今天跟大家分享的就是關於「日出與日落」的故事。
我們都知道，冬至是一年之中白天最短的一天，夏至則是最長的一天，但其實一年之中日落最早的日子都不是在冬至當天唷！相對的，日出最晚的日子也不是在冬至呢！而夏至前後也是有一樣的現象，只是沒冬至前後明顯。
在登山行程中，白天的時間是一項重要考量因素，尤其登山的人最怕傍晚摸黑，再來也會擔心太早出發登頂等日出會不會在山頂吹冷風吹太久太陽才慢慢摸出來。雖然現在網路上或app已經很多地方可以查得到日出日落的時間，相比氣象預報，人類在計算天文日月星辰的物理運動早就有很好的了解了，但其實關於太陽日出日落還是有很多有趣的現象我們可以去了解，還有在山上實際應用時，有時會遇到一些問題可以討論。
以台北為例（台灣各地一樣有這種現象，但日出日落時間有差），一年之中日落最早的時間在每年的11月底12月初，為17:04，冬至那天則為17:10；日出最晚的時間在每年的1月中，為6:41，冬至那天則為6:35，剛好大概都差個6分鐘。同理也可發現，一年之中日出最早的時間在每年的6月初至中，為5:04，夏至那天則為5:05；日出最晚的時間在每年的7月初，為18:48，夏至那天則為18:47，剛好大概都差個1分鐘。
「奇怪？不是冬至嗎？因為冬至是一年之中白天最短的一天呀」
冬至是一年之中白天最短的一天，這點無庸置疑，這是受到地球自轉軸傾斜23.5度，使得太陽在一年之中直射的位置會有南北的變化，產生的「白天時長的拉伸與縮減」現象。
但其實還有另一個會影響日出日落時間的因素，就是「白天時長的平移」現象。
舉例來說，我們有可能在某天上班時間在9:00~18:00，但在另一天起得比較早，上班時間在8:00~17:00，雖然較前者早了1小時下班，但我們並不會因為這樣就覺得後者上班工時比較短，因為我們知道實際上這兩天的總上工時間一樣都是9小時，只不過B天工作區間整整往前平移了1個小時。同樣的，太陽每天在天上工作的時間區間也會平移。
會產生這種「白天時長的平移」現象，要先了解到「一天24小時」定義是以每日太陽回到天空中相同位子（更確切地來說是當地子午線，或者南北連線，也就是俗稱的日正當中、太陽過中天的時刻）的平均相隔時間來定義的，但是實際上每天這個時間是會變動的，因為太陽每天在天空上東西方向移動速度是不一樣的，進而造成一年之中某些期間太陽的每日工作區間出現前後的挪動。
麻煩的是，太陽每日的工時變化又包含的季節性的增減現象（也就是冬天白天較短、夏天較長），要衡量一天之中太陽工作區間的前後挪移，一般都以正中午時間來比較，因此我們以下以每天「正中午」的時間變化來代表太陽的「每日工作區間前後的挪動」，描述是什麼原因造成他的變化，以及一年之中是怎麼改變的。若正中午的時間早於12點整，代表當天太陽的工作區間是「提前」的，若晚於12點整則是「延遲」的。
造成「太陽每天在天空上東西方向移動速度不一樣」，以及每日「正中午的時間改變」跟兩個因素有關：
- 「地球公轉軌道是橢圓的」：每年1/4會經過近日點，公轉速率最快，故太陽在天空上移動最快；相對的在7/4經過遠日點時，太陽在天空上移動最慢。這樣的效應使得太陽在每年1/4至7/4之間正中午時間會晚於12點整，也就是工期「延遲」；而每年的7/4至1/4之間正中午時間則會早於12點整，也就是工期「提前」，且在1/4跟7/4這兩天正中午會剛好在12點整，在這兩天正中間的日子，也就是4/4與10/4，與12點整的差別最大。
- 「地球自轉軸傾斜23.5度」：這個效應剛剛提到就是造成「日長增減」的最主要原因，但還有一個隱藏效應，因為這個效應的緣故，使得太陽在春分(3/21前後)、秋分(9/23前後)時有著最大的南北移動分量及最小的東西移動分量；在夏至(6/21前後)與冬至(12/21前後)有著最小的南北移動分量及最大的東西移動分量。這樣的效應使得太陽在每年春分到夏至(3/21-6/21)、秋分到冬至(9/23-12/21)之間正中午時間會早於12點整，也就是工期「提前」；而每年夏至到秋分(6/21-9/23)、冬至到春分(12/21-3/21)之間正中午時間則會晚於12點整，也就是工期「延遲」，且在春秋分與夏冬至時的正中午會剛好在12點整，在這四天相隔的正中間的日子與12點整的差別最大。
那麼回到日出日落時間的討論，季節的「白天時長增減」因素固然會直接影響日出日落的時間，但綜整上述「白天時長的平移」效應，加上剛好近日點與冬至點、遠日點與夏至點的時間頗為接近，效應1與2剛好都不約而同使得冬至前的太陽工期「提前」、冬至後為「延遲」，故兩者效應加成，使得「白天時長的平移」效應在一年之中是最明顯的；夏至前後就不一樣了，夏至前效應1為「延遲」、效應2為「提前」，在夏至後效應1為「提前」、效應2為「延遲」，經計算後效應2產生的效應比效應1還大，因此抵銷後仍是使得夏至前的太陽工期「提前」、夏至後為「延遲」，只是效果沒像冬至一樣顯著。
那不同緯度地區來說也是有類似的結果嗎？ 答案是肯定的，但更精確地來說，在越高緯度的地區，日出日落時間受到「白天時長增減」的影響越大，越低緯度的地區，則是「白天時長平移」的影響為大，台灣剛好處在低緯度與高緯度之間，兩者的效應都需要考慮進去。
且對我們來說，剛好是冬季的時候，因為效應1&2疊加的關係，要更注意每年的11月底12月初才是太陽最早落下的，1月中才是最晚出來的，乍看之下與冬至的差別只有6分鐘，但如果我們心中認為是在冬至最早日落、最晚日出，而其他日子是以冬至為對稱關係去想，那就會造成比較大的落差。舉例來說，11/21與1/21都是與冬至相隔約一個月，但是以台北來說，11/21的日落時間是17:05，1/21的日落時間是17:31，相差了26分鐘，如果一不小心沒注意到時間，可能就一下子全黑了。
簡單整理：在一年之中，11月底至12月初最需要注意比較容易摸黑，而1月中則是最晚會看到天明，都不是在冬至。夏至也有類似的情形，但沒有像冬至一樣明顯。
其實關於上述的現象，小編自己也知道很難解釋，所以也只能先試著簡述，在往後的文章中，我們有空就再繼續分享關於日月星辰其他有趣的事囉～！
