Comme indiqué dans http://aa.quae.nl/en/antwoorden/zonpositie.html#14, la longueur du lever / coucher du soleil varie d'environ 128 / cos (latitude) secondes aux équinoxes à environ 142 / cos (1,14 * latitude ) aux solstices.
Plus précisément, voici la durée du lever / coucher du soleil à différentes latitudes:
Au-delà de 65 degrés de latitude nord ou sud, le soleil ne se lève pas ou ne se couche pas quotidiennement, et la longueur du lever / coucher du soleil augmente considérablement.
Les données tracées ci-dessus sont la longueur du lever du soleil, mais la longueur du coucher du soleil est très similaire.
Tous les calculs pour ce programme ont été effectués avec ce programme:
https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/bc-solve-astro-12824.c
La sortie brute des heures de lever / coucher du soleil:
https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/sun-rise-set-multiple-latitudes.txt.bz2
Vous pouvez vérifier ces résultats sur:
http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php
Le lever de soleil le plus long que j'ai trouvé pour 2015 était à 89 degrés 51 minutes de latitude sud, 125 degrés de longitude est. Là, le soleil commence à se lever le 20 septembre 2015 à 23 h 52, monte et descend un peu (mais ne se couche jamais tout à fait), et finit enfin de se lever 43 heures et 21 minutes plus tard, le 22 septembre 2015 à 1913, mais voir une mise en garde à la fin de cette réponse.
Vous pouvez "vérifier" cela en visitant d'abord
http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php avec ces paramètres:
obtenir:
Sun or Moon Rise/Set Table for One Year
o , o , Astronomical Applications Dept.
Location: E125 00, S89 51 Rise and Set for the Sun for 2015 U. S. Naval Observatory
Washington, DC 20392-5420
Universal Time
Jan. Feb. Mar. Apr. May June July Aug. Sept. Oct. Nov. Dec.
Day Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set Rise Set
h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m h m
01 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
02 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
03 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
04 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
05 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
06 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
07 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
08 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
09 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
10 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
11 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
12 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
13 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
14 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
15 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
16 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
17 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
18 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
19 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** ****
20 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- 2352 **** **** **** **** **** ****
21 **** **** **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
22 **** **** **** **** 1842 1614 ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
23 **** **** **** **** 0708 ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
24 **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
25 **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
26 **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
27 **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
28 **** **** **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
29 **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
30 **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** **** **** **** **** ****
31 **** **** ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- **** **** **** ****
(**** object continuously above horizon) (---- object continuously below horizon)
Notez que le soleil se lève à 23h52 le 20 septembre et ne se couche pas pour le reste de l'année, vérifiant l'heure de début du lever du soleil.
La vérification de l'heure de fin est un peu plus délicate. Pour ce faire, visitez
http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi avec les paramètres suivants:
obtenir:
Revised : Jul 31, 2013 Sun 10
PHYSICAL PROPERTIES (revised Jan 16, 2014):
GM (10^11 km^3/s^2) = 1.3271244004193938 Mass (10^30 kg) ~ 1.988544
Radius (photosphere) = 6.963(10^5) km Angular diam at 1 AU = 1919.3"
Solar Radius (IAU) = 6.955(10^5) km Mean density = 1.408 g/cm^3
Surface gravity = 274.0 m/s^2 Moment of inertia = 0.059
Escape velocity = 617.7 km/s Adopted sidereal per = 25.38 d
Pole (RA,DEC in deg.) = 286.13,63.87 Obliquity to ecliptic = 7 deg 15'
Solar constant (1 AU) = 1367.6 W/m^2 Solar lumin.(erg/s) = 3.846(10^33)
Mass-energy conv rate = 4.3(10^12 gm/s) Effective temp (K) = 5778
Surf. temp (photosphr)= 6600 K (bottom) Surf. temp (photosphr)= 4400 K (top)
Photospheric depth = ~400 km Chromospheric depth = ~2500 km
Sunspot cycle = 11.4 yr Cycle 22 sunspot min. = 1991 A.D.
