不讓太陽(yáng)從東邊升起,有一個(gè)很經(jīng)典的做法:把東、西的含義對(duì)調(diào),這樣太陽(yáng)就變成了「從西邊升起」了。這種辦法能讓太陽(yáng)在語(yǔ)言層面不再?gòu)臇|邊升起,但多少有些自欺欺人。
不過(guò)在日常語(yǔ)境下,「東邊」的確是一個(gè)相對(duì)模糊的概念。正東自然是東邊,那么如果偏一點(diǎn)點(diǎn)呢?肯定也可以算東邊。那偏多少開(kāi)始就不算東邊呢?這就是一個(gè)值得討論的問(wèn)題了。我們不妨從狹義、一般、廣義三種角度去理解「東邊」的內(nèi)涵。
狹義的「東邊」無(wú)疑就是正東方向,對(duì)應(yīng)方位角90°(以正北為0°,順時(shí)針度量,下同)
一般意義的「東邊」可以是從東北偏東(方位角67.5°)到東南偏東(方位角112.5°)的區(qū)間
廣義的「東邊」是從東北(方位角45°)到東南(方位角135°)的區(qū)間
現(xiàn)代32方位羅盤(pán)圖︱Wikipedia@JamesLucas
之所以要對(duì)「東邊」作出明確定義,是因?yàn)樘?yáng)的出沒(méi)方位并不總是標(biāo)準(zhǔn)的東升西落。
分享一個(gè)不冷也不熱的知識(shí):太陽(yáng)的出沒(méi)方位會(huì)隨著季節(jié)和地理位置變化而發(fā)生改變。如果固定觀測(cè)點(diǎn)[1],太陽(yáng)的升起方位在春秋分前后在方位角90°附近,從春分到秋分的升起方位在東偏北(方位角<90°),從秋分到第二年春分升起方位在東偏南(方位角>90°)。如果固定日期,以剛剛過(guò)去的夏至為例,夏至日緯度越高的地區(qū)太陽(yáng)升起方位越偏北。夏至?xí)r北極圈內(nèi)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象,太陽(yáng)不落入地平線(xiàn);南極圈內(nèi)則出現(xiàn)極夜,太陽(yáng)不從地平線(xiàn)升起。
固定觀測(cè)點(diǎn)時(shí),日出日落方位會(huì)隨時(shí)間推移出現(xiàn)變化︱茲基派德
結(jié)合太陽(yáng)出沒(méi)方位的規(guī)律以及對(duì)「東邊」的定義,現(xiàn)在我們可以看看太陽(yáng)究竟在什么情況下會(huì)從東邊升起。
如果「東邊」按狹義理解,在全球范圍內(nèi)全年均有太陽(yáng)出沒(méi)現(xiàn)象的地區(qū),一年中大部分時(shí)間太陽(yáng)都不會(huì)從東邊升起,只有在春秋分前后才能看到太陽(yáng)從東邊升起。
如果「東邊」按一般理解,情況會(huì)復(fù)雜一些。此時(shí)方位角介于67.5°到112.5°的日出可以視為「太陽(yáng)從東邊升起」,對(duì)于不同緯度地區(qū)而言,符合這一條件的日出時(shí)間段有所不同。例如赤道地區(qū)有大約10個(gè)月時(shí)間太陽(yáng)從東邊升起,剩余兩個(gè)月(6月初~7月初,12月初~1月初)太陽(yáng)不從東邊升起。
赤道地區(qū)日出方位在一年中的變化,縱坐標(biāo)為方位角︱數(shù)據(jù)來(lái)源Stellarium,未考慮大氣折射與太陽(yáng)視差
隨著緯度升高,太陽(yáng)從東邊升起的時(shí)間段會(huì)逐漸縮短,例如在65°N,全年只有大約3個(gè)月時(shí)間(2月底~4月中旬,8月底~10月中旬)太陽(yáng)會(huì)從東邊升起。
65°N地區(qū)日出方位在一年中的變化,縱坐標(biāo)為方位角︱數(shù)據(jù)來(lái)源Stellarium,未考慮大氣折射與太陽(yáng)視差
如果「東邊」按廣義理解(方位角45°~135°),55°以上的高緯度地區(qū)依然會(huì)有太陽(yáng)不在東邊升起的時(shí)段。還是以65°N為例,如上圖所示,一年中從5月中旬到8月初,以及從11月中旬到1月底,太陽(yáng)日出方位角會(huì)小于45°或大于135°,也就是不會(huì)在東邊升起。
討論「太陽(yáng)會(huì)不會(huì)從東邊升起」的一個(gè)前提是所在地理位置存在東邊。地球上有沒(méi)有地方不存在東這個(gè)方向呢?
