Определение времени Восхода и Захода Солнца

[Natalia Novoselova]

Для многих дат необходимо получить точное время восхода и захода Солнца. Поиск выдает много гео-калькуляторов, вроде бы решающих эту задачу.

Вопрос - о надежности этих вычислений. Пока не прикину, как это можно проверить, кроме наблюдений, конечно. Может быть, кто-то знает что лучше здесь использовать? Есть ArcGIS, но не могу найти это там.
Понятно, есть еще сложность с местным временем, видимо, расчеты должны даваться от одного времени, м.б. по нулевому мередиану.

[Игорь Белов]

Понятно, есть еще сложность с местным временем, видимо, расчеты должны даваться от одного времени, м.б. по нулевому мередиану.

По идее, эти ресурсы должны использовать базу tz и выдавать результаты по поясному времени.

Вопрос - о надежности этих вычислений.

Надеюсь, создатели этих ресурсов сверяют результаты своих вычислений с таблицами из профессиональных источников вроде альманаха HMNAO или ежегодника ИПА РАН, и отличия не превышают минуты-другой для умеренных широт. Посчитайте на разных ресурсах и сравните. Если всё же нужен какай-то эталон, дайте мне координаты нескольких пунктов, и я пришлю Вам таблицы восходов и заходов.

Не сомневайтесь, я в качестве официального представителя кафедры астрономии произвожу вычисления по всевозможным запросам, половина которых из органов МВД (по условиям видимости). Использую собственную астрометрическую библиотеку и эфемериды тел Солнечной системы от Jet Propulsion Laboratory.

[Natalia Novoselova]

Надеюсь, создатели этих ресурсов сверяют результаты своих вычислений с таблицами из профессиональных источников вроде альманаха HMNAO или ежегодника ИПА РАН, и отличия не превышают минуты-другой для умеренных широт. Посчитайте на разных ресурсах и сравните. Если всё же нужен какай-то эталон, дайте мне координаты нескольких пунктов, и я пришлю Вам таблицы восходов и заходов.

Не сомневайтесь, я в качестве официального представителя кафедры астрономии произвожу вычисления по всевозможным запросам, половина которых из органов МВД (по условиям видимости). Использую собственную астрометрическую библиотеку и эфемериды тел Солнечной системы от Jet Propulsion Laboratory.

Несомненно, к данным официального представителя кафедры астрономии - у меня не будет сомнений!
Из вашего ответа я поняла - что эти расчеты не такие простые, проверять нужно.

У меня широты - приэкваториальные южного полушария, есть ли разница от умеренных?

Если сможете помочь с эталонами - будет крайне здорово!! Общая таблица по двум территориям работы (Amarais и Presidente Prudente) в приложении. Эта та таблица, которую я хочу заполнить на искомых ресурсах.

Если вдруг решитесь помочь с эталонами, там 2 листа, наверху каждого красным шрифтом - координата центра, но и для себя (для точности) каждая точка наблюдений также имеет координаты. Просто не знаю, насколько процесс определения может быть автоматизирован, вероятно, мне придется вручную вбивать каждую дату и координаты.
Поскольку разница в точках небольшая, то всё можно определять по координатам центра (красным, наверху).

Также каждая точка имеет даты - собственно по чему будет разница в восходе и закате.


Цели поиска этого времени связаны с моим проектом по поиску возможностей уменьшения риска столкновений одного вида птиц (Black Vultures) и самолетов. Планирующие (и угрожающие самолетам) полеты этих птицы - как видно из полученных графиков их суточной активности (ну как следует из общего описания их экологии ) четко привязаны к времени восхода и захода Солнца. Потому на каждый график суточной активности я хочу наложить это время. Не везде оно было охвачено наблюдением (наблюдатели уходили раньше захода), но в некоторые месяцы - так получалось. То есть - это возможность выделить это более точно, так описать.

[gamm]

Если всё же нужен какай-то эталон, дайте мне координаты нескольких пунктов, и я пришлю Вам таблицы восходов и заходов.

