ما هي حاسبة الظهيرة الشمسية ومعادلة الزمن؟
هذه أداة فلكية عالمية تحسب — لأي سنة ميلادية ولأي خط طول للراصد ولأي فرق توقيت قياسي — كميتين مترابطتين لكل يوم من أيام السنة: معادلة الزمن (الفرق بين الزمن الشمسي المتوسط والزمن الشمسي الظاهري)، والظهيرة الشمسية أي توقيت الساعة الذي تعبر فيه الشمس الحقيقية خط الزوال المحلي. كما ترسم الأداة منحنى معادلة الزمن على مدار السنة، وهو المنحنى الشبيه بالأنالِما (analemma). تقابل القيم الافتراضية (خط طول 135 درجة شرقًا، ومنطقة زمنية +9 ساعات) التوقيت الرسمي لليابان، لكن يمكنك إدخال أي موقع في العالم.
طريقة الاستخدام
أدخل السنة (يحدد ذلك ما إذا كانت 365 أو 366 يومًا)، ثم اختر فترة المعاينة المستخدمة في الجدول والرسم البياني، ثم أدخل خط الطول بالدرجات العشرية (الشرق موجب والغرب سالب)، وفرق توقيتك القياسي عن التوقيت العالمي المنسق UTC بالساعات (الشرق موجب). يعرض العنوان الرئيسي النتيجة لليوم المُعايَن الأقرب إلى اليوم رقم 36 من السنة (أوائل فبراير)، بينما تُرسم السلسلة الكاملة في الأسفل.
شرح المعادلة
لليوم رقم \(n\) من السنة التي تضم \(N\) يومًا، تُحسب زاوية السنة الكسرية بالعلاقة: \(\gamma = \frac{2\pi}{N}\,(n - 1)\) راديان. وتُعطى معادلة الزمن منخفضة الدقة من NOAA بالدقائق بالعلاقة: $$E = 229.18\,\big(0.000075 + 0.001868\cos\gamma - 0.032077\sin\gamma - 0.014615\cos 2\gamma - 0.040849\sin 2\gamma\big)$$ حيث تعني القيمة الموجبة أن الشمس الظاهرية متقدمة على الشمس المتوسطة. أما الظهيرة الشمسية على ساعة التوقيت القياسي فهي: $$\text{Solar Noon} = 12 + \left( \text{Time Zone} - \frac{\text{Longitude}}{15} \right) + \frac{E}{60}$$ لأن خط زوال المنطقة الزمنية القياسية يقع عند \(15 \times \text{timeZone}\) درجة، ولأن كل 15 درجة من خط الطول تعادل ساعة واحدة.
مثال محلول
لسنة 2024 (سنة كبيسة، \(N = 366\))، خط طول 135 درجة شرقًا، منطقة زمنية +9، اليوم \(n = 36\) (5 فبراير): \(\gamma = \frac{2\pi}{366} \times 35 = 0.60099\) راديان، مما يعطي \(E \approx -13.73\) دقيقة (الشمس الظاهرية متأخرة عن المتوسطة). $$\text{Solar Noon} = 12 + \left( 9 - \frac{135}{15} \right) + \frac{-13.73}{60} = 12 + 0 - 0.2288 = 11.7712 \text{ ساعة}$$ أي حوالي 11:46:16 بالتوقيت القياسي — قبل ظهيرة الساعة بنحو 14 دقيقة.
الأسئلة الشائعة
لماذا لا يحدث أبكر غروب للشمس في يوم الانقلاب الشتوي؟ لأن معادلة الزمن تُزيح الظهيرة الشمسية يومًا بعد يوم، فإن أبكر غروب (مثلًا في طوكيو نحو 5 ديسمبر) يقع قبل الانقلاب الشتوي.
ما مدى دقة هذه الحاسبة؟ تقريب NOAA دقيق إلى نحو ±0.5 دقيقة — وهو ممتاز للرسم البياني السنوي، لكنه لا يصلح لدقة على مستوى الثواني.
ما هو اصطلاح الإشارة المستخدم؟ معادلة الزمن المعروضة هي «الظاهري ناقص المتوسط» (وهو اصطلاح رسم الأنالِما المعتاد)، أما القيمة السالبة لها فتمثل اصطلاح «المتوسط ناقص الظاهري».