 07:15:41, что точно соответствует цели, когда Денвер находился на уровне моря. Как я могу объяснить тот факт, что восход солнца на более высоких высотах происходит раньше, чем на более низких высотах с теми же координатами?

Предполагая, что вы имеете в виду «Для наблюдений за морским горизонтом поправку на высоту наблюдателя» на странице Википедии, не могли бы вы показать нам свои расчеты в обоих случаях? Однако, как отмечает ниже @JohnHoltz, падение высоты применяется только в том случае, если вы находитесь так далеко над окружающей местностью, а не над уровнем моря.
@barrycarter Я имею в виду, что для двух наблюдателей с координатами (0,0) один на уровне моря увидит восход солнца вскоре после наблюдателя на высоте 1000 футов и закат незадолго до этого.
Я понимаю. Не могли бы вы показать оба расчета для Денвера и то, как они дают 07:15:41?

Ответы (1)

Сами по себе возвышенности не меняют время восхода солнца.

Горизонт на уровне моря составляет 90 градусов от зенита. Горизонт в Денвере по-прежнему находится под углом 90 градусов к зениту, если предположить, что земля «плоская». Другими словами, даже если вы находитесь на высоте 1 мили в Денвере, вы не можете видеть горизонт на высоте 0 миль.

Если вы находитесь на холме или горе и смотрите вниз так, что дальний горизонт находится более чем на 90 градусов от зенита, то восход произойдет рано. Если вы находитесь в долине и солнце встает за холмом или горой, оно встает позже.

Итак, вам нужно знать высоту наблюдателя и горизонт (или препятствия). Из этого вы можете вычислить высоту неба в этом направлении. Отсюда можно рассчитать время подъема.

(редактировать 24 января) Для точек, которые находятся близко друг к другу, можно использовать простую тригонометрию.

загар ( θ ) знак равно у / Икс
где у — разница высот между точками 1 и 2, а х — расстояние. Восход солнца происходит, когда высота Солнца θ с ты н с р а г я ты с р е ф р а с т я о н .Угол препятствия на горизонте

Для более удаленных точек с широтой (lat) и долготой (long) нахождение сторон и углов треугольника дает приближенное решение. (Я уверен, что существуют более точные формулы, учитывающие форму Земли.) Из рисунка ниже видно, что

а знак равно р а г я ты с о ф Е а р т час + Е л е в а т я о н 1
б знак равно р а г я ты с о ф Е а р т час + Е л е в а т я о н 2
потому что ( γ ) знак равно грех ( л а т 1 ) грех ( л а т 2 ) + потому что ( л а т 1 ) потому что ( л а т 2 ) потому что ( л о н грамм 1 л о н грамм 2 )
с знак равно а 2 + б 2 2 а б потому что ( γ )
потому что ( α ) знак равно б 2 + с 2 а 2 2 б с
θ знак равно α 90
и восход солнца происходит, когда высота солнца θ с ты н с р а г я ты с р е ф р а с т я о н . Естественно, вам нужно проверить все места на линии обзора между наблюдателем в точке 1 и препятствием в точке 2, чтобы найти самое высокое препятствие.Препятствие на горизонте для дальних точек.  EF — теоретический горизонт для плоской местности.

Я знал все это. Мой вопрос заключался в том, как вы рассчитываете все это, учитывая высоты.
Я не уверен, что понимаю, чего вы хотите. Допустим, вы в море, а восход солнца в 7:15:41. Если вы находитесь на высоте 5000 футов над морем в самолете, солнце взойдет раньше, потому что вы находитесь высоко над местной землей. Если вы находитесь на высоте 5000 футов над уровнем моря, потому что находитесь в Денвере, восход солнца будет в 7:15:41, потому что вы находитесь на высоте 0 футов над землей. Вы просите об этом? Если вы знаете широту, долготу, высоту над уровнем моря в точке 1 и знаете, что солнце восходит после широты, долготы и высоты в точке 2, то как рано или поздно взойдет солнце?
Именно это я и имею в виду, да.
Мы знаем, что Земля вращается >примерно< 361° (не 360°) в день, а день длится 1440 минут, поэтому, если вы находитесь в месте, где горизонт находится на один градус ниже наблюдателя, то восход/закат выключен. на 1/361 * 1440 от расчетного уровня моря. Поскольку для любых высот, с которыми вы, вероятно, столкнетесь, Земля может считаться плоской, простого триггера должно быть достаточно, чтобы выяснить, насколько ниже горизонта находится горизонт.