متى تشرق الشمس وتغرب؟ فهم الأوقات والاتجاهات

ماذا نعني بشروق الشمس؟

في المشاهدة اليومية يبدو الشروق لحظة ظهور أول جزء من الشمس. أما الحساب فيحتاج تعريفًا محددًا: المقصود عادة وصول الحافة العليا للقرص الظاهري إلى أفق مثالي مستوٍ، دون جبال أو مبانٍ أو أشجار تحجبه. لذلك لا يلزم أن يطابق الشروق المحسوب لحظة ظهور الشمس من خلف صخور العلا أو مباني الرياض.

هناك عاملان مهمان. أولًا، لقرص الشمس نصف قطر ظاهري يقارب 16 دقيقة قوسية؛ فإذا لامست حافته العليا الأفق، بقي مركزه تحتها بهذا المقدار. ثانيًا، يثني الغلاف الجوي الضوء. يرفع **الانكسار الجوي قرب الأفق الموضع الظاهري بمقدار معياري يقارب 34 دقيقة قوسية**، أكثر قليلًا من قطر الشمس الكامل.

بجمع الأثرين يكون مركز الشمس الهندسي عند الشروق والغروب المعياريين على ارتفاع يقارب −0.833°. هذا اصطلاح شائع في الحسابات الفلكية والجداول الملاحية، وليس وعدًا بأن الانكسار الفعلي سيطابق القيمة المعيارية في كل صباح.

ما الذي يحدد وقت الساعة؟

تؤثر أربعة عناصر رئيسية في موعد الشروق والغروب:

• خط العرض: يحدد زاوية المسار اليومي وطول الجزء الواقع فوق الأفق. كلما ابتعد الموقع عن خط الاستواء ازداد عادة الفرق الموسمي في طول النهار.
• التاريخ: يتغير ميل الشمس بالنسبة إلى خط الاستواء السماوي بين نحو +23.4° قرب انقلاب يونيو و−23.4° قرب انقلاب ديسمبر، فيتغير قوسها اليومي.
• خط الطول: عند مقارنة مواقع متساوية في بقية العوامل ضمن توقيت مدني واحد، يحدث الحدث الشمسي أبكر على الساعة في الشرق منه في الغرب. تقابل درجة الطول أربع دقائق من الدوران الأرضي. أما مقارنة مدينتين مختلفتي العرض، مثل الرياض والعلا، فتتطلب النظر إلى العرض أيضًا، لا الطول وحده.
• المنطقة الزمنية وقواعد الساعة المدنية: تغير رقم الوقت المعروض، لا حركة الشمس نفسها. ولا يجوز اعتبار توقيت بلد عربي واحد توقيتًا لكل المنطقة.

تضاف معادلة الزمن: لا تبلغ الشمس خط الزوال في اللحظة نفسها من الساعة على مدار العام، بل يتقدم زمنها الحقيقي أو يتأخر عن المتوسط بنحو ربع ساعة تقريبًا. لذلك لا يقع منتصف الفترة بين الشروق والغروب بالضرورة عند الساعة 12:00 المدنية.

قوس النهار بين خط العرض والموسم

يمكن تقريب مسار الشمس اليومي بدائرة موازية لخط الاستواء السماوي. يقسم الأفق هذه الدائرة إلى قوس نهاري فوقه وقوس ليلي تحته؛ ويقع الشروق والغروب عند التقاطعين. تكون العلاقة بالظهر الحقيقي شبه متناظرة في النموذج اليومي، لا مساواة دقيقة مطلقة، لأن ميل الشمس نفسه يتغير خلال اليوم.

ينقل ميل الشمس الدائرة اليومية شمالًا في يونيو وجنوبًا في ديسمبر. في النصف الشمالي يكون الجزء فوق الأفق أطول حول يونيو وأقصر حول ديسمبر، والعكس في النصف الجنوبي. ويحدد خط عرض الراصد كيف يقطع الأفق تلك الدائرة.

