غروب

غروب الشمس هو اختفاء الشمس عند نهاية مسارها ، تحت أفق الأرض ( أو أي جرم سماوي آخر في النظام الشمسي ) نتيجة دورانها . وهي ظاهرة تحدث مرة كل 24 ساعة تقريبًا، باستثناء المناطق القريبة من القطبين . تغرب الشمس في الاعتدالين الربيعي والخريفي تمامًا في الغرب. من نصف الكرة الشمالي ، تغرب الشمس في الشمال الغربي (أو لا تغرب على الإطلاق) في الربيع والصيف، وفي الجنوب الغربي في الخريف والشتاء؛ وتنعكس هذه الفصول في نصف الكرة الجنوبي .

يُعرَّف غروب الشمس في علم الفلك بأنه اللحظة التي يختفي فيها الطرف العلوي للشمس تحت الأفق. ^{[ 1 ]} بالقرب من الأفق، يتسبب انكسار الضوء في الغلاف الجوي في تشوه أشعة الشمس إلى درجة تجعل قرص الشمس، هندسيًا، يقع بالفعل على بعد قطر واحد تقريبًا تحت الأفق عند رصد غروب الشمس.

يختلف غروب الشمس عن الشفق ، الذي ينقسم إلى ثلاث مراحل. الأولى هي الشفق المدني ، الذي يبدأ بمجرد اختفاء الشمس تحت الأفق، ويستمر حتى تنخفض إلى 6 درجات تحت الأفق. تتزامن المراحل المبكرة والمتوسطة من الشفق مع ما قبل الغسق . المرحلة الثانية هي الشفق البحري ، بين 6 و12 درجة تحت الأفق. المرحلة الثالثة هي الشفق الفلكي ، وهي الفترة التي تكون فيها الشمس بين 12 و18 درجة تحت الأفق. ^{[ 2 ]} الغسق هو نهاية الشفق الفلكي، وهو أحلك لحظات الشفق قبل حلول الليل مباشرة . ^{[ 3 ]} وأخيرًا، يحل الليل عندما تصل الشمس إلى 18 درجة تحت الأفق ولا تعود تضيء السماء. ^{[ 4 ]}

المناطق الواقعة شمال الدائرة القطبية الشمالية وجنوب الدائرة القطبية الجنوبية لا تشهد شروقًا أو غروبًا كاملًا للشمس في يوم واحد على الأقل من أيام السنة، حيث يستمر النهار القطبي أو الليل القطبي لمدة 24 ساعة متواصلة. عند خطوط العرض التي تبعد أكثر من نصف درجة عن أي من القطبين، لا يمكن للشمس أن تشرق أو تغرب في نفس التاريخ من أي يوم من أيام السنة، لأن زاوية ارتفاع الشمس بين منتصف النهار ومنتصف الليل أقل من درجة واحدة.

يختلف وقت غروب الشمس على مدار العام ، ويتحدد بموقع المشاهد على سطح الأرض، والذي يُحدد بخطوط الطول والعرض والارتفاع والمنطقة الزمنية . وتنتج التغيرات اليومية الطفيفة والتغيرات نصف السنوية الملحوظة في توقيت غروب الشمس عن ميل محور الأرض ، ودورانها اليومي، وحركة الكوكب في مداره الإهليلجي السنوي حول الشمس، ودوران الأرض والقمر حول بعضهما البعض. خلال فصلي الشتاء والربيع، تطول الأيام ويتأخر غروب الشمس يوميًا حتى يوم الغروب الأخير، الذي يحدث بعد الانقلاب الصيفي. في نصف الكرة الشمالي ، يحدث الغروب الأخير في أواخر يونيو أو أوائل يوليو، ولكن ليس في يوم الانقلاب الصيفي الموافق 21 يونيو. يعتمد هذا التاريخ على خط عرض المشاهد (المرتبط بحركة الأرض البطيئة حول نقطة الأوج في حوالي 4 يوليو). وبالمثل، لا يحدث الغروب المبكر في يوم الانقلاب الشتوي، بل قبل ذلك بنحو أسبوعين، ويعتمد ذلك أيضًا على خط عرض المشاهد. في نصف الكرة الشمالي، يحدث ذلك في أوائل ديسمبر أو أواخر نوفمبر (متأثرًا بحركة الأرض الأسرع بالقرب من نقطة الحضيض الشمسي ، والتي تحدث حوالي 3 يناير).

