日出日落时间由什么决定
两个因素:你所在的纬度,以及地轴倾角。地球自转速度恒定,但地轴倾斜 23.4°,所以太阳在你头顶的轨迹夏天更高、冬天更低。赤道附近(城市列表里的新加坡)全年白昼几乎不变,稳定在 12 小时上下,只差几分钟。到了北纬 50°(伦敦、柏林),夏季白昼超过 16 小时,冬季缩到不足 8 小时。
太阳正午是一切对称的基准
日出与日落以太阳正午为轴左右对称——也就是太阳越过你所在地子午线的那一刻。计算器同时给出太阳正午,正是为了这个:如果觉得日出偏晚,先看太阳正午有没有偏移,那往往是夏令时或时区边界留下的指纹,而不是季节本身。
结果背后的算法
本工具采用 NOAA 公布的标准低精度太阳位置方程:当天的太阳赤纬、太阳上缘触及 90.833° 天顶角时的时角(这个角度已经包含大气折射和太阳视半径),以及把你的经度换算成本地钟表时间。在上述纬度范围内,误差约在一分钟以内。
真正回答问题的那个数是白昼长度
人们搜日出日落,其实是想知道某一天到底有多少白昼——用来安排车程、拍摄、班次或晨跑。白昼长度只由一条公式给出,而这条公式就是三个数的反余弦:你的纬度、当天的太阳赤纬,以及你定义为"日落"的那个高度角。
标准的日出日落高度角是 −0.833°,不是 0°。这个数字里折进了两项修正:地平线附近的大气折射(约 0.5667°,让太阳在几何上还没升起时就先被看见),以及太阳视半径(约 0.2667°)。如果用 0°,中纬度地区的每一个结果都会晚 2–3 分钟。
cos H = ( sin(a) − sin(φ) · sin(δ) ) / ( cos(φ) · cos(δ) )
其中 H 是太阳位于高度角 a 时的时角,φ 是你的纬度,δ 是太阳赤纬。白昼长度就是 2H / 15 小时,因为太阳每小时走过 15° 时角,而一天以太阳正午为轴左右对称。
| 城市 | 纬度 | 夏至白昼 | 冬至白昼 | 二分日 |
|---|---|---|---|---|
| 新加坡 | 北纬 1.35° | 12:12 | 12:03 | 12:07 |
| 东京 | 北纬 35.68° | 14:35 | 9:44 | 12:08 |
| 纽约 | 北纬 40.71° | 15:06 | 9:15 | 12:09 |
| 巴黎 | 北纬 48.86° | 16:11 | 8:15 | 12:10 |
| 伦敦 | 北纬 51.51° | 16:38 | 7:49 | 12:11 |
| 莫斯科 | 北纬 55.76° | 17:34 | 7:00 | 12:12 |
| 雷克雅未克 | 北纬 64.15° | 21:09 | 4:07 | 12:15 |
这张表能看出两件事。第一,摆动幅度随纬度放大:新加坡全年只差 9 分钟,雷克雅未克差了 17 小时。第二,二分日那一列并不是整整 12:00——它落在 12:07 到 12:15 之间,因为太阳在几何地平线以下时就被折射抬进了视野。赤道上的二分日,白昼大约是 12 小时 7 分。
手算一次时角
取纽约(北纬 40.71°)6 月 21 日。当天太阳赤纬是 +23.44°,全年最大值。直接代入:
- 分子: sin(−0.833°) − sin(40.71°) · sin(23.44°) = −0.01454 − 0.6523 × 0.3977 = −0.2739
- 分母: cos(40.71°) · cos(23.44°) = 0.7579 × 0.9174 = 0.6953
- cos H = −0.2739 / 0.6953 = −0.3939 → H = 113.20°
- 白昼长度 = 2 × 113.20 / 15 = 15.09 小时 = 15 小时 06 分
- 日出 = 太阳正午 − 7.55 小时。按地方真太阳时是 04:27;再经经度修正和均时差换算成钟表时间。
