|
|
|
| Zonsopkomst of zonsopgang is het moment waarop het eerste stukje van de zon boven de oostelijke horizon verschijnt. |
| |
Door breking in de atmosfeer ziet men de zon hoger dan ze in werkelijkheid staat, en door reflectie is het al licht voordat de zon zichtbaar wordt.
De ochtendschemering of dageraad is de periode tussen het verschijnen van het eerste ochtendlicht en het moment dat de zon zelf boven de
horizon uitkomt. De zonsopkomst wordt vaak gezien als het begin van de dag. Als het tijdstip waarop de nacht begint geldt daarentegen pas het moment dat de zon helemaal onder de westelijke horizon verdwenen is. |
| |
 |
| Zonsopgang in Cappadocië, Türkije |
|
|
 |
| Animatie van een zonsopgang. |
|
|
 |
| Zonsopkomst in Riccarton |
|
Hoewel het lijkt alsof de zon aan de horizon opkomt, is het feitelijk de beweging van de aarde die ervoor zorgt dat de zon verschijnt. De illusie van een bewegende zon is het gevolg van het feit dat waarnemers van de aarde zich in een roterend referentiekader bevinden. Deze schijnbare
beweging zorgde ervoor dat in veel culturen mythologieën en religies werden opgebouwd rond het geocentrische model, dat de overhand had
totdat astronoom Nicolaus Copernicus in de 16e eeuw zijn heliocentrische model formuleerde. |
| |
| Astronomisch gezien vindt zonsopgang slechts een ogenblik plaats: het moment waarop het bovenste deel van de zon de horizon raakt. De term zonsopgang verwijst echter gewoonlijk naar tijdsperioden zowel vóór als na dit punt: |
| |
- Schemering, de periode in de ochtend waarin de lucht helderder wordt, maar de zon nog niet zichtbaar is. Het begin van de ochtendschemering
wordt astronomische dageraad genoemd. |
- De periode nadat de zon opkomt, waarin opvallende kleuren en atmosferische effecten nog steeds zichtbaar zijn. De burgerlijke schemering is de
helderste, terwijl de astronomische schemering de donkerste is. |
| |
| Meting |
| |
| De hoek ten opzichte van de horizon |
| Het stadium van zonsopgang dat bekend staat als valse zonsopgang vindt feitelijk plaats voordat de zon werkelijk de horizon bereikt, omdat de atmosfeer van de aarde het beeld van de zon breekt. Aan de horizon bedraagt de gemiddelde hoeveelheid breking 34 boogminuten, hoewel deze hoeveelheid varieert afhankelijk van de atmosferische omstandigheden. |
| |
| Bovendien vindt zonsopgang, in tegenstelling tot de meeste andere zonnemetingen, plaats wanneer het bovenste deel van de zon, in plaats van het midden, de horizon lijkt te overschrijden. De schijnbare straal van de zon aan de horizon bedraagt 16 boogminuten. |
| |
| Deze twee hoeken bepalen samen dat de zonsopgang plaatsvindt wanneer het centrum van de zon zich 50 boogminuten onder de horizon bevindt, oftewel 90,83° van het zenit. |
| |
 |
| Dit diagram van de zon bij zonsopgang (of zonsondergang) toont de effecten van atmosferische breking. |
|
|
 |
Tijd van zonsopgang in 2008 voor Libreville, Gabon.
