日の出・南中・日の入
世界地図と理科年表,それに簡単な電卓をもって1996年8月1日ハワイのマウナケア山にすばる望遠鏡を見学に行くことにした.地図からマウナケア山の経緯度は,λ = 西経155°30′≡-10.h3667(東経を+,西経を-),φ=北緯19°50′,山の高さは,h=4206 m とわかる.まず,南中の時刻は
T = 12h - (λ - λ0) - ΔT
λ0はハワイでの標準時の経度で,理科年表(暦部「世界各地の標準時」)によればλ0 = 西経150°≡ -10h,ΔTは均時差で,太陽の項(暦部「太陽」)を見ると,8月1日(世界時0h)ΔT = -6m18.s1,8月2日:-6m14.s0.ハワイ時間(正午12h)での値は比例配分して
ΔT = -6m18.s1 + {12 -(-10)} / 24 × {-6m14.s0 -(-6m18.s1)}
=-6m14.s3
≡ -0.1040h
T = 12h - {-10.3667h -(-10h)} -(-0.1040h)
= 12.4707h
≡ 12h28.m2
次に,日の出・日の入は,太陽の上辺が地平線に接する時をとり,また大気の屈折によって太陽自身が浮き上がって見えるので,図のように,地平線よりμだけ下にある時を計算する.図のΔPS2Zより太陽の出入の時角Hは
cos H = -tan φ・tan δ - sin μ・sec φ・sec δ
ここで,μは平均の値として51′,δは太陽の赤緯.再び,(暦部「太陽」)の8月1日と2日の赤緯から比例配分して
δ = +17°59′56″ + {12 -(-10)} / 24 × (17°44′41″ - 17°59′56″)
= +17°45′57″
≡ +17.°7658
tan δ = 0.3204,tan φ = 0.3607,sec δ ≡ 1/cos δ=1.0501,sec φ = 1.0631,sin μ = 0.0148
cos H = -0.3607 × 0.3204 - 0.0148 × 1.0631 × 1.0501
= -0.1321
∴ H = 97. °5901
≡ 6h30.m4
ゆえに,日の出の時刻:T -H = 5h57.8m,日の入の時刻:T +H = 18h58.m6となる.
高い所では,日の出はより早く,日の入はより遅くなるが,その効果は
Δt = 0.m140 ×
Δt = 0.m140 × =10.m2
マウナケア山頂でみる日の出は5h48m,日の入は19h9m(ハワイ時間)となる.また,方位角Aは北から東まわりに測って,図より
cos μ・sin A = -cos δ・sin H
sin A = ±0.9523 × 0.9912
= ±0.9439(μは小さいのでcos μ ≒ 1 )
A = 70.°7172(日の出),289.°2828(日の入)
すなわち,東または西の方向より,北へ19°の方向に日の出,日の入を見ることになる.