Up 観測点の高度に応じて日出/日入時刻を補正 作成: 2020-09-25
更新: 2023-09-25


    日出/日入時刻は,同じ地点でも,観測点の高度によって違ってくる。

    つぎが,違うことを説明する図である:
    ここで \( P, Q \) は,高度がそれぞれ \( 0, h \) の観測点。

    1日を
        \( 24 \) 時間 = \( ( 60 \times 60 \times 24 ) \) 秒
    とすると,太陽は1度を
        \( ( 60 \times 60 \times 24 ) / 360 \) = 240 秒
    で移動している。
    よって \( x \) ラジアンの移動にかかる時間 \( t \) 秒は,
      \[ t = 240 \times \Bigl( \frac{ 180 }{ \pi }\ x \Bigr) \]

    \( x \) は,つぎの関係式から求まる:
      \[ sin \Bigl( \frac{ \pi }{ 2 } - x \Bigr) = \frac{ r }{ r + h } \]

    以上まとめて,
      \[ t = 240 \times \frac{ 180 }{ \pi }\ \times \Bigl( \frac{ \pi }{ 2 } - sin^{-1} \Bigl( \frac{ r }{ r + h } \Bigr)\Bigr) \]

    地球の半径 \( r \) を
        \( 6378 \times 10^3\ \ m \)
    として具体的に計算してみると:

    高度 (m) 時間差 (秒)
    5  17.22
    10  24.35
    15  29.82
    20  34.44
    25  38.5
    30  42.18
    35  45.56
    40  48.7
    45  51.65
    50  54.45
    55  57.11
    60  59.65
    65  62.08
    70  64.42
    75  66.69
    80  68.87
    85  70.99
    90  73.05
    95  75.05
    100  77