قرب خط الاستواء يبقى النهار قريبًا من اثنتي عشرة ساعة معظم السنة. أما كلما اتجهت إلى عروض أعلى فتزداد الفروق الموسمية؛ وخلف الدوائر القطبية قد يبقى المسار كله فوق الأفق أو تحته فترة من العام. لهذا تحتاج مقارنة المواقع إلى خط العرض والتاريخ الفعليين لكل منها.

تعبر الشمس الزوال العلوي جنوب الراصد في الرياض والعلا، لوقوعهما شمال مدار السرطان. لكن هذا ليس قانونًا لكل متحدث بالعربية: في المواقع المدارية قد تقع الشمس وقت الظهر شمالًا أو جنوبًا أو قرب سمت الرأس بحسب التاريخ والعرض.

وللوصول إلى وقت دقيق، تراعي البرامج أن ميل الشمس ليس ثابتًا حتى داخل اليوم نفسه. تُنقّح لحظة الحدث تدريجيًا حتى يطابق ارتفاعها شرط الشروق أو الغروب المطلوب.

لماذا تختلف المشاهدة عن الوقت المحسوب؟

قد تختلف تجربة الراصد عن القيمة المعيارية دون أن يكون الحساب خاطئًا:

• الانكسار متغير: قيمة 34 دقيقة قوسية نموذجية، لكن توزيع الحرارة والضغط وطبقات الهواء قد يرفع الصورة أكثر أو أقل. قد يصل فرق الوقت إلى دقائق، ويكبر أثره في العروض التي تعبر فيها الشمس الأفق بزاوية مائلة جدًا.
• الأفق الحقيقي محجوب: قد تخفي حافة صخرية في العلا أو مبانٍ في الرياض الشمس بعد وقت شروقها الهندسي، أو تحجبها قبل الغروب المعياري. وعلى ساحل مفتوح قد يكون الأفق البعيد منخفضًا بالنسبة إلى المستوى الرياضي، خاصة من موقع مرتفع.
• ارتفاع الراصد مهم: من جبل أو برج يكون الأفق البعيد أدنى من مستوى العين. يسمى ذلك **انخفاض الأفق**، ويتيح مع خط نظر حر رؤية شروق أبكر وغروب لاحق. لا توجد مدة واحدة تصلح لكل ارتفاع وعرض وتاريخ، ولا يلغي الارتفاع حجب الجبال القريبة.

نصائح للتخطيط للرصد والتصوير

لا يبدأ الضوء عند الشروق فجأة. فالشروق ينهي الشفق المدني الصباحي اصطلاحًا، وتوجد قبله مراحل أخرى. إذا أردت صورة لضوء الفجر أو لما بعد الشروق، فخطط للفترة المحيطة لا للحظة واحدة فقط.

يتغير موضع الشروق على الأفق مع الموسم أيضًا. في مواقع شمالية مثل الرياض، يميل الشروق شمال الشرق في جزء العام المحيط بيونيو، وجنوبه قرب ديسمبر؛ ويكون قريبًا من الشرق حول الاعتدالين، مع أثر الانكسار والقرص. لمعرفة السمت الفعلي لموقع التصوير، استخدم قيم الموقع والتاريخ بدل نقل زاوية محسوبة لخط عرض آخر.

قد يفاجئك أن أبكر غروب والشروق الأكثر تأخرًا لا يقعان بالضرورة في يوم أقصر نهار. قرب انقلاب ديسمبر في النصف الشمالي، تتغير مدة القوس النهاري ببطء بينما يتحرك الظهر الحقيقي على الساعة بفعل معادلة الزمن. لذلك تنفصل تواريخ هذه الظواهر؛ ولا يوجد تاريخ واحد يصلح لجميع المدن العربية.

ولا تنظر إلى الشمس مباشرة دون حماية مناسبة، حتى إذا بدت ضعيفة قرب الأفق. لا تجعل الغيوم أو الغبار أو انخفاض الشمس النظر آمنًا. والمنظار أو المقراب أو محدد النظر البصري في الكاميرا يحتاج حماية شمسية مخصصة متوافقة أمام البصريات؛ نظارات الكسوف وحدها لا تجعل جهازًا غير مرشح آمنًا.