ما هي حاسبة مدة ضوء النهار؟
تُقدّر هذه الحاسبة عدد ساعات ضوء النهار لأي موقع يُعرَّف بخط عرضه في يوم محدد من السنة. وتعتمد على "معادلة الشروق" المعروفة في الهندسة الفلكية، حيث تجمع بين خط العرض الخاص بك وزاوية ميل الشمس في ذلك التاريخ. والنتيجة هي الفترة الزمنية الفاصلة بين شروق الشمس وغروبها (أي ضوء النهار الهندسي، من دون احتساب انكسار الغلاف الجوي أو الحجم الظاهري لقرص الشمس).
كيفية الاستخدام
أدخل خط العرض بالدرجات — قيمة موجبة لنصف الكرة الشمالي وقيمة سالبة لنصف الكرة الجنوبي. ثم أدخل رقم اليوم من السنة (1 = الأول من يناير، و172 ≈ 21 يونيو، و355 ≈ 21 ديسمبر). تُظهر الحاسبة طول النهار بالساعات العشرية وبصيغة الساعات والدقائق، إضافةً إلى زاوية ميل الشمس المحسوبة لذلك اليوم.
شرح المعادلة
تُحسب زاوية ميل الشمس \(\delta\) أولًا بمعادلة كوبر:
$$\delta = 23.45^{\circ}\sin\!\left(\frac{360(284 + N)}{365}\right)$$حيث \(N\) هو رقم اليوم في السنة. ثم يُحسب طول النهار وفق العلاقة:
$$D = \frac{24}{\pi}\,\arccos\!\left(-\tan\phi\,\tan\delta\right)$$حيث \(\phi\) هو خط العرض. وعندما تخرج القيمة \(-\tan\phi\,\tan\delta\) عن النطاق \(\pm 1\)، فهذا يعني أن الشمس لا تغيب إطلاقًا (نهار قطبي، \(D = 24\)) أو لا تشرق إطلاقًا (ليل قطبي، \(D = 0\)).
مثال تطبيقي
عند خط العرض 40° شمالًا في اليوم 172 (قرب الانقلاب الصيفي في يونيو)، تكون \(\delta \approx 23.45^{\circ}\). عندها: \(-\tan(40^{\circ})\cdot\tan(23.45^{\circ}) \approx -0.8391\cdot 0.4337 \approx -0.3640\)، و \(\arccos(-0.3640) \approx 1.9438\) راديان. إذن \(D = \frac{24}{\pi}\cdot 1.9438 \approx 14.85\) ساعة، أي نحو 14 ساعة و51 دقيقة من ضوء النهار.
الأسئلة الشائعة
لماذا تختلف نتيجتي عن جداول الشروق ببضع دقائق؟ تتضمن الجداول المنشورة تأثير انكسار الغلاف الجوي ونصف قطر قرص الشمس (تعديل بنحو 50 دقيقة قوسية)، وهو ما يطيل ضوء النهار المرصود قليلًا. أما هذه الحاسبة فتعطي القيمة الهندسية المحسوبة عند مركز قرص الشمس.
لماذا يقتصر النطاق على \(\pm 66.5^{\circ}\) من خط العرض؟ بعد الدائرتين القطبيتين قد تبقى الشمس مرتفعة أو غائبة لمدة 24 ساعة؛ ويُبقي هذا النطاق النتائج ضمن نظام الشروق والغروب الطبيعي، علمًا أن المعادلة قادرة على التعامل مع الحالات القطبية أيضًا.
أي نصف كرة يستخدم خط العرض السالب؟ استخدم خط العرض السالب لنصف الكرة الجنوبي، حيث تنعكس الفصول (وأطوال النهار) مقارنةً بنصف الكرة الشمالي.