وبالمثل، توجد الظاهرة نفسها في نصف الكرة الجنوبي ، ولكن مع انعكاس التواريخ، حيث تحدث أبكر غروب للشمس قبل 21 يونيو في الشتاء، وأحدث غروب بعد 21 ديسمبر في الصيف، وذلك تبعًا لخط العرض الجنوبي. ولمدة بضعة أسابيع حول الانقلابين الشمسيين، يتأخر كل من شروق الشمس وغروبها قليلًا كل يوم. حتى على خط الاستواء، يتغير موعد شروق الشمس وغروبها عدة دقائق ذهابًا وإيابًا على مدار العام، بالتزامن مع وقت الظهيرة الشمسية. ويتم تمثيل هذه التأثيرات بيانيًا بمنحنى الأناليما . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

بغض النظر عن انكسار الضوء في الغلاف الجوي وحجم الشمس غير الصفري، فإن غروب الشمس، أينما ومتى حدث، يكون دائمًا في الربع الشمالي الغربي من الاعتدال الربيعي (مارس) إلى الاعتدال الخريفي (سبتمبر) ، وفي الربع الجنوبي الغربي من الاعتدال الخريفي (سبتمبر) إلى الاعتدال الربيعي (مارس). ويحدث غروب الشمس تقريبًا في الغرب تمامًا في أيام الاعتدال الربيعي والخريفي لجميع المشاهدين على الأرض. أما الحسابات الدقيقة لسمت غروب الشمس في تواريخ أخرى فهي معقدة، ولكن يمكن تقديرها بدقة معقولة باستخدام منحنى الغروب.

بما أن شروق الشمس وغروبها يُحسبان من الحافتين الأمامية والخلفية للشمس على التوالي، وليس من مركزها، فإن مدة النهار أطول قليلاً من الليل (بحوالي 10 دقائق، كما يُرى من خطوط العرض المعتدلة). علاوة على ذلك، ولأن ضوء الشمس ينكسر أثناء مروره عبر الغلاف الجوي للأرض، تظل الشمس مرئية حتى بعد أن تكون هندسيًا تحت الأفق. يؤثر الانكسار أيضًا على الشكل الظاهري للشمس عندما تكون قريبة جدًا من الأفق، مما يجعل الأشياء تبدو أعلى في السماء مما هي عليه في الواقع. ينكسر الضوء القادم من الحافة السفلية لقرص الشمس أكثر من الضوء القادم من الحافة العلوية، لأن الانكسار يزداد مع انخفاض زاوية الارتفاع. هذا يرفع الموضع الظاهري للحافة السفلية أكثر من الحافة العلوية، مما يقلل من الارتفاع الظاهري لقرص الشمس. يبقى عرضه ثابتًا، لذا يبدو القرص أعرض مما هو عليه في الواقع. (في الحقيقة، الشمس كروية الشكل تقريبًا). كما تبدو الشمس أكبر حجمًا على الأفق، وهو وهم بصري، مشابه لوهم القمر .

تشهد المناطق الواقعة ضمن الدائرتين القطبيتين الشمالية والجنوبية فترات لا تشرق فيها الشمس ولا تغرب لمدة 24 ساعة أو أكثر، تُعرف بالنهار القطبي والليل القطبي . تحدث هذه الظواهر نتيجة ميل محور الأرض ، مما يتسبب في استمرار ضوء الشمس أو الظلام في أوقات معينة من السنة. ^{[ 7 ]}

يمكن العثور على المواقع التقريبية لغروب الشمس على الأفق ( السمت ) كما هو موضح أعلاه في المراجع ^{[ 8 ] [ 9 ]} . تم حساب الشكل الموجود على اليمين باستخدام روتين الهندسة الشمسية على النحو التالي: ^{[ 10 ]}

1. لحساب ميل الشمس عند خط عرض وتاريخ محددين، استخدم${\displaystyle 0^{\circ }}$خط الطول ووقت الظهيرة الشمسية كمدخلات للروتين؛
2. احسب زاوية ساعة غروب الشمس باستخدام معادلة غروب الشمس ؛
3. احسب وقت غروب الشمس، وهو وقت الظهيرة الشمسية بالإضافة إلى زاوية ساعة الغروب بالدرجات مقسومة على 15؛
4. استخدم وقت غروب الشمس كمدخل لروتين الهندسة الشمسية للحصول على زاوية السمت الشمسي عند غروب الشمس.

