Máy Tính Thời Lượng Ban Ngày là gì?
Công cụ này ước tính số giờ ban ngày tại bất kỳ vị trí nào, được xác định bằng vĩ độ của nơi đó, trong một ngày cụ thể của năm. Nó sử dụng "phương trình mọc lặn" tiêu chuẩn trong hình học thiên văn, kết hợp vĩ độ của bạn với góc xích vĩ (declination) của Mặt Trời vào ngày đó. Kết quả là khoảng thời gian từ lúc Mặt Trời mọc đến lúc lặn (độ dài ngày hình học, không tính đến khúc xạ khí quyển và kích thước biểu kiến của Mặt Trời).
Cách sử dụng
Nhập vĩ độ của bạn theo đơn vị độ — giá trị dương cho Bắc bán cầu và giá trị âm cho Nam bán cầu. Sau đó nhập số thứ tự ngày trong năm (1 = ngày 1 tháng 1, 172 ≈ ngày 21 tháng 6, 355 ≈ ngày 21 tháng 12). Công cụ sẽ trả về độ dài ban ngày dưới dạng giờ thập phân và dưới dạng giờ-phút, cùng với góc xích vĩ Mặt Trời được tính cho ngày đó.
Giải thích công thức
Trước tiên, góc xích vĩ Mặt Trời \(\delta\) được tính bằng phương trình Cooper:
$$\delta = 23{,}45^{\circ} \cdot \sin\!\left(\frac{360 \cdot (284 + N)}{365}\right)$$trong đó \(N\) là số thứ tự ngày trong năm. Sau đó, độ dài ngày là
$$D = \frac{24}{\pi} \cdot \arccos\!\left(-\tan\phi \cdot \tan\delta\right)$$với \(\phi\) là vĩ độ. Khi \(-\tan\phi \cdot \tan\delta\) vượt ra ngoài khoảng \(\pm 1\) thì Mặt Trời không bao giờ lặn (ngày địa cực, \(D = 24\)) hoặc không bao giờ mọc (đêm địa cực, \(D = 0\)).
Ví dụ minh họa
Tại vĩ độ 40° Bắc vào ngày thứ 172 (khoảng hạ chí tháng 6), \(\delta \approx 23{,}45^{\circ}\). Khi đó \(-\tan(40^{\circ}) \cdot \tan(23{,}45^{\circ}) \approx -0{,}8391 \cdot 0{,}4337 \approx -0{,}3640\), và \(\arccos(-0{,}3640) \approx 1{,}9438\) rad. Vậy
$$D = \frac{24}{\pi} \cdot 1{,}9438 \approx 14{,}85 \text{ giờ}$$tức khoảng 14 giờ 51 phút ban ngày.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao kết quả của tôi lệch vài phút so với bảng giờ mọc lặn? Các bảng được công bố có tính đến khúc xạ khí quyển và bán kính đĩa Mặt Trời (điều chỉnh ~50'), khiến thời gian ban ngày quan sát được dài hơn một chút. Công cụ này cho giá trị hình học tính theo tâm Mặt Trời.
Vì sao vĩ độ bị giới hạn ở ±66,5°? Vượt qua các vòng cực, Mặt Trời có thể ở trên hoặc dưới đường chân trời suốt 24 giờ; khoảng nhập liệu này giữ kết quả trong chế độ mọc/lặn bình thường, dù công thức vẫn xử lý được các trường hợp ở vùng cực.
Bán cầu nào dùng vĩ độ âm? Hãy dùng vĩ độ âm cho Nam bán cầu, nơi các mùa (và độ dài ngày) đảo ngược so với Bắc bán cầu. Lưu ý: Việt Nam nằm ở Bắc bán cầu nên dùng vĩ độ dương (ví dụ Hà Nội ≈ 21°, TP.HCM ≈ 10,8°).