Công cụ này làm gì
Công cụ Tính Số Giờ Ban Ngày ước tính một địa điểm có bao nhiêu giờ ban ngày vào một ngày nhất định, chỉ dựa trên vĩ độ và thứ tự ngày trong năm. Đây là một mô hình thiên văn mang tính phổ quát — nó áp dụng cho mọi nơi trên Trái Đất và không phụ thuộc vào múi giờ hay quốc gia nào. Kết quả là độ dài ngày theo hình học (tính từ lúc tâm Mặt Trời mọc đến khi tâm Mặt Trời lặn), chưa hiệu chỉnh khúc xạ khí quyển hay kích thước biểu kiến của Mặt Trời.
Cách sử dụng
Nhập vĩ độ tính bằng độ (số dương cho Bán cầu Bắc, số âm cho Bán cầu Nam) và thứ tự ngày trong năm \(N\), trong đó ngày 1 tháng 1 là 1 và ngày 31 tháng 12 là 365. Công cụ sẽ trả về độ dài ban ngày dưới dạng giờ thập phân và dạng giờ-phút, cùng với độ dài ban đêm và xích vĩ của Mặt Trời vào ngày đó.
Giải thích công thức
Trước tiên ta tính xích vĩ của Mặt Trời:
$$\delta = 23{,}45\cdot\sin\!\left(\frac{360}{365}\cdot(284+N)\right)\ \text{độ}.$$Giá trị này dao động giữa khoảng +23,45° vào ngày hạ chí (tháng 6) và −23,45° vào ngày đông chí (tháng 12). Góc giờ lúc mặt trời mọc \(H\) thỏa mãn \(\cos(H) = -\tan(\phi)\cdot\tan(\delta)\). Vì Mặt Trời di chuyển 360° trong 24 giờ, nên toàn bộ cung ban ngày (\(2H\)) được quy đổi thành
$$D = \frac{24}{\pi}\cdot\arccos(-\tan\phi\cdot\tan\delta)\ \text{giờ}.$$Gần các cực, giá trị cosin có thể vượt quá ±1, dẫn đến 24 giờ ban ngày (đêm trắng / mặt trời lúc nửa đêm) hoặc 0 giờ (đêm vùng cực).
Ví dụ minh họa
Tại vĩ độ 40°B vào ngày hạ chí (\(N = 172\)): \(\delta \approx 23{,}45°\). Khi đó
$$-\tan(40°)\cdot\tan(23{,}45°) \approx -0{,}8391\cdot0{,}4337 \approx -0{,}3639,$$$$\arccos(-0{,}3639) \approx 1{,}9437\ \text{rad},$$nên \(D = \frac{24}{\pi}\cdot1{,}9437 \approx 14{,}85\) giờ ban ngày.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao kết quả không khớp chính xác với ứng dụng thời tiết của tôi? Các ứng dụng có tính thêm khúc xạ khí quyển và xác định thời điểm mặt trời mọc là khi mép trên của Mặt Trời chạm đường chân trời, nên cộng thêm khoảng 5–10 phút. Còn đây là độ dài ngày thuần túy theo hình học, tính theo tâm Mặt Trời.
Khoảng vĩ độ nào cho kết quả hợp lệ? Trong khoảng từ khoảng −66,5° đến +66,5°, bạn luôn nhận được một giá trị nằm giữa 0 và 24. Vượt quá các vòng cực, kết quả sẽ bão hòa về 0 hoặc 24 giờ.
Thứ tự ngày trong năm của một ngày cụ thể là gì? Hãy đếm số ngày kể từ ngày 1 tháng 1. Ví dụ, ngày 21 tháng 6 ≈ ngày thứ 172 trong một năm không nhuận.
