日出時間

日出的時間會隨季節及各地方緯度的不同而改變。傳統上認為在北半球，冬至時日出的時間最晚，然而事實上日出最晚的時間該是1月初。同一道理，日出最早的時間並非在夏至時，而是在6月中旬。即使在赤道地區，日出及日落的時間在全年裏亦會有少量的變更。

事實上，對於地球上除赤道與兩極及其附近的絕大部分地區，一年中日出最早的一天都在夏至之前，日落最晚的一天都在夏至之後，日落最早的一天都在冬至之前，日出最晚的一天都在冬至之後。你知道這是為什麼嗎？

首先，地球每時每刻都圍繞着太陽自西向東公轉。根據運動的相對性，我們從地球上也能觀測到太陽在一年當中圍繞天球黃道自西向東旋轉一圈。由於地球自轉軸的傾斜角，使得太陽在黃道上運行的大圓對地球的天球赤道是傾斜的，當太陽在兩個分點時，穿越赤道時會有一個角度的，所以平行於赤道的速度分量小於年平均速度；當太陽在至點時，它的運動方向是完全平行於赤道的，所以運行速度高於年平均速度。這會導致在春分、秋分前後，一天當中的白晝時段逐漸提前；夏至、冬至前後，一天當中的白晝時段逐漸推遲。

其次，我們知道，地球的軌道是一個橢圓而不是正圓，太陽在地球軌道的一個焦點上。根據開普勒定律，當地球接近太陽時，速度會加快，到達近日點時的運動速度最快；遠離時又會減慢，到達遠日點時的速度最慢。而這個效應從太陽在天球赤道的週年運動軌跡當中也能夠反映出來。雖然第二個因素比第一個因素的影響要小一些，但是它也足以使北半球春分這一天的白晝時段，比秋分這一天整體推遲了約16分鐘。具體地説，就是：假如某地春分6：19日出，18：19日落，則秋分6：03日出，18：03日落。

如果考慮到大氣折射的影響，當太陽位於地平線附近時，視位置會比實際位置高一些，這會使日出的時間提早約3~4分鐘，同樣也使日落的時間延後約3~4分鐘。這兩個原因的影響約達到7分鐘。例如：廣州春分6：31日出，18：38日落，則秋分6：16日出，18：23日落。

日出及日落的時間可以藉由跟蹤太陽的軌跡而計算得到，但所計算出來的時間會比真實感覺的有些微不同，所計算出來的日照時間會比真實感覺到的長，而所計算出來的黑夜的時間則比真實感覺到的短。

因為太陽光會受到地球大氣層的影響而產生折射，所以當太陽仍未升上地平線時，人們已看到日出的景色，這是每天日出時產生的錯覺。中國古代天文學家曾記錄名為“天再旦”的罕見天文現象，意思是同一天接連出現兩次日出的情況。通常是由於清晨五點到七點的日全食所引起的天文奇觀，第一次日出時，天色又逐漸暗去，接着又迎接第二次日出。

眾所周知，一年之中日出時間是不斷變化的。即使是在同一天當中，不同緯度的日出時間也是不同的。那麼為什麼會導致這種效應呢？事實上，地球每時每刻都圍繞着太陽自西向東公轉。根據運動的相對性，我們從地球上也能觀測到太陽在一年當中圍繞天球黃道自西向東旋轉一圈。這自然會導致太陽的赤經與赤緯時時刻刻都會發生變化。並且不同季節，其變化的快慢也略有不同，這就導致了一年之中日出時間是會隨季節不斷變化的。