天氣變了,同一顆低空星的位置修正也一樣嗎?
除了星星有多高,氣壓和溫度也影響光在空氣中的彎曲。
在先前的折射實驗裡,我們固定了標準大氣。現在保持方向不變,試著改變氣壓或溫度;也可以反過來,已知看到的方向,估計未經折射的幾何方向。
開啟互動課程 →
先猜一下
維持真高度相同,氣壓和溫度改變,折射一定不變嗎?
查看答案與解釋
會改變 — 氣壓和溫度影響空氣折射性質。
再把體驗和科學連結起來
先確定輸入是什麼意思
給真實高度,要往上修正;給看見的高度,要扣去折射。兩條公式的自變數不同。
真實→視:Sæmundsson;視→真實:Bennett
讓氣壓改變
本課近似修正與氣壓成正比。它不是完整天氣預報。
R乘以 P/1010
溫度也會影響修正
在同壓力下,較冷空氣通常產生較大折射;本式採用近似溫度因子。
R再乘以 283/(273+T)
低空結果要保留不確定性
原書用太陽上下緣說明不同高度修正不同,圓盤會被壓扁。真實地平線附近大氣並不穩定。
Bennett:R=cot(h視+7.31/(h視+4.4))
把計算鏈展開
R真實→视 = 1.02 / tan(h真+10.3/(h真+5.11)) R视→真實 = 1 / tan(h视+7.31/(h视+4.4)) f天气 = (P/1010) × 283/(273+T) h视 = h真 + f天气 R真實→视/60 h真 = h视 − f天气 R视→真實/60
括號內高度用度,R用角分,P用hPa,T用攝氏度。先選擇輸入是真實還是視高度,再用對應公式;兩個經驗公式不嚴格互逆。
試一試
先用標準氣壓溫度,再降低溫度。輸入「真實高度」和輸入「看到的高度」是相反的問題,不要混用兩個公式。
動手看一遍 →
符號不用背
- h/h視
- 真實/視高度,度
- R
- 折射角分
- P/T
- 氣壓hPa/溫度°C
演算法、精確度與適用範圍
補足Bennett反向近似、P/T縮放及原書16.a太陽圓盤扁率計算。直徑32′的例題按下緣視高0.5°反推真下緣、加直徑再正推上緣;兩種近似不構成精確互逆,不能以強制往返相等掩蓋模型精度。
我的理解檢查
已經給出視高度時,要估計真高度應?
扣去折射修正 — 已見方向通常被抬高,需要反推。
本課氣象因子能取代真實天氣觀測嗎?
不能 — 它只是標準公式的近似縮放。
太陽上下緣折射不同,會怎麼樣?
視圓盤可能變扁 — 改變的是視形狀。
先分清已知的是哪一種高度,再選公式;低空觀測尤其不能把標準大氣當作真實天氣。
Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 16 章