для птичек такая точность не особо нужна, и для них важнее не момент восхода/заката, а кривая изменения освещенности, которая зависит от угла Солнца над горизонтом. На эту тему есть инструкция для сержантов, изданная американским правительством (для расчета освещенности солнечных батарей). У них там целый сайт, с софтом. Вот собственно инструкция.

Другой сайт с описанием и калькулятором (но попроще, и с картинками) - тут - тоже для солнечных батарей.

Где-то были кривые зависимости освещенности от угла Солнца над горизонтом (с учетом рассеянной освещенности, поскольку светает уже при отрицательных углах), но под рукой нет.

[Natalia Novoselova]

Интересные мысли, спасибо, посмотрю инструкцию и ресурсы!

[Игорь Белов]

для птичек такая точность не особо нужна, и для них важнее не момент восхода/заката, а кривая изменения освещенности, которая зависит от угла Солнца над горизонтом.

gamm прав, как обычно, поэтому я посчитал не только моменты восходов и заходов.

Где-то были кривые зависимости освещенности от угла Солнца над горизонтом (с учетом рассеянной освещенности, поскольку светает уже при отрицательных углах), но под рукой нет.

Кривые освещённости — это славно. Я обхожусь такими качественными оценками:

• Во время гражданских сумерек человек видит так же, как днем, и необходимости в искусственном освещении нет.
• В период навигационных сумерек естественная освещенность падает настолько, что читать уже нельзя. Видимость окрестных предметов резко ухудшается, однако силуэты неосвещенных объектов еще видны.
• С наступлением астрономических сумерек становится совсем темно. Тусклый свет зари еще мешает видеть слабые звезды. С окончанием астрономических сумерек наступает глубокая темнота.

Дальше сгущаю краски: «Условия видимости могут ухудшаться в зависимости от состояния облачности и осадков» и рекомендую обратиться в местное УГМС за метеосправкой.

Моменты наступления сумерек утром и окончания вечером вычисляются по глубине Солнца под горизонтом: гражданские 6°, навигационные 12°, астрономические 18°. Однако из наблюдений следует, что фактическая освещённость сильно зависит от географического положения и времени года, что, очевидно, тесно связано с физикой атмосферы. Так что зависимость освещённости от глубины Солнца ночью весьма неоднозначна. Как там у птиц с биологическими часами?

Я выделил в районах Amarais и Prudente по 13 пунктов и для каждого посчитал на 2012 и 2013 годы события:

Dawn ast — начало астрономических сумерек
Dawn nau — начало навигационных сумерек
Dawn civ — начало гражданских сумерек
Sunrise — восход Солнца
Noon — истинный полдень
Sunset — заход Солнца
Dusk civ — окончание гражданских сумерек
Dusk nau — окончание навигационных сумерек
Dusk ast — окончание астрономических сумерек

Время даётся по шкале UTC−03:00 (Brasília time). К сожалению, вместо стандартной библиотеки tz использую функцию собственного изготовления, которая умеет переходить на летнее время только по правилам Российской Федерации. Так что для окрестностей São Paulo такой переход на UTC−02:00 придётся делать самостоятельно по правилам от 2008 года. Чтобы получить летнее время, нужно для дат с третьего воскресенья октября до третьего воскресенья февраля (в 2012 году на неделю позже) прибавлять один час (1/24 в Excel'е) ко времени в стандартной шкале.

[Natalia Novoselova]

Спасибо огромное!! Просто невероятно

Время даётся по шкале UTC−03:00 (Brasília time). К сожалению, вместо стандартной библиотеки tz использую функцию собственного изготовления, которая умеет переходить на летнее время только по правилам Российской Федерации. Так что для окрестностей São Paulo такой переход на UTC−02:00 придётся делать самостоятельно по правилам от 2008 года. Чтобы получить летнее время, нужно для дат с третьего воскресенья октября до третьего воскресенья февраля (в 2012 году на неделю позже) прибавлять один час (1/24 в Excel'е) ко времени в стандартной шкале.

Сейчас разберусь с временем. Да, тут всё нужно внимательно учесть (не уверена, что Amarais и Prudente в одном часовом поясе), плюс эти пересчёты с летним. Сейчас буду разбираться.