Dichtbij de evenaar wordt de variatie van het tijdstip van zonsopgang voornamelijk bepaald door de variatie van de tijdsvereffening. |
|
| |
| Tijdstip van de dag |
Het tijdstip van de zonsopgang varieert het hele jaar en wordt ook beïnvloed door de breedte- en lengtegraad, hoogte en tijdzone van de kijker. Deze veranderingen worden veroorzaakt door de axiale kanteling van de aarde, de dagelijkse rotatie van de aarde, de beweging van de planeet in
zijn jaarlijkse elliptische baan rond de zon, en de gepaarde omwentelingen van de aarde en de maan om elkaar heen. Het analemma kan worden gebruikt om bij benadering voorspellingen te doen over het tijdstip van zonsopgang. |
| |
In de late winter en de lente vindt de zonsopgang, gezien vanaf gematigde breedtegraden, elke dag eerder plaats en bereikt zijn vroegste tijdstip
rond de zomerzonnewende; hoewel de exacte datum varieert per breedtegraad. Na dit punt wordt het tijdstip van zonsopgang elke dag later en bereikt het op zijn laatst ergens rond de winterzonnewende. De verschuiving tussen de data van de zonnewende en de vroegste of laatste zonsopgangstijd wordt veroorzaakt door de excentriciteit van de baan van de aarde en de kanteling van haar as, en wordt beschreven door het analemma, dat kan worden gebruikt om de data te voorspellen. |
| |
| Variaties in de atmosferische breking kunnen het tijdstip van zonsopgang veranderen door de schijnbare positie ervan te veranderen. In de buurt van de polen is de variatie in het tijdstip van de dag overdreven, omdat de zon de horizon in een zeer ondiepe hoek kruist en dus langzamer opkomt. |
| |
Door rekening te houden met atmosferische breking en te meten vanaf de voorrand wordt de gemiddelde duur van de dag ten opzichte van de
nacht enigszins verlengd. De zonsopgang vergelijking, die wordt gebruikt om het tijdstip van zonsopgang en zonsondergang af te leiden, gebruikt echter het fysieke centrum van de zon voor de berekening, waarbij de atmosferische breking en de niet-nulhoek die door de zonneschijf wordt ingesloten, worden verwaarloosd. |
| |
| Locatie aan de horizon |
Als we de effecten van breking en de niet-nulgrootte van de zon buiten beschouwing laten, is elke zonsopgang in gematigde streken altijd in het noordoostelijke kwadrant van de maart-equinox tot de september-equinox en in het zuidoostelijke kwadrant van de september-equinox tot de maart-equinox. Zonsopgangen vinden ongeveer pal in het oosten plaats op de equinoxen van maart en september voor alle kijkers op aarde.
Exacte berekeningen van de azimuts van zonsopgang op andere data zijn complex, maar ze kunnen met redelijke nauwkeurigheid worden geschat met behulp van het analemma. |
| |
| De figuur boven is berekend met behulp van de zonnegeometrie routine als volgt: |
- Bereken voor een bepaalde breedtegraad en een bepaalde datum de declinatie van de zon met behulp van de lengtegraad en de zonnetijd als
invoer voor de routine. |
| - Bereken de zonsopgang uurhoek met behulp van de zonsopgangvergelijking. |
| - Bereken de zonsopgangstijd, dit is de zonnetijd minus de zonsopganguurhoek in graden gedeeld door 15. |
| - Gebruik de zonsopgangstijd als invoer voor de zonnegeometrieroutine om de zonne-azimuthoek bij zonsopgang te verkrijgen. |
| |
| Hemisferische symmetrie |
| Een interessant kenmerk in de figuur rechts is de schijnbare hemisferische symmetrie in gebieden waar de dagelijkse zonsopgang en zonsondergang daadwerkelijk plaatsvinden. |
| |
| Deze symmetrie wordt duidelijk als de hemisferische relatie in de zonsopgangvergelijking wordt toegepast op de x- en y-componenten van de zonnevector gepresenteerd |
| |
| |
| Kleuren |
| Luchtmoleculen en deeltjes in de lucht verstrooien wit zonlicht terwijl het door de atmosfeer van de aarde gaat. Dit wordt gedaan door een combinatie van Rayleigh-verstrooiing en Mie-verstrooiing |
| |
| Terwijl een straal wit zonlicht door de atmosfeer naar een waarnemer reist, worden sommige kleuren uit de straal verstrooid door luchtmoleculen en deeltjes in de lucht, waardoor de uiteindelijke kleur van de straal die de kijker ziet, verandert. Omdat de kortere golflengtecomponenten, zoals blauw en groen, sterker verstrooien, worden deze kleuren bij voorkeur uit de bundel verwijderd. |
 |
| Zonsopgang in Lissabon vanuit een vliegtuig |
|
|
 |
| Zonsopgang in Jamaica |
|
|
 |
| Zonsopgang op de Montagna di Vernà |
|
| |
Bij zonsopgang en zonsondergang, wanneer het pad door de atmosfeer langer is, worden de blauwe en groene componenten bijna volledig verwijderd, waardoor de oranje en rode tinten met langere golflengte overblijven die op die momenten te zien zijn. Het resterende rode zonlicht
kan vervolgens worden verstrooid door wolkendruppels en andere relatief grote deeltjes, waardoor de horizon rood en oranje wordt verlicht.
