日の出・日の入りの計算

古代より、文明は天文学と共にありました。 なぜかというと、天体の動きを観測することによって歴を作ることができるためです。

暦があれば、いつ農作物を植えれると効率よく栽培できるのかがわかります。 効率よく農作物を栽培できれば、それが文明の発展に結び付くわけです。

そして今年は 世界天文年。 ガリレオが初めて望遠鏡の向こうの宇宙を眺めてから400年という記念すべき年です。 とういうわけで、日の出・日の入り時刻を計算するプログラムを作っています。

実はこの計算は結構複雑です。 地球は太陽の周りを楕円軌道で周っており、月や他の惑星の重力も影響します。 地球の大気の屈折も日の出・日の入り時刻の算出には加味しなくてはいけません。 春分の日 や 秋分の日 が毎年若干ずれるのもこのためです。

これらの影響をまともに計算することは非常に大がかりで大変です。 だいいち、精度を追い求めて計算しても、実際の天候などの影響は予測できないのであまり意味がありません。 国立天文台の発表する日の出・日の入り 時刻の精度も±1分ですので、秒単位以上の精度は求めません。

そこで略式的に、地球から見た太陽の動きを近似する式を用います。 日付と観測地点の緯経度さえわかれば日の出・日の入り時刻を計算できます。

参考書籍: 長沢工 著　日の出・日の入りの計算

試しに計算してみた2009年5月27日、埼玉県さいたま市中央区の日の出・日の入り時刻はこちら。

ちなみに日の出・日の入り時刻とは、太陽の上縁が地平線に接する時刻を指します。