[gamm]

Кривые освещённости — это славно. Я обхожусь такими качественными оценками

Конечно, это зависит от задач. Например, есть много литературы по геолокаторам (датчиками освещенности, которые вешают на птиц и прочих живых тварей), там важна именно кривая освещенности, да еще с учетом облачности и поведения (типа любит птичка в густых зарослях по утрам сидеть). Зато в этой области много наворочали разных расчетных моделей.

P.S. что касается задачи, я бы еще взял данные реанализа, и посмотрел атмосферное давление и вообще погодные явления, они тоже на птичек обычно влияют (косвенно), типа ласточки перед дождем низко летают, потому что мошки там (как мне в школе рассказывали).

и еще раз повторюсь - нужно строить нормальную модель. Поскольку модель - это не линейная регрессия, как многие думают, а средство, позволяющее воспроизвести наблюдаемые данные, и отвечать на биологические вопросы.

[gamm]

не уверена, что Amarais и Prudente в одном часовом поясе), плюс эти пересчёты с летним. Сейчас буду разбираться.

пересчитаете все в UTM, и в нем работайте. Часовые пояса не годятся для работы, поскольку у вас средняя ошибка будет полчаса по сравнению с истиной (в разных местах одного часового пояса).

[Игорь Белов]

не уверена, что Amarais и Prudente в одном часовом поясе

Да уж разберитесь, пожалуйста, если я где-то не прав, пересчитаю.

пересчитаете все в UTM, и в нем работайте. Часовые пояса не годятся для работы, поскольку у вас средняя ошибка будет полчаса по сравнению с истиной (в разных местах одного часового пояса).

Тут Вы путаете. Астрономические моменты, определяющие жизнь птиц, приводятся не для пояса, а для каждого конкретного места. Однако потребитель результатов не птицы, а человек, который живёт по поясному времени, поэтому вывод дан в шкале поясного времени, которое в этом смысле ничем не хуже UTC, поскольку в пределах пояса отличается от него на целое число часов.

Однако Вы будете абсолютно правы, если скажете, что в базы данных следует заносить время в UTC, потому что это не только обеспечивает общую шкалу для геораспределённых данных, но и является единственным способом сохранить её непрерывность при законодательной вакханалии постоянных изменений правил исчисления поясного времени в некоторых странах.

Наташа, если нужно местное время, по которому живут птицы, вычтите Noon (истинный полдень) и прибавьте 12 часов.

[gimran]

А можно теоретический вопрос? Вот у нас Приуралье, на "заход" солнца и "восход" (то есть "линия горизонта" "сдвинута" относительно гор и склонов) в конкретной точке влияют горы. Как данная задача решается? Имею ввиду какую (примерно) формулу использовать для поправок?

[ Сообщение с мобильного устройства ]

[gamm]

Однако Вы будете абсолютно правы, если скажете, что в базы данных следует заносить время в UTC

точно, стар стал, память на аббревиатуры подводит (имелась в виду замена для GMT)

[gamm]

А можно теоретический вопрос? Вот у нас Приуралье, на "заход" солнца и "восход" (то есть "линия горизонта" "сдвинута" относительно гор и склонов) в конкретной точке влияют горы. Как данная задача решается? Имею ввиду какую (примерно) формулу использовать для поправок?

вопрос чисто практический - что считать восходом. Рассеянное солнечное освещение не зависит от гор, и если использовать порог освещенности, то горы не влияют. Если момент появления солнечного диска над горизонтом, то это зависит и от высоты гор вокруг, и от высоты наблюдателя.

[gimran]

Имел ввиду, скажем есть цифровая модель рельефа и данные. Как считаем поправку, принимая наблюдателя за точку в (x,y,z)?

[ Сообщение с мобильного устройства ]

[gamm]

Имел ввиду, скажем есть цифровая модель рельефа и данные. Как считаем поправку, принимая наблюдателя за точку в (x,y,z)?

если коротко, то считаем видимую часть небесной полусферы (это дает рассеянное освещение), положение Солнца и затенение/его отсутствие от окружающего рельефа (это дает прямое излучение).