Motn. rel to nrby strs= apex : RA=271 deg; DEC=+30 deg
speed: 19.4 km/s = 0.0112 AU/day
Motn. rel to 2.73K BB = apex : l=264.7+-0.8; b=48.2+-0.5
speed: 369 +-11 km/s
Results
*******************************************************************************
Ephemeris / WWW_USER Fri Jan 1 21:49:19 2016 Pasadena, USA / Horizons
*******************************************************************************
Target body name: Sun (10) {source: DE431mx}
Center body name: Earth (399) {source: DE431mx}
Center-site name: (user defined site below)
*******************************************************************************
Start time : A.D. 2015-Sep-22 19:00:00.0000 UT
Stop time : A.D. 2015-Sep-22 20:00:00.0000 UT
Step-size : 1 minutes
*******************************************************************************
Target pole/equ : IAU_SUN {East-longitude +}
Target radii : 696000.0 x 696000.0 x 696000.0 k{Equator, meridian, pole}
Center geodetic : 125.000000,-89.850000,7.057E-13 {E-lon(deg),Lat(deg),Alt(km)}
Center cylindric: 125.000000,16.7540774,-6356.730 {E-lon(deg),Dxy(km),Dz(km)}
Center pole/equ : High-precision EOP model {East-longitude +}
Center radii : 6378.1 x 6378.1 x 6356.8 km {Equator, meridian, pole}
Target primary : Sun
Vis. interferer : MOON (R_eq= 1737.400) km {source: DE431mx}
Rel. light bend : Sun, EARTH {source: DE431mx}
Rel. lght bnd GM: 1.3271E+11, 3.9860E+05 km^3/s^2
Atmos refraction: NO (AIRLESS)
RA format : HMS
Time format : CAL
RTS-only print : NO
EOP file : eop.160101.p160324
EOP coverage : DATA-BASED 1962-JAN-20 TO 2016-JAN-01. PREDICTS-> 2016-MAR-23
Units conversion: 1 au= 149597870.700 km, c= 299792.458 km/s, 1 day= 86400.0 s
Table cut-offs 1: Elevation (-90.0deg=NO ),Airmass (>38.000=NO), Daylight (NO )
Table cut-offs 2: Solar Elongation ( 0.0,180.0=NO ),Local Hour Angle( 0.0=NO )
*******************************************************************************
Date__(UT)__HR:MN Azi_(a-appr)_Elev
****************************************
$$SOE
2015-Sep-22 19:00 *m 128.1772 -0.3117
2015-Sep-22 19:01 *m 127.9272 -0.3109
2015-Sep-22 19:02 *m 127.6771 -0.3101
2015-Sep-22 19:03 *m 127.4270 -0.3093
2015-Sep-22 19:04 *m 127.1770 -0.3085
2015-Sep-22 19:05 *m 126.9269 -0.3077
2015-Sep-22 19:06 *m 126.6769 -0.3069
2015-Sep-22 19:07 *m 126.4268 -0.3061
2015-Sep-22 19:08 *m 126.1767 -0.3053
2015-Sep-22 19:09 *m 125.9267 -0.3045
2015-Sep-22 19:10 *m 125.6766 -0.3037
2015-Sep-22 19:11 *m 125.4266 -0.3029
2015-Sep-22 19:12 *m 125.1765 -0.3021
2015-Sep-22 19:13 *m 124.9264 -0.3013
2015-Sep-22 19:14 *m 124.6764 -0.3005
2015-Sep-22 19:15 *m 124.4263 -0.2997
2015-Sep-22 19:16 *m 124.1762 -0.2989
2015-Sep-22 19:17 *m 123.9262 -0.2981
2015-Sep-22 19:18 *m 123.6761 -0.2973
2015-Sep-22 19:19 *m 123.4261 -0.2964
2015-Sep-22 19:20 *m 123.1760 -0.2956
2015-Sep-22 19:21 *m 122.9259 -0.2948
2015-Sep-22 19:22 *m 122.6759 -0.2940
2015-Sep-22 19:23 *m 122.4258 -0.2932
2015-Sep-22 19:24 *m 122.1757 -0.2923
2015-Sep-22 19:25 *m 121.9257 -0.2915
2015-Sep-22 19:26 *m 121.6756 -0.2907
2015-Sep-22 19:27 *m 121.4256 -0.2899
2015-Sep-22 19:28 *m 121.1755 -0.2890