地球上有兩個(gè)位置不存在一般意義上的四方,一個(gè)是北極點(diǎn)(只有南),另一個(gè)是南極點(diǎn)(只有北)。東不存在了,也就無(wú)所謂太陽(yáng)從東方升起了。
不少恩愛(ài)情侶都會(huì)有太陽(yáng)不從東邊升起的體驗(yàn)
以上討論說(shuō)到底還是在圍繞東邊這個(gè)概念做文章,多少還是有些取巧。而且除了南北極點(diǎn),做不到完全不讓太陽(yáng)從東邊升起。
如果有辦法能讓太陽(yáng)不運(yùn)動(dòng)到地平線(xiàn)之上,也就實(shí)打?qū)嵧瓿闪瞬蛔屘?yáng)從東邊升起的目的。
太陽(yáng)東升西落的運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果。要改變這一現(xiàn)狀,如果不考慮讓地球停轉(zhuǎn)等帶有科幻色彩的方案,而是基于現(xiàn)實(shí)出發(fā),那么作為觀測(cè)者的我們就需要像地球一樣動(dòng)起來(lái),想辦法抵消地球自轉(zhuǎn)帶來(lái)的影響。
說(shuō)到抵消地球自轉(zhuǎn),天文愛(ài)好者特別是深空攝影愛(ài)好者們馬上能想到一個(gè)抵消地球自轉(zhuǎn)的方案——赤道儀。通過(guò)電動(dòng)赤道儀我們可以抵消掉地球自轉(zhuǎn)引起的天體地平坐標(biāo)變化,讓拍攝目標(biāo)一直處在視線(xiàn)范圍內(nèi)。赤道儀抵消地球自轉(zhuǎn)的原理是讓赤道儀沿赤經(jīng)方向維持一個(gè)角速度,這個(gè)角速度在數(shù)值上等于地球自轉(zhuǎn)角速度,但方向相反。
赤道儀提供與地球自轉(zhuǎn)大小相同但方向相反的角速度以抵消地球自轉(zhuǎn)的影響︱Wikipedia
那么類(lèi)似的,為了不讓太陽(yáng)升起來(lái),最起碼是保證太陽(yáng)和地平線(xiàn)相對(duì)靜止,那么我們需要抵消地球自轉(zhuǎn)的線(xiàn)速度。地球在自西向東自轉(zhuǎn),因此我們要自東向西運(yùn)動(dòng),具體的運(yùn)動(dòng)速率大小取決于我們的地理位置。
在赤道,地球的自轉(zhuǎn)線(xiàn)速度大約是465米/秒,只要我們保持這個(gè)速度自東向西運(yùn)動(dòng),就能在赤道上確保太陽(yáng)與地平線(xiàn)相對(duì)靜止。隨著地理緯度抬升,對(duì)應(yīng)位置的地球自轉(zhuǎn)線(xiàn)速度減小,我們要達(dá)到的反向速度也就變小。30°N時(shí)是cos30°×465≈403米/秒。60°N時(shí)是232.5米/秒,合837千米/小時(shí),落在民航客機(jī)的巡航速度范圍內(nèi)。此時(shí)如果有一架飛機(jī)一直沿65°N緯線(xiàn)飛行不降落,飛機(jī)上的乘員就可以一直看不到太陽(yáng)升起。
幾年前的一部電視劇《絕夜逢生》(Into the Night)就以類(lèi)似的設(shè)定推動(dòng)劇情的展開(kāi)。電視劇中有一架航班自布魯塞爾起飛后僥幸避開(kāi)了一場(chǎng)由太陽(yáng)活動(dòng)引起的全球浩劫。太陽(yáng)活動(dòng)產(chǎn)生的輻射對(duì)生物是致命的,因此飛機(jī)必須一直向西飛行躲避陽(yáng)光。以布魯塞爾的緯度(約51°N)來(lái)看,飛行如向正西飛行需要約1053千米/小時(shí)的速度才能一直避開(kāi)陽(yáng)光,這里還沒(méi)有考慮落地加油的時(shí)間。因此如果想要盡可能待在黑夜中,最好是朝更高緯度地區(qū)飛行。電視劇中飛機(jī)曾在蘇格蘭一處軍用機(jī)場(chǎng)(57.6°N)降落加油。
電視劇《絕夜逢生》海報(bào)
參考&拓展
[1]全年均有太陽(yáng)出沒(méi)現(xiàn)象的地點(diǎn),也就是不包含可能出現(xiàn)極晝/極夜的地點(diǎn)
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