为什么夏天的暮光要比冬天的长，而春分点最短

我最近决定将闹钟设置为“黑暗”时唤醒我。最后，我决定将时钟设置为我的州（伊利诺伊州）最早的航海日出时间，并坚持这一年。

在为此进行一些研究时，我注意到一些令我惊讶的东西。确认天体日出和民初日出至昼夜平分点之间的差异（后两者根据夏令时进行了调整）：

日期/天文/民事/差异

• 12月20日：0533-0640（67分钟）
• Mar 20：0526-0630（64分钟）
• Jun 20：0320-0045（91分钟）

老实说，这些范围让我惊讶的原因有很多。我显然不知道我不知道什么，但是以下是我可以提出的一些问题：

1. 为什么夏天的暮光之城要长于冬天？ 在看到这些数据之前，我曾假设由于夏天夏天太阳穿过地平线的路径更垂直，所以夏天的暮光会比冬天短。毕竟，在冬天，太阳在地平线上呈“倾斜”路径。夏天的道路会不会更直接，因此会更快？
2. 好：看到这些经验证据，我得出的结论是我的前提有问题，这构成了我的第一个问题。夏天的夏天比冬天长。但是，我仍然会假设3月20日在这两个礼拜之间会有一个暮光之城。但这不是！ 为什么春分的暮光最短？

于2014年5月13日附​​加：

我不想在没有标记的情况下将我原来的错误陈述留在这里。正如下面Cheekhu指出，太阳也不会采取更垂直的路径夏天比冬天，因为我曾错误地认为与上述。有关更多详细信息，请参见他的文章。

看这个图，

现在，6月和12月Solstices 的斜率似乎相同，不是吗？首先，在夏天，Sun更“垂直”地到达地平线是一个错误的观念。正如您所看到的，它只是达到了更高的点，而不是更多。

差距从何而来？

当太阳位于地平线以下6°处时，开始民用日出；当太阳位于地平线以下12°处时，开始航海日出；对于天文日出，则开始18°。

因此，民事/天文差异是由于太阳必须覆盖的额外12°高度。现在，我发布的图表可以更好地解释日落，所以就这样吧。就我们的目的而言，这是相同的。

太阳的运动沿您所看到的圆圈是均匀的。但是这些决定我们日出的角度是从天顶垂直于地平线测量的。您是否知道沿直线圆周运动时会发生什么？

那就对了。您会得到一个正弦曲线。该曲线的特殊之处在于它在某些点上变化快而在其他点上变化慢。过境位置是太阳在天空中最高的位置。在春分曲线中（如图1所示），如果将该点指定为0°，则太阳在日落时为90°，在日出时为-90°。这两个位置都为您提供正弦曲线的峰值，并且该点的变化最小。这也许可以解释为什么您在Equinox上获得的差异最小。

现在，如果考虑6月/ 12月的曲线（如图1所示），则日落/日出的位置稍微偏离90°，因此与昼夜平分线相比，那里的变化速度更快。

这应该可以解释为什么与昼夜平分线相比，至高点的视差更大。但是六月至十二月的冬至有何不同？

亲爱的，现在您正在进入危险地区。让我提醒您，进行度测量的线/平面垂直于水平线。但是圆周运动平面仍然与它成一定角度。因此，在获得精确的东西之前，正弦曲线必须经过另一组投影。在赤道上，胶浆之间的差异消失了，是的，因为上述两个平面对齐。

无论如何，我希望给您定性的描述，以便您了解其要点。如果您需要数学思路，请参见以下方程式

$a$

$\delta$

$\phi$

$H$$a$

这是一张显示磁偏角（-23.5°至+ 23.5°）的图

这并不是一个真正的答案，而是更多的可视化效果（单击以获取1024x768的全尺寸），它基于“ 需要简单的上升，运输和设定时间方程式”中的公式-希望对您有所帮助

我有一个天文学教授的朋友。我为他指出了这个帖子，他分享了一个答案，我将代表他发布，以防对他人有所帮助。他在这里的评论引用了Cheeku发布的第一张图。

一种更简单的观察方法是查看太阳在不同偏角（赤道以北或以南的角度）时所形成的圆。最大的圆是太阳位于天赤道处，它对应于春分点。由于太阳无论圆周有多大，都需要在24小时内完成其圆周，因此太阳的每日运动在春分点附近将是最快的，因此黄昏将是最短的。比较这两种方法，主要区别是在夏天，太阳在转身开始上升之前不会到达地平线以下。因此，夜间的垂直运动非常缓慢。那使夏天的暮光最长。