พระอาทิตย์ขึ้นและตก ทำไมความยาวกลางวันจึงเปลี่ยนตลอดปี
กลางวันสั้นลงหลังอายันเดือนมิถุนายนเพราะแกนโลกเอียงประมาณ 23.44 องศา ทำให้ในช่วงครึ่งปีซีกโลกเหนือเอียงออกจากดวงอาทิตย์ และดวงอาทิตย์เคลื่อนเป็นส่วนโค้งที่สั้นลงและต่ำลงบนท้องฟ้า ความยาวกลางวันที่ลดลงขึ้นอยู่กับละติจูด ในต้นเดือนสิงหาคม ปารีสเสียเวลากลางวันประมาณ 3 นาทีต่อวัน ออสโลประมาณ 5 นาที ส่วนสิงคโปร์แทบไม่เปลี่ยน
ทำไมความยาวกลางวันจึงเปลี่ยน
โลกหมุนรอบแกนที่เอียง 23.44 องศาเมื่อเทียบกับระนาบวงโคจร และแกนนี้ชี้ไปในทิศทางเดิมในอวกาศตลอดปี ขณะที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ซีกโลกที่เอียงเข้าหาดวงอาทิตย์จะมีกลางวันยาวและดวงอาทิตย์เคลื่อนเป็นส่วนโค้งสูง ส่วนอีกซีกมีกลางวันสั้นและส่วนโค้งต่ำ ระยะห่างมีผลน้อยมาก ที่จริงโลกอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในเดือนมกราคม ซึ่งเป็นฤดูหนาวของซีกโลกเหนือ
นักดาราศาสตร์บอกตำแหน่งของดวงอาทิตย์ด้วยค่าเดคลิเนชัน ซึ่งตรงกับละติจูดบนโลกที่ดวงอาทิตย์อยู่ตรงศีรษะในเวลาเที่ยง ค่านี้แกว่งระหว่าง 23.44 องศาเหนือในวันอายันเดือนมิถุนายนกับ 23.44 องศาใต้ในวันอายันเดือนธันวาคม และข้ามเส้นศูนย์สูตรในวันวิษุวัต ยิ่งค่าเดคลิเนชันของดวงอาทิตย์อยู่สูงทางด้านของเส้นศูนย์สูตรที่คุณอยู่มากเท่าไร ส่วนของวงโคจรประจำวันของดวงอาทิตย์ที่อยู่เหนือขอบฟ้าก็ยิ่งมาก และกลางวันก็ยิ่งยาว
ซีกโลกใต้มีรูปแบบกลับกัน ซิดนีย์มีความยาวกลางวันประมาณ 9 ชั่วโมง 54 นาทีในวันอายันเดือนมิถุนายน และประมาณ 14 ชั่วโมง 25 นาทีในวันอายันเดือนธันวาคม นี่คือเหตุผลที่วันหยุดฤดูร้อนของที่นั่นอยู่ในช่วงคริสต์มาส
ละติจูดกำหนดขนาดของการเปลี่ยนแปลง
ที่เส้นศูนย์สูตร ความยาวกลางวันแทบไม่เปลี่ยน คือประมาณ 12 ชั่วโมง 7 นาทีทุกวันตลอดปี ยิ่งห่างจากเส้นศูนย์สูตรมาก ความแตกต่างระหว่างเดือนมิถุนายนกับธันวาคมก็ยิ่งมาก ตารางนี้ใช้วิธีคำนวณเดียวกับหน้าเมืองต่างๆ (สมการดวงอาทิตย์ของ NOAA นิยามมาตรฐานของพระอาทิตย์ขึ้น และวันที่ใน พ.ศ. 2569)
| เมือง (ละติจูด) | 20 มีนาคม | 21 มิถุนายน | 23 กันยายน | 21 ธันวาคม |
|---|---|---|---|---|
| สิงคโปร์ (1.3° เหนือ) | 12 ชม. 6 นาที | 12 ชม. 12 นาที | 12 ชม. 6 นาที | 12 ชม. 3 นาที |
| ไคโร (30.1° เหนือ) | 12 ชม. 7 นาที | 14 ชม. 5 นาที | 12 ชม. 7 นาที | 10 ชม. 13 นาที |
| ปารีส (48.9° เหนือ) | 12 ชม. 10 นาที | 16 ชม. 11 นาที | 12 ชม. 8 นาที | 8 ชม. 15 นาที |
| ออสโล (59.9° เหนือ) | 12 ชม. 12 นาที | 18 ชม. 50 นาที | 12 ชม. 11 นาที | 5 ชม. 54 นาที |