2015-Sep-22 19:29 *m 120.9254 -0.2882
2015-Sep-22 19:30 *m 120.6754 -0.2874
2015-Sep-22 19:31 *m 120.4253 -0.2865
2015-Sep-22 19:32 *m 120.1753 -0.2857
2015-Sep-22 19:33 *m 119.9252 -0.2849
2015-Sep-22 19:34 *m 119.6751 -0.2840
2015-Sep-22 19:35 *m 119.4251 -0.2832
2015-Sep-22 19:36 *m 119.1750 -0.2823
2015-Sep-22 19:37 *m 118.9250 -0.2815
2015-Sep-22 19:38 *m 118.6749 -0.2807
2015-Sep-22 19:39 *m 118.4248 -0.2798
2015-Sep-22 19:40 *m 118.1748 -0.2790
2015-Sep-22 19:41 *m 117.9247 -0.2781
2015-Sep-22 19:42 *m 117.6746 -0.2773
2015-Sep-22 19:43 *m 117.4246 -0.2764
2015-Sep-22 19:44 *m 117.1745 -0.2756
2015-Sep-22 19:45 *m 116.9245 -0.2747
2015-Sep-22 19:46 *m 116.6744 -0.2739
2015-Sep-22 19:47 *m 116.4243 -0.2730
2015-Sep-22 19:48 *m 116.1743 -0.2721
2015-Sep-22 19:49 *m 115.9242 -0.2713
2015-Sep-22 19:50 *m 115.6742 -0.2704
2015-Sep-22 19:51 *m 115.4241 -0.2696
2015-Sep-22 19:52 *m 115.1740 -0.2687
2015-Sep-22 19:53 *m 114.9240 -0.2678
2015-Sep-22 19:54 *m 114.6739 -0.2670
2015-Sep-22 19:55 *m 114.4239 -0.2661
2015-Sep-22 19:56 *m 114.1738 -0.2652
2015-Sep-22 19:57 *m 113.9237 -0.2644
2015-Sep-22 19:58 *m 113.6737 -0.2635
2015-Sep-22 19:59 *m 113.4236 -0.2626
2015-Sep-22 20:00 *m 113.1735 -0.2618
$$EOE
*******************************************************************************
Column meaning:
TIME
Prior to 1962, times are UT1. Dates thereafter are UTC. Any 'b' symbol in
the 1st-column denotes a B.C. date. First-column blank (" ") denotes an A.D.
date. Calendar dates prior to 1582-Oct-15 are in the Julian calendar system.
Later calendar dates are in the Gregorian system.
Time tags refer to the same instant throughout the universe, regardless of
where the observer is located.
The dynamical Coordinate Time scale is used internally. It is equivalent to
the current IAU definition of "TDB". Conversion between CT and the selected
non-uniform UT output scale has not been determined for UTC times after the
next July or January 1st. The last known leap-second is used over any future
interval.
NOTE: "n.a." in output means quantity "not available" at the print-time.
SOLAR PRESENCE (OBSERVING SITE)
Time tag is followed by a blank, then a solar-presence symbol:
'*' Daylight (refracted solar upper-limb on or above apparent horizon)
'C' Civil twilight/dawn
'N' Nautical twilight/dawn
'A' Astronomical twilight/dawn
' ' Night OR geocentric ephemeris
LUNAR PRESENCE WITH TARGET RISE/TRANSIT/SET MARKER (OBSERVING SITE)
The solar-presence symbol is immediately followed by another marker symbol:
'm' Refracted upper-limb of Moon on or above apparent horizon
' ' Refracted upper-limb of Moon below apparent horizon OR geocentric
'r' Rise (target body on or above cut-off RTS elevation)
't' Transit (target body at or past local maximum RTS elevation)
's' Set (target body on or below cut-off RTS elevation)
RTS MARKERS (TVH)
Rise and set are with respect to the reference ellipsoid true visual horizon
defined by the elevation cut-off angle. Horizon dip and yellow-light refraction
(Earth only) are considered. Accuracy is < or = to twice the requested search
step-size.