手算的价值在于你能看清是哪个输入推动了结果。改日期,只有 δ 变;改城市,只有 φ 变。同一天把北纬 40.71° 的纽约和北纬 55.76° 的莫斯科放在一起,整整 2.5 小时的差距全部来自这一项。
两项最容易被忘掉的修正。 均时差——平太阳时与真太阳时之差——在 11 月初和 2 月中旬达到 ±16 分钟的极值。经度每偏离所在时区的中央经线 1°,钟表时间就移动 4 分钟。两项都不管,一个"日落 19:41"的答案可能差出半小时。
黄金时段是一个高度区间,不是一个固定时长
摄影教程常说黄金时段"大约一小时"。并不是。黄金时段指的是太阳高度角落在 −4° 到 +6° 之间的那段时间;太阳走完这个区间要多久,取决于纬度和季节,与钟表无关。新加坡全年都是 40 分钟上下。雷克雅未克 6 月的太阳根本不离开这个区间。
| 城市 | 夏至黄金时段 | 二分日 | 冬至黄金时段 |
|---|---|---|---|
| 新加坡 | 44 分 | 40 分 | 44 分 |
| 东京 | 56 分 | 49 分 | 57 分 |
| 纽约 | 62 分 | 53 分 | 63 分 |
| 巴黎 | 75 分 | 61 分 | 79 分 |
| 伦敦 | 83 分 | 64 分 | 87 分 |
| 莫斯科 | 99 分 | 71 分 | 108 分 |
| 雷克雅未克 | 整夜 | 92 分 | 整夜 |
原因是几何,不是天气。赤道附近太阳几乎垂直下落,十度高度角转眼就穿过;越靠近两极,太阳下落的路线越平缓,横向走得和向下一样多,走完同样的垂直距离自然慢得多。所以"日落时间加六十分钟"这种算法,在绝大多数地方都是错的。
蓝调时刻紧挨在它下面:太阳高度角在 −6° 到 −4° 之间。它很短——多数有人口居住的纬度上只有 8 到 20 分钟,高纬度夏季可以超过 25 分钟——此时天空还留着很浓的颜色,而灯光已经显得明亮而平衡。拍城市景观,你要排的是这个窗口,不是黄金时段。
暮光的三个等级,各自有什么用
日落之后,天空要经过三个有名字的区段,每个都由太阳高度角定义。它们的用处远不止摄影:航空规则、天文观测和城市照明规范都会引用。
| 区段 | 太阳高度角 | 还能做什么 |
|---|---|---|
| 黄金时段 | −4° 至 +6° | 暖色定向光、长影、地面色彩完整 |
| 蓝调时刻 | −6° 至 −4° | 天空饱和深邃,人造光自然平衡 |
| 民用暮光 | −6° | 地形仍可肉眼辨认;多数道路照明规则以此划界 |
| 航海暮光 | −12° | 海上仍能分辨地平线;亮导航星出现 |
| 天文暮光 | −18° | 太阳散射光不再影响天空;深空摄影开始 |
越过 −18° 就是真正的黑夜。北极圈内在仲夏时节太阳可能永远到不了 −18°,于是天文暮光永不结束——这对高纬度天文台是实打实的麻烦,也提醒我们:这些是局部定义,不是绝对时刻。
为什么最早日落那天不是最短的一天
一年中最早的日落出现在冬至前约两周,而最晚的日出落在冬至后约两周。冬至仍然是最短的一天——总白昼最小——只是均时差把日出和日落的钟表时间向两侧推开了。12 月初太阳比平太阳时最多"快"16 分钟;到 1 月初又反过来慢差不多的量。
实际后果:如果你的计划是围绕某个具体的日落时刻(而不是白昼长度),那一年里对你最不利的一天不是冬至。去查真正的日期。
数据来源与标准
这些数字从哪里来
本页每一条公式都按下方的公开参考资料实现。当一个取值取决于某个地区的规范时,计算器允许你自行覆盖,而不是替你假定某个司法辖区。
- NOAA Global Monitoring Laboratory — Solar Calculator — 日出、日落与太阳正午所用的太阳位置算法。
- NASA Science — Sun — 太阳几何,以及民用、航海、天文暮光的分级定义。
- NIST Time and Frequency Division — 时间标准与「日」的定义。
数据、公式与参照表最后核对:2026 年 9 月 28 日。