De verwijdering van de kortere golflengten van licht is te wijten aan Rayleigh-verstrooiing door luchtmoleculen en deeltjes die veel kleiner zijn dan
de golflengte van zichtbaar licht (minder dan 50 nm in diameter). De verstrooiing door wolkendruppeltjes en andere deeltjes met diameters die vergelijkbaar zijn met of groter zijn dan de golflengten van zonlicht (meer dan 600 nm) is te wijten aan Mie-verstrooiing en is niet sterk golflengteafhankelijk. Mie-verstrooiing is verantwoordelijk voor het licht dat door wolken wordt verstrooid, en ook voor de halo van wit licht
overdag rond de zon (voorwaartse verstrooiing van wit licht) |
| |
Zonsondergangkleuren zijn doorgaans briljanter dan zonsopgangkleuren, omdat de avondlucht meer deeltjes bevat dan de ochtendlucht. As van vulkaanuitbarstingen, opgesloten in de troposfeer, zorgt voor alle gedempte zonsondergang- en zonsopgangkleuren, terwijl vulkanische ejecta die
in plaats daarvan in de stratosfeer worden verheven (als dunne wolken van kleine zwavelzuurdruppeltjes), prachtige kleuren na zonsondergang kunnen opleveren die afterglows en pre-glows worden genoemd. -zonsopgang gloeit. Een aantal uitbarstingen, waaronder die van de berg Pinatubo
in 1991 en die van Krakatoa in 1883, hebben voldoende hoge zwavelzuurwolken in de stratosfeer geproduceerd om over de hele wereld opmerkelijke nagloed bij zonsondergang (en gloed vóór zonsopgang) te veroorzaken. De wolken op grote hoogte dienen om het sterk rode
zonlicht dat na zonsondergang nog steeds de stratosfeer bereikt, naar de oppervlakte te reflecteren. |
| |
| Optische illusies en andere verschijnselen |
- Atmosferische refractie zorgt ervoor dat de zon zichtbaar is terwijl deze zich nog onder
de horizon bevindt. |
- Licht van de onderrand van de zonneschijf wordt meer gebroken dan licht van de
bovenrand. Dit vermindert de schijnbare hoogte van de zon wanneer deze net boven de
horizon verschijnt. De breedte wordt niet beïnvloed, dus de zon lijkt breder dan hoog. |
- De zon lijkt bij zonsopgang groter dan wanneer hij hoger aan de hemel staat, op een
manier die vergelijkbaar is met de maanillusie |
- Het lijkt erop dat de zon boven de horizon uitkomt en rond de aarde draait, maar in
werkelijkheid is het de aarde die ronddraait, terwijl de zon gefixeerd blijft. Dit effect is het
gevolg van het feit dat een waarnemer op aarde zich in een roterend referentiekader
bevindt. |
- Af en toe doet zich een valse zonsopgang voor, wat een heel bijzonder soort parhelium
aantoont dat tot de optische fenomeenfamilie van halo's behoort. |
- Soms is vlak voor zonsopgang of na zonsondergang een groene flits te zien. Dit is een
optisch fenomeen waarbij een groene vlek boven de zon zichtbaar is, meestal niet langer
dan een seconde of twee. |
|
|
 |
Dit is een valse zonsopgang, een heel bijzonder
soort parhelium. |
|
|
|
Bronnen: Wikipedia-nl, Wikipedia-en, Wikipedia-de, Wikipedia-fr |
|
|
|
|
|
|