من السمات اللافتة في الشكل على اليمين التناظر النصف كروي الواضح في المناطق التي يحدث فيها شروق الشمس وغروبها يوميًا. ويتضح هذا التناظر عند تطبيق العلاقة النصف كروية في معادلة الشروق على مركبتي المتجه الشمسي (x وy) المذكورتين في المرجع ^{[ 10 ]} . تسمح إجراءات هندسة الشمس التي تُحاكي زوايا السمت الشمسي عند الغروب بإجراء الحسابات بدقة باستخدام معلمات خط العرض والتاريخ والوقت. ^{[ 11 ]}

عندما يخترق شعاع ضوء الشمس الأبيض الغلاف الجوي ليصل إلى الراصد، تتشتت بعض ألوانه بفعل جزيئات الهواء والجسيمات العالقة فيه ، مما يُغير لون الشعاع النهائي الذي يراه. ولأن مكونات الطول الموجي الأقصر ، كالأزرق والأخضر، تتشتت بقوة أكبر، فإنها تُزال من الشعاع بشكل تفضيلي. ^{[ 12 ]} عند شروق الشمس وغروبها، عندما يكون مسار الشعاع عبر الغلاف الجوي أطول، تُزال مكونات الأزرق والأخضر بشكل شبه كامل، تاركةً درجات اللون البرتقالي والأحمر ذات الطول الموجي الأطول التي نراها في تلك الأوقات. بعد ذلك، يمكن أن يتشتت ضوء الشمس المُحمر المتبقي بفعل قطرات السحب وغيرها من الجسيمات الكبيرة نسبيًا، ليضيء الأفق باللونين الأحمر والبرتقالي. ^{[ 13 ]} ويعود سبب إزالة الأطوال الموجية الأقصر للضوء إلى تشتت رايلي بواسطة جزيئات الهواء والجسيمات الأصغر بكثير من الطول الموجي للضوء المرئي (  قطرها أقل من 50 نانومتر). ^{[ 14 ] [ 15 ]}  يُعزى تشتت الضوء بواسطة قطرات السحب وغيرها من الجسيمات ذات الأقطار المماثلة لأطوال موجات ضوء الشمس أو الأكبر منها (> 600 نانومتر) إلى تشتت مي ، وهو لا يعتمد بشكل كبير على طول الموجة. يُعد تشتت مي مسؤولاً عن الضوء المتشتت بواسطة السحب، وكذلك عن هالة الضوء الأبيض التي تظهر نهارًا حول الشمس (التشتت الأمامي للضوء الأبيض). ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}

عادةً ما تكون ألوان الغروب أكثر سطوعًا من ألوان الشروق، لأن هواء المساء يحتوي على جزيئات أكثر من هواء الصباح. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 15 ] [ 18 ]} أحيانًا، يمكن رؤية وميض أخضر قبيل الشروق أو بعد الغروب مباشرةً . ^{[ 19 ]}

يميل الرماد الناتج عن الانفجارات البركانية، والمحتبس في طبقة التروبوسفير ، إلى تخفيف ألوان غروب الشمس وشروقها، بينما يمكن للمقذوفات البركانية التي ترتفع إلى طبقة الستراتوسفير (على شكل سحب رقيقة من قطرات حمض الكبريتيك الدقيقة) أن تُنتج ألوانًا خلابة بعد غروب الشمس تُعرف باسم التوهج اللاحق والتوهج قبل الشروق. وقد أنتجت العديد من الانفجارات البركانية، بما في ذلك ثوران بركان بيناتوبو عام 1991 وبركان كراكاتوا عام 1883 ، سحبًا طبقية عالية بما يكفي تحتوي على حمض الكبريتيك لتُنتج توهجًا رائعًا بعد غروب الشمس (وتوهجًا قبل الشروق) في جميع أنحاء العالم. وتعمل هذه السحب العالية على عكس ضوء الشمس المحمر بشدة والذي لا يزال يضرب طبقة الستراتوسفير بعد غروب الشمس، وصولًا إلى سطح الأرض.

تُشاهد بعضٌ من أكثر الألوان تنوعًا عند غروب الشمس في الأفق الشرقي بعد غروبها خلال فترة الشفق. وبحسب الأحوال الجوية وأنواع السحب الموجودة، تتفاوت هذه الألوان في طيفها، وقد تُنتج نتائج غير مألوفة.