Azi_(a-appr)_Elev =
Airless apparent azimuth and elevation of target center. Adjusted for
light-time, the gravitational deflection of light, stellar aberration,
precession and nutation. Azimuth measured North(0) -> East(90) -> South(180) ->
West(270) -> North (360). Elevation is with respect to plane perpendicular
to local zenith direction. TOPOCENTRIC ONLY. Units: DEGREES
Computations by ...
Solar System Dynamics Group, Horizons On-Line Ephemeris System
4800 Oak Grove Drive, Jet Propulsion Laboratory
Pasadena, CA 91109 USA
Information: http://ssd.jpl.nasa.gov/
Connect : telnet://ssd.jpl.nasa.gov:6775 (via browser)
telnet ssd.jpl.nasa.gov 6775 (via command-line)
Author : Jon.Giorgini@jpl.nasa.gov
*******************************************************************************
Le diamètre angulaire du soleil est d'environ 32 minutes d'arc, donc le membre inférieur du soleil est à 16 minutes d'arc sous le centre du soleil. Lorsque le centre du soleil a une élévation géométrique -18 minutes d'arc (-0,3 degrés), le membre inférieur a une élévation géométrique -34 minutes d'arc. Étant donné que la réfraction près de l'horizon est également de 34 minutes d'arc, le membre inférieur du soleil s'élève lorsque l'élévation géométrique du soleil est de -0,3 degré.
Dans le tableau ci-dessus, cela se produit entre 1914 et 1915, mais mon programme utilise des données légèrement plus précises pour le diamètre angulaire du soleil, et le soleil finit en fait de se lever entre 1913 et 1914 (et plus près de 1913).
Vous pouvez ensuite voler presque à mi-chemin à travers le monde jusqu'à 89 degrés 51 minutes de latitude et -19 degrés de longitude pour voir le coucher de soleil le plus long d'une minute plus court, qui commence le 23 septembre 2015 à 2128 et se termine le 25 septembre 2015 à 1648, une longueur de 43 heures et 20 minutes.
Dans ce cas, vous utiliserez
http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php pour vérifier l'heure de fin du coucher du soleil et HORIZONS pour vérifier l'heure de début du coucher du soleil.
Les levers et couchers de soleil polaires sont considérablement plus courts:
Au pôle Nord, le soleil commence à se lever le 18 mars 2015 à 2015, et finit de se lever le 20 mars 2015 à 0441, soit une durée de 32 heures et 26 minutes.
Au pôle Sud, le soleil commence à se coucher le 21 mars 2015 à 16 h 50 et finit de se coucher le 23 mars 2015 à 0 h 117, soit une durée de 32 heures et 27 minutes.
Au pôle Sud, le soleil commence à se lever le 21 septembre 2015 à 0 h 50, et finit de se lever le 22 septembre 2015 à 14 heures, soit une durée de 32 heures et 52 minutes.
Au pôle Nord, le soleil commence à se coucher le 24 septembre 2015 à 0243, et finit de se coucher le 25 septembre 2015 à 11 h 31, soit une durée de 32 heures et 48 minutes.
Mise en garde principale: comme HORIZONS et les tableaux de lever / coucher de soleil ci-dessus, je suppose 34 minutes d'arc de réfraction à l'horizon. C'est raisonnable pour la plupart des endroits, mais cela peut être déraisonnable à proximité du pôle, où les levers et couchers de soleil les plus longs se produisent. En particulier, la réfraction peut changer rapidement à ces latitudes, permettant des levers et couchers de soleil potentiellement beaucoup plus longs.
Je pense maintenant que http://what-if.xkcd.com/42/ est inexact et je vais envoyer une requête ping à l'auteur pour le lui faire savoir.