| เรคยาวิก (64.1° เหนือ) | 12 ชม. 15 นาที | 21 ชม. 8 นาที | 12 ชม. 12 นาที | 4 ชม. 7 นาที |
มีข้อสังเกตสองข้อ ข้อแรกคือความแตกต่างเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ในละติจูดต่ำ แล้วเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อเข้าใกล้ขั้วโลก วันที่มีกลางวันยาวที่สุดของไคโรยาวกว่าวันที่สั้นที่สุดไม่ถึง 4 ชั่วโมง ส่วนออสโลต่างกันเกือบ 13 ชั่วโมง ข้อที่สองคือทุกเมืองมีกลางวันยาวเกิน 12 ชั่วโมงอยู่หลายนาทีในวันวิษุวัตทั้งสองครั้ง นี่ไม่ใช่ผลจากการปัดเศษ และมีคำอธิบายในหัวข้อถัดไป
ทางเหนือของละติจูดประมาณ 66.6 องศา หรือวงกลมอาร์กติก ดวงอาทิตย์อยู่เหนือขอบฟ้าอย่างน้อยหนึ่งวันเต็มในช่วงอายันเดือนมิถุนายน และอยู่ใต้ขอบฟ้าในช่วงอายันเดือนธันวาคม เรคยาวิกอยู่ใต้เส้นนี้เล็กน้อย ในเดือนมิถุนายนพระอาทิตย์จึงตกหลังเที่ยงคืนไม่กี่นาทีและขึ้นอีกครั้งก่อน 03:00 น. อ่านเรื่องของดินแดนทางเหนือไกลได้ในบทความ ดวงอาทิตย์เที่ยงคืนและกลางคืนขั้วโลก
กลางวันยาวขึ้นและสั้นลงเร็วเพียงใด
ความยาวกลางวันไม่ได้เปลี่ยนในอัตราคงที่ แต่เปลี่ยนเร็วที่สุดใกล้วันวิษุวัตและช้าที่สุดใกล้วันอายัน ตามการเปลี่ยนแปลงของค่าเดคลิเนชันของดวงอาทิตย์ ซึ่งข้ามเส้นศูนย์สูตรด้วยความเร็วประมาณ 0.4 องศาต่อวันในเดือนมีนาคมและกันยายน จากนั้นช้าลง หยุด และเปลี่ยนทิศทางในเดือนมิถุนายนและธันวาคม
| เมือง | ประมาณ 20 มีนาคม | ต้นเดือนสิงหาคม | ประมาณ 21 มิถุนายน |
|---|---|---|---|
| สิงคโปร์ | +4 วินาที | -4 วินาที | น้อยกว่า 1 วินาที |
| ไคโร | +1.8 นาที | -1.4 นาที | ประมาณ 1 วินาที |
| ปารีส | +3.6 นาที | -2.9 นาที | ประมาณ 3 วินาที |
| ออสโล | +5.5 นาที | -4.9 นาที | ประมาณ 7 วินาที |
| เรคยาวิก | +6.5 นาที | -6.6 นาที | ประมาณ 16 วินาที |
ด้วยเหตุนี้ช่วงหลายสัปดาห์ใกล้วันอายันจึงดูเหมือนไม่เปลี่ยนแปลง ส่วนช่วงใกล้วันวิษุวัตอาจรู้สึกว่าแสงกลางวันลดลงเรื่อยๆ ระหว่างวันที่ 3 สิงหาคมถึง 3 กันยายน ความยาวกลางวันในปารีสลดจาก 15 ชั่วโมงเหลือประมาณ 13 ชั่วโมง 19 นาที และในออสโลลดจากประมาณ 16 ชั่วโมง 39 นาทีเหลือไม่ถึง 14 ชั่วโมง
เวลาพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกก็ไม่ได้เปลี่ยนเท่ากันในแต่ละวัน ใกล้วันอายันเดือนธันวาคม พระอาทิตย์ตกเร็วที่สุดก่อนวันที่กลางวันสั้นที่สุดหนึ่งหรือสองสัปดาห์ และพระอาทิตย์ขึ้นช้าที่สุดหลังจากนั้นหนึ่งหรือสองสัปดาห์ เป็นผลจากวงโคจรวงรีและความเอียงของโลก ซึ่งอธิบายในบทความ ทำไมพระอาทิตย์ตกเร็วที่สุดก่อนวันอายัน การเหลื่อมกันนี้ยังอธิบายว่าทำไมดวงอาทิตย์จึงไม่ค่อยอยู่สูงที่สุดตรงเวลา 12:00 น. ดูเพิ่มเติมที่ เที่ยงสุริยะ