في بعض اللغات، تحمل الجهات الأصلية أسماءً مشتقة لغويًا من كلمات الشروق والغروب. فالكلمتان الإنجليزيتان " orient " و" occident "، اللتان تعنيان "شرق" و"غرب" على التوالي، مشتقتان من كلمات لاتينية تعني "شروق" و"غروب". كما تُستخدم كلمة "levant"، المرتبطة مثلاً بالكلمة الفرنسية " lever " التي تعني "رفع" أو "شروق" (وكذلك بالكلمة الإنجليزية "elevate")، لوصف الشرق. أما في اللغة البولندية ، فكلمة "wschód " ( vskhud ) للشرق مشتقة من المقطع "ws" الذي يعني "أعلى"، و"chód" الذي يعني "تحرك" (من الفعل " chodzić " الذي يعني "يمشي، يتحرك")، وذلك بسبب شروق الشمس من خلف الأفق. والكلمة البولندية للغرب ، " zachód " ( zakhud )، مشابهة، ولكن مع إضافة المقطع "za" في البداية، والذي يعني "خلف"، وذلك بسبب غياب الشمس خلف الأفق. في اللغة الروسية ، كلمة "الغرب " ( запад ) مشتقة من كلمتي "за " بمعنى "خلف" و "пад " بمعنى "سقوط" (من الفعل " падать " بمعنى " padat" )، وذلك بسبب غروب الشمس خلف الأفق. أما في اللغة العبرية، فكلمة "الشرق" هي "מזרח"، وهي مشتقة من كلمة "الشروق"، وكلمة "الغرب" هي "מערב"، وهي مشتقة من كلمة "الغروب".

كان عالم الفلك نيكولاس كوبرنيكوس، الذي عاش في القرن السادس عشر، أول من قدم للعالم نموذجًا رياضيًا مفصلاً ومقبولًا على نطاق واسع يدعم فرضية أن الأرض تتحرك وأن الشمس في الواقع تبقى ثابتة، على الرغم من الانطباع الذي نراه من وجهة نظرنا بأنها شمس متحركة. ^{[ 20 ]}

تختلف غروب الشمس على الكواكب الأخرى بسبب الاختلافات في بُعد الكوكب عن الشمس وعدم وجود تركيبات جوية أو اختلافها.

المريخ

على سطح المريخ ، تبدو الشمس عند الغروب أصغر بنحو الثلثين من حجمها عند رؤيتها من الأرض ، ^{[ 22 ]} وذلك بسبب المسافة الكبيرة بين المريخ والشمس. تكون الألوان عادةً درجات من الأزرق، لكن بعض غروب الشمس على المريخ يستمر لفترة أطول بكثير ويبدو أكثر احمرارًا مما هو معتاد على الأرض. ^{[ 23 ]} تختلف ألوان غروب الشمس على المريخ عن تلك الموجودة على الأرض. يتميز المريخ بغلاف جوي رقيق يفتقر إلى الأكسجين والنيتروجين ، لذا فإن تشتت الضوء لا يهيمن عليه تشتت رايلي . بدلاً من ذلك، يمتلئ الهواء بالغبار الأحمر الذي تحمله الرياح العاتية إلى الغلاف الجوي، ^{[ 23 ]} لذا فإن لون سمائه يتحدد بشكل أساسي بعملية تشتت مي ، مما ينتج عنه درجات زرقاء أكثر من غروب الشمس على الأرض . كما أفادت إحدى الدراسات أن غبار المريخ الموجود في طبقات الجو العليا يمكنه عكس ضوء الشمس لمدة تصل إلى ساعتين بعد غروب الشمس، مما يُلقي بضوء خافت على سطح المريخ. ^{[ 23 ]}

تُعدّ غروب الشمس مثالاً على ظاهرة طبيعية غالباً ما يعتبرها الإنسان جميلة ، وهي موضوع شائع في الأعمال الفنية البصرية والتصوير الفوتوغرافي . ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]} وتُفضّل بعض المواقع لمشاهدة غروب الشمس فوق البحر مع موسيقى هادئة ، مثل جلسات الدي جي التي يقدمها خوسيه باديلا في مقهى ديل مار في إيبيزا، إسبانيا. ^{[ 27 ]}

في التقويم العبري ، ^{[ 28 ]} والتقويم الإسلامي ، ^{[ 29 ]} والتقويم البهائي ، ^{[ 30 ]} وفي المسيحية الأرثوذكسية ^{[ 31 ]} يبدأ اليوم عند غروب الشمس.

• فَجر
• الإشعاع السماوي المنتشر
• ظل الأرض ، مرئي عند غروب الشمس
• الساعة الذهبية (التصوير الفوتوغرافي)
• إعداد هلي
• مدينة الغروب

• شرح فيزيائي كامل بعبارات بسيطة
• ألوان الشفق والغروب
• علم غروب الشمس
• فيزياء غروب الشمس - شرح أكثر تفصيلاً يتضمن دور السحب
• خدمة تحديد الموقع الجغرافي لحساب وقت شروق الشمس وغروبها