Güneş ne zaman doğar, ne zaman batar?

Gün doğumu tam olarak ne demektir?

Gündelik dilde gün doğumu, Güneş’in ufukta ilk kez belirmesidir. Hesaplama içinse açık bir tanım gerekir: Güneş diskinin üst kenarı, ideal ve düz bir ufka ulaştığında doğuş gerçekleşir. Matematiksel ufuk, gözlemcinin bulunduğu noktada yerel düşeye dik düzlemdir; dağları, binaları ve ağaçları içermez. Bu nedenle hesaplanan zamanla bir tepenin ardından ilk ışığı gördüğünüz an aynı olmayabilir.

İki etki önemlidir. Güneş’in görünen yarıçapı yaklaşık 16 yay dakikasıdır. Üst kenar ufka değdiğinde diskin merkezi hâlâ onun altındadır. Atmosferik kırılma da ufuk yakınındaki bir gökcisminin görüntüsünü standart koşullarda yaklaşık 34 yay dakikası yükseltir; bu, bir Güneş çapından biraz fazladır. Dolayısıyla ışığı bize ulaşan disk geometrik olarak henüz ufkun bütünüyle altında olabilir.

Bu iki katkının toplamı, standart doğuş ve batış hesabında Güneş merkezinin yüksekliği için yaklaşık −0,833° değerini verir. Denizcilik yıllıkları ve birçok astronomi hesabı bu yaklaşımı kullanır. Bir hesap standardıdır; her sabah atmosferde tam olarak aynı kırılma olacağını garanti etmez.

Saati hangi etkenler belirler?

Dört temel etken birlikte çalışır:

• Enlem: Güneş’in günlük yolunun ufku hangi açıyla kestiğini ve ufkun üstünde ne kadar kaldığını belirler. Ekvator’dan uzaklaştıkça gün uzunluğunun mevsimsel değişimi büyür.
• Tarih: Güneş’in gök ekvatorundan açısal uzaklığı olan dik açıklık yıl boyunca değişir; yaklaşık 21 Haziran’da +23,4°, 21 Aralık’ta −23,4° olur.
• Boylam: Diğer koşullar aynı ve kullanılan saat ölçeği ortak olduğunda doğudaki meridyen Güneş’e daha erken döner. Bir derece boylam, yerel güneş zamanında dört dakikaya karşılık gelir. İstanbul ile Kapadokya’nın gerçek doğuş farkını yalnızca bu etkiyle açıklamak doğru değildir; enlemleri ve yerel ufukları da farklıdır.
• Zaman dilimi ve varsa yaz saati uygulaması: Gökyüzündeki olayı değiştirmez, aynı anın saatte nasıl yazıldığını değiştirir. Seçtiğiniz yer ve tarih için geçerli kuralları kullanmak gerekir.

Bunlara zaman denklemi eklenir. Güneş’in en yüksek konuma geldiği gerçek öğle, yıl boyunca ortalama güneş zamanına göre yaklaşık çeyrek saat ileri veya geri kayabilir. Bu yüzden doğuş ve batış saatleri resmî saatteki 12.00’nin iki yanına eşit uzaklıkta yerleşmez.

Gün yayı neden mevsimle değişir?

Güneş’in günlük yolu, bir gün için yaklaşık olarak gök ekvatoruna paralel bir çember kabul edilebilir. Ufuk bu çemberi gündüz ve gece bölümlerine ayırır. Doğuş ve batış iki kesişmedir; ideal, değişmeyen bir günlük çemberde gerçek öğlenin iki yanında simetriktir. Güneş’in üst geçişi gerçek öğleyi belirler. Türkiye’nin enlemlerinde bu geçiş güney yönünde olur; bu yön kuralını tropiklere veya Güney Yarımküre’ye genellemek doğru değildir.

Güneş’in dik açıklığı günlük çemberi yıl içinde kuzeye ve güneye taşır. Kuzey Yarımküre’de haziranda çemberin daha büyük, aralıkta daha küçük kısmı ufkun üstündedir. Enlem ise ufkun bu çemberi kesme açısını belirler. Ekvator yakınında gün uzunluğu yıl boyunca yaklaşık on iki saat kalır. Kuzeye veya güneye gidildikçe mevsim farkı büyür; kutup dairelerinin ötesinde çember bir süre bütünüyle ufkun üstünde ya da altında kalabilir.

İstanbul’da da Kapadokya’da da yaz günleri kış günlerinden uzundur; fakat bir yerin hesabını diğerine taşımak doğru olmaz. Güneş’in dik açıklığı gün içinde bile biraz değişir. Bu nedenle kesin olay anı, sabit bir çizimden tek adımda çıkarılmak yerine Güneş yüksekliğinin hedef değere ulaştığı zamana yinelemeli olarak yaklaşılmasıyla bulunur.

Hesaplanan zamanla gördüğünüz an neden farklı olabilir?

Kırılma sabit değildir. Standart 34′ yaklaşık bir değerdir. Soğuk ve tabakalaşmış hava, su yüzeyi üzerindeki sıcaklık farkları veya sıcak hava farklı yükseltmeler oluşturabilir. Görünür olay birkaç dakika, yüksek enlemlerde daha fazla değişebilir.

Gerçek ufuk çoğu zaman açık değildir. İstanbul’da karşı kıyıdaki yapılar, Kapadokya’da sırtlar ve kaya oluşumları Güneş’i hesaplanan doğuştan sonra gösterebilir veya hesaplanan batıştan önce örtebilir. Açık deniz ufku ise gözlemci yükseldiğinde matematiksel ufkun altına iner.

Gözlemci yüksekliği önemlidir. Bir kuleden, yüksek tepeden veya uçaktan bakıldığında uzak ufkun aşağıda görünmesine ufuk alçalması denir. Yükseklik arttıkça etki büyür. Örneğin açık ve engellenmemiş ufukla yaklaşık 100 m yükseklik, uygun orta enlem koşullarında doğuşu yaklaşık bir dakika öne, batışı benzer miktarda ileri taşıyabilir; bu her yer için sabit bir düzeltme değildir.

Gözlem ve fotoğraf için öneriler

Gün doğumu sabahın bir anda tamamen aydınlandığı sınır değildir; standart tanımda sivil sabah alacakaranlığının sonudur. Fotoğraf planlarken öncesindeki renkleri ve sonrasındaki düşük açılı ışığı birlikte düşünün. Güneş’in ufuktaki yönü de değişir: Türkiye’de yazın doğuş kuzeydoğuya, kışın güneydoğuya kayar; ekinokslar yakınında yaklaşık doğudadır. Sayısal azimutu seçtiğiniz yer ve tarih için kontrol edin.

En erken batışın yılın en kısa günüyle, en geç doğuşun da kış gündönümüyle tam çakışması gerekmez. Zaman denklemi gerçek öğleyi hareket ettirirken gün yayının uzunluğu gündönümü yakınında yavaş değişir. Böylece iki uç tarih gündönümünün farklı taraflarına kayar. Başka bir bölge için verilmiş aralık tarihini İstanbul’un kesin tarihi olarak kullanmayın.

Güneş alçakta ve soluk görünse bile korumasız doğrudan bakmayın. Özellikle dürbün, teleskop veya optik kamera vizöründen uygun ön objektif filtresi olmadan bakmak tehlikelidir. Doğrudan çıplak gözle gözlem için uygun güneş gözlem filtresi ile optik cihazın önüne gereken filtre aynı kullanım biçimi değildir.