นิยามอย่างเป็นทางการของพระอาทิตย์ขึ้น
พระอาทิตย์ขึ้นคือขณะที่ขอบบนของจานดวงอาทิตย์ปรากฏที่ขอบฟ้า ไม่ใช่ขณะที่จุดศูนย์กลางปรากฏ นี่คือนิยามที่หอดูดาวกองทัพเรือสหรัฐฯ ใช้ และปูมกับแอปสภาพอากาศส่วนใหญ่ก็ใช้ตาม โดยสมมติว่าขอบฟ้าราบที่ระดับน้ำทะเลและบรรยากาศมีสภาวะเฉลี่ย
การคำนวณมีค่าปรับแก้สองส่วน จานดวงอาทิตย์มีรัศมีปรากฏเฉลี่ยประมาณ 16 ลิปดา ขอบบนจึงพ้นขอบฟ้าก่อนจุดศูนย์กลาง นอกจากนี้บรรยากาศหักเหแสงอาทิตย์ใกล้ขอบฟ้าโดยเฉลี่ยประมาณ 34 ลิปดา ทำให้เห็นภาพดวงอาทิตย์สูงขึ้นทั้งที่ตำแหน่งทางเรขาคณิตยังอยู่ใต้ขอบฟ้า เมื่อรวมกันจึงคำนวณเวลาพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตก ณ ขณะที่จุดศูนย์กลางดวงอาทิตย์อยู่ใต้ขอบฟ้าราบ 50 ลิปดา
ระยะ 50 ลิปดานี้เพิ่มความยาวกลางวันได้หลายนาทีทั้งตอนต้นและท้ายวัน (ประมาณ 5 นาทีในปารีสช่วงวิษุวัต) และเพิ่มมากกว่านั้นในละติจูดสูงซึ่งดวงอาทิตย์ทำมุมตื้นกับขอบฟ้า การหักเหจริงเปลี่ยนไปตามสภาพอากาศ ส่วนภูเขาหรืออาคารที่ขอบฟ้าทำให้คุณเห็นพระอาทิตย์ขึ้นช้าลง เวลาที่เผยแพร่เป็นค่ามาตรฐาน ไม่ได้รับประกันว่าจะตรงกับภาพที่เห็นจากหน้าต่างของคุณ แสงก่อนพระอาทิตย์ขึ้นและหลังพระอาทิตย์ตกมีนิยามแยกต่างหาก อ่านได้ใน สนธยาพลเรือน เดินเรือ และดาราศาสตร์
วันวิษุวัตไม่ได้มีกลางวัน 12 ชั่วโมงพอดี
วิษุวัตคือขณะที่ดวงอาทิตย์ข้ามเส้นศูนย์สูตร และชื่อในภาษาอังกฤษหมายถึง “กลางคืนเท่ากัน” ในทางเรขาคณิต จุดศูนย์กลางดวงอาทิตย์อยู่เหนือขอบฟ้าเกือบ 12 ชั่วโมงในวันนั้นทั่วโลก แต่พระอาทิตย์ขึ้นนับจากขอบบน และการหักเหทำให้เห็นดวงอาทิตย์เร็วขึ้นในตอนเช้าและนานขึ้นในตอนเย็น ความยาวกลางวันที่เผยแพร่จึงเกิน 12 ชั่วโมง คือประมาณ 12 ชั่วโมง 7 นาทีที่เส้นศูนย์สูตรและไคโร 12 ชั่วโมง 10 นาทีในปารีส และ 12 ชั่วโมง 15 นาทีในเรคยาวิก
วันที่กลางวันกับกลางคืนใกล้เคียงกันที่สุดจริงๆ เรียกว่าอีควิลักซ์ ซึ่งเกิดก่อนวิษุวัตเดือนมีนาคมไม่กี่วันและหลังวิษุวัตเดือนกันยายนไม่กี่วัน โดยวันที่ขึ้นอยู่กับละติจูด ในปารีส ความยาวกลางวันเพิ่มผ่าน 12 ชั่วโมงระหว่างวันที่ 17 ถึง 18 มีนาคม และลดลงต่ำกว่า 12 ชั่วโมงอีกครั้งระหว่างวันที่ 25 ถึง 26 กันยายน ใกล้เส้นศูนย์สูตรไม่มีวันอีควิลักซ์เลย เพราะกลางวันไม่เคยสั้นถึง 12 ชั่วโมง
ความยาวกลางวันในหน้าเมือง
หน้าเมืองทุกหน้าบนเว็บไซต์นี้มีส่วนพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตก ซึ่งคำนวณค่าข้างต้นตามพิกัดของเมืองนั้น ลองเปิด เวลาปัจจุบันในปารีส แล้วเลื่อนผ่านตารางการเปลี่ยนเวลา
