كيف نرى الشمس وهي تحت الأفق الهندسي؟

الضوء على مسار منحني

يتغير اتجاه الضوء عندما يتغير معامل انكسار الوسط. تجعل بنية كثافة الجو مساره من الفضاء منحنيًا قليلًا؛ تمد العين الجزء الأخير مستقيمًا فترى الجرم أعلى من اتجاهه الهندسي. يشتد التغير قرب الأفق ويصغر قرب سمت الرأس.

هذه مقاييس تقريبية؛ راجع أيضًا إن كان ارتفاع النموذج هندسيًا أو ظاهريًا. يكون رفع الحافة السفلى للشمس أكبر من العليا، فينضغط قطرها الرأسي وتبدو مفلطحة. وقد تعطي طبقات الحرارة صورة متدرجة أو سرابًا.

جو نحو 10 °C وضغط 1010 هكتوباسكال مثال معياري، لا حالة موقعك المقاسة. يزيد البرد والضغط العالي الانكسار في نماذج بسيطة، ويقلله الدفء والضغط المنخفض. وفوق ماء بارد أو سطح متباين الحرارة قد تكون الطبقات غير المعتادة أهم من التصحيح العام. لذلك لا يضمن رقم معياري ثانية ظهور حقيقية.

أثره في الشروق

يعد الشروق وصول الحافة العليا إلى الأفق المعتمد. نصف قطر الشمس نحو 16′، ومع 34′ انكسار يكون المركز عند نحو 50′ تحت الأفق، أي −0.833°. دون الجو يشرق الطرف الهندسي لاحقًا ويغرب أبكر. الفصل بين أثر القرص وأثر الجو ضروري لتفسير هذا الحد.

تكون الفروق دقائق في عروض متوسطة وقد تزيد عند المسار المائل جدًا في العروض العالية. وتحتاج الأجرام القريبة كالقمر إلى اختلاف المنظر أيضًا. استخدم موضعًا منسوبًا إلى الراصد بتصحيحات متسقة، لا أرقامًا مجمعة من أطر مختلفة.

الأفق المنخفض من مكان مرتفع

الأفق الرياضي عمودي على الشاقول المحلي. إذا ارتفعت فوق بحر أو سهل منخفض مفتوح فإن انحناء الأرض يجعل الخط البعيد تحت المستوى الأفقي. هذه **زاوية انخفاض الأفق**. لها أصل تطبيقي واضح في الملاحة، وتختلف عن حافة مبنى أو جبل مرتفع أمامك.

تكبر مع الارتفاع دون علاقة خطية؛ للمترات الأولى أثر نسبي أكبر. ويؤثر انكسار الضوء القادم من الأفق نفسه فيرفع الخط المرئي عن مكانه الهندسي قليلًا. انكسار الجرم وانكسار خط الأفق ليسا مجرد رقم واحد بالضرورة.

على ارتفاع أمتار قد تكون بضع دقائق قوسية، وعند 100 م من ارتفاع رؤية مفتوح تتجاوز نصف قطر الشمس في الحجم التقريبي. ومن قمة عالية مناسبة قد تتجاوز درجة. لكن الارتفاع عن البحر ليس بالضرورة ارتفاعك فوق أرض منخفضة مفتوحة. في وادٍ بالعلا قد يبقى الجبل أعلى من أفقك الرياضي، وفي الرياض قد يحجب مبنى قريب الشمس رغم ارتفاع موضعك.

إذا كان الأفق مفتوحًا حقًا يقدّم الانخفاض الشروق ويؤخر الغروب؛ قد تكون النتيجة عند 100 م دقيقة إلى عدة دقائق حسب العرض والفصل. وفي أفق جبلي قد يتأخر الظهور بدل ذلك. لا يستبدل نموذج الارتفاع التضاريس التفصيلية.

عندما تهم الثواني

يتطلب تصوير محاذاة أو تسجيل احتجاب أو الرصد من قمة جمع الانكسار ونصف قطر القرص واختلاف المنظر والموقع والارتفاع. الحساب العددي الدقيق لا يساوي معرفة الجو الحقيقي بالدقة نفسها. سجّل مرجع الارتفاع وظروف الرصد والساعة إذا أردت قياسًا قابلًا للمقارنة.