- วันนี้: พระอาทิตย์ขึ้น พระอาทิตย์ตก ความยาวกลางวัน และเที่ยงสุริยะสำหรับวันที่ปัจจุบัน
- ความยาวกลางวันตลอดปี: ข้อมูลสี่แถวในตารางข้างต้น (วันวิษุวัตทั้งสองและวันอายันทั้งสอง) แสดงเป็นเวลาท้องถิ่น
- พระอาทิตย์ขึ้นเร็วที่สุดและพระอาทิตย์ตกช้าที่สุดของปี พร้อมวันที่ ซึ่งไม่ค่อยตรงกับวันอายัน
- เวลาตามนาฬิกาและเวลาตามดวงอาทิตย์: นาฬิกาของเมืองเร็วหรือช้ากว่าดวงอาทิตย์เท่าไร และเที่ยงสุริยะตรงกับเวลาใด
เวลาบนหน้าเหล่านั้นรวมเวลาออมแสงแล้ว ดังนั้นเวลาพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกจึงกระโดดไปหนึ่งชั่วโมงในวันที่มีการเปลี่ยนเวลา แม้ความยาวกลางวันเปลี่ยนเพียงหนึ่งหรือสองนาที หากคุณวางแผนกิจกรรมที่ต้องอาศัยแสง เช่น เดินป่าที่ต้องจบก่อนพระอาทิตย์ตก ให้ตรวจสอบวันที่จะไป เครื่องคำนวณวันที่ บอกจำนวนวันที่เหลือจนถึงวันที่กำหนด และ นับถอยหลัง ถึงวันอายันหรือวันวิษุวัตครั้งถัดไปจะแสดงว่ากลางวันจะสั้นลงต่อไปอีกนานเท่าไร
สำหรับวันที่กลางวันสั้นที่สุดของปี อ่านคู่มือ อายันฤดูหนาว หากต้องการดูว่าความยาวกลางวันในเมืองของคุณลดลงเท่าไรในสัปดาห์นี้ ให้เปิดหน้าเมืองแล้วเปรียบเทียบความยาวกลางวันวันนี้กับแถววิษุวัตเดือนกันยายน
คำถามที่พบบ่อย
ทำไมกลางวันจึงสั้นลงหลังวันที่ 21 มิถุนายน?
หลังอายันเดือนมิถุนายน ซีกโลกเหนือเริ่มเอียงออกจากดวงอาทิตย์ ทำให้เส้นทางของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าต่ำลงและสั้นลงในแต่ละวัน ช่วงแรกความยาวกลางวันลดลงช้า แล้วเร็วขึ้นเมื่อใกล้วิษุวัตเดือนกันยายน
ความยาวกลางวันลดลงวันละเท่าไร?
ขึ้นอยู่กับละติจูดและวันที่ ในต้นเดือนสิงหาคม ปารีสและลอนดอนมีความยาวกลางวันลดลงประมาณ 3 นาทีต่อวัน และออสโลประมาณ 5 นาที ส่วนใกล้วันอายันการเปลี่ยนแปลงลดลงเหลือระดับวินาที
กลางวันและกลางคืนยาวเท่ากันในวันวิษุวัตหรือไม่?
ไม่เท่ากันพอดี เพราะพระอาทิตย์ขึ้นวัดจากขอบบนของดวงอาทิตย์และบรรยากาศหักเหแสง ในละติจูดส่วนใหญ่ความยาวกลางวันในวันวิษุวัตจึงเกิน 12 ชั่วโมงอยู่หลายนาที
ทำไมพระอาทิตย์ตกต่างเวลากันในสถานที่ที่มีลองจิจูดเดียวกัน?
ละติจูดมีผลต่อความยาวของส่วนโค้งที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนเหนือขอบฟ้า ในเย็นวันเดียวกันของเดือนมิถุนายน เมืองที่อยู่ทางเหนือกว่าจะเห็นพระอาทิตย์ตกช้ากว่าและพระอาทิตย์ขึ้นเร็วกว่าเมืองที่อยู่ทางใต้
วันที่ เวลาต่าง และการคำนวณทั้งหมดในหน้านี้ตรวจสอบกับแหล่งอ้างอิงด้านล่างแล้ว