해돋이는 정확히 언제일까
오늘 아침 해가 몇 시에 떴는지 열 사람에게 물으면 여러 가지 답이 돌아옵니다. 누구는 능선 위로 첫 빛이 반짝이는 것을 보았고, 누구는 날씨 앱을 확인했고, 또 누구는 그보다 훨씬 전부터 하늘이 밝아졌다고 기억합니다. 모두 실제로 일어난 일을 말하고 있지만, 천문학자와 역서와 항해용 표가 한목소리로 해돋이라고 부르는 순간은 그중 하나뿐입니다.
중심이 아니라 윗부분
해돋이의 표준 정의는 이상적인 평평한 지평선 위로 해 원반의 윗부분이 나타나는 순간입니다. 원반의 중심도 아니고, 해 전체가 보이는 순간도 아닙니다. 원반의 폭은 약 0.5도이므로 중심이 나오기를 기다리면 중위도에서는 해돋이가 1~2분 늦어지고, 해가 낮은 각도로 떠오르는 극지방 근처에서는 훨씬 더 늦어집니다.
대기가 해를 들어 올린다
두 번째 요소는 대기차, 곧 빛의 굴절입니다. 공기는 빛을 휘게 하며, 빛이 가장 두꺼운 대기층을 지나 지평선을 스치듯 올 때 가장 크게 휘게 합니다. 지평선 근처에서 그 효과는 약 34분각으로, 해의 폭보다 조금 더 큽니다. 다시 말해, 맑은 바다 수평선에 해의 아랫부분이 걸쳐 있는 것처럼 보일 때 실제 해는 이미 그 아래로 완전히 내려가 있습니다.
이 두 가지 보정, 원반의 절반(약 16분각)과 표준 대기차(약 34분각)를 더하면 미국 해양대기청(NOAA)과 대부분의 공개된 표가 쓰는 값이 나옵니다. 해의 기하학적 중심이 **지평선 아래 0.833°**에 있을 때가 해돋이입니다. 해넘이는 같은 규칙을 거꾸로 씁니다.
두 출처가 1분씩 다른 이유
휴대폰의 날씨 앱과 역서를 비교하면 가끔 1분 차이가 보입니다. 여기에는 몇 가지 정직한 이유가 있습니다.
- 반올림. 초를 버리는 곳도 있고 반올림하는 곳도 있습니다.
- 위치. 도시의 해돋이는 보통 도심을 기준으로 계산합니다. 큰 도시라면 동쪽 끝이 서쪽 끝보다 눈에 띄게 일찍 해가 뜰 수 있습니다.
- 대기차는 일정하지 않다. 34분각은 평균값입니다. 바다 위의 아주 차가운 공기는 빛을 더 강하게 휘게 하고, 사막 위의 따뜻한 공기는 덜 휘게 합니다.
- 고도. 표준 해돋이는 해수면 높이에서 평평한 지평선을 본다고 가정합니다. 산꼭대기에서는 지평선이 내려가 해가 더 일찍 보입니다.
이 가운데 어느 것도 그 순간이 무엇인지를 바꾸지는 않습니다. 어떤 장소에 선 어떤 사람이 그것을 얼마나 정확히 보게 되는지가 달라질 뿐입니다.
구름은 해돋이를 옮기지 않는다
흐린 아침에도 해돋이는 있습니다. 천문 현상은 누가 원반을 볼 수 있든 없든 계산된 순간에 일어납니다. 이는 생각보다 중요합니다. 달력이나 물때표, 해돋이에 연결된 헌정 문구에는 미리 정해지고 날씨에 좌우되지 않는 순간이 필요하기 때문입니다.
0.833°는 어디서 왔을까
이 값은 어떤 앱보다도 오래되었습니다. 항해력은 오랫동안 해의 중심이 해수면 높이 지평선 아래 50분각에 있는 순간을 해돋이와 해넘이로 표에 실어 왔습니다. 원반의 반지름 16분각, 대기차 34분각. 50분각은 0.833°입니다. 항해사들에게는 표의 시각이 모든 배에서 같은 뜻을 갖도록 하는 고정된 약속이 필요했고, 그 약속이 그대로 자리 잡았습니다. NOAA의 것을 포함한 현대의 알고리즘은 옛 표보다 훨씬 정밀하게 해의 위치를 계산하지만, 묻는 질문은 여전히 같습니다. 해의 중심이 지평선 아래 0.833°에 이르는 때는 언제인가?
해돋이에 걸리는 시간
해돋이는 한순간으로 정의되지만, 해가 한꺼번에 모습을 드러내지는 않습니다. 첫 가느다란 빛에서 원반 전체가 보이기까지의 시간은 해가 얼마나 가파르게 떠오르느냐에 달려 있습니다.
- 적도에서는 해가 거의 수직으로 떠오르므로 원반 전체가 지평선을 벗어나는 데 약 2분 30초가 걸립니다.
- 10월의 파리에서는 길이 비스듬해 거의 4분이 걸립니다.
- 10월의 트롬쇠에서는 북위 70° 가까이에서 해가 아주 비스듬히 떠올라, 원반이 완전히 뜨기까지 8분 가까이 걸립니다.
계산된 시각은 언제나 그중 첫 순간, 곧 윗부분이 나타나는 때를 가리킵니다.
높이에 따라 보이는 시각이 달라진다
표준 해돋이는 눈높이가 해수면이고 지평선이 평평하다고 가정합니다. 높이 올라가면 지평선은 눈높이보다 아래로 내려갑니다. 100미터 높이에서는 약 3분의 1도, 해발 3,000미터 산꼭대기에서는 약 1.6° 아래에 있습니다. 그 낮은 지평선 너머까지 볼 수 있으니 해를 더 일찍 봅니다. 높은 산꼭대기에서라면 적도에서 약 8분, 가을의 파리 위도에서 12분 남짓, 먼 북쪽에서는 20분 넘게 일찍 볼 수 있습니다. 동쪽 하늘에 산줄기가 있으면 반대로 작용해 첫 직사광선을 늦추며, 깊은 골짜기에서는 꽤 오래 늦어지기도 합니다.
그래서 몇 킬로미터 떨어진 두 사람이 솔직하게 서로 다른 해돋이 시각을 말할 수 있습니다. 누구도 틀리지 않았습니다. 서로 다른 지평선 앞에 서 있을 뿐입니다.
해돋이가 아닌 것
해돋이와 자주 헷갈리는 가까운 현상이 두 가지 있습니다. 천문학적인 의미의 **새벽(천문박명의 시작)**은 해가 지평선 아래 18°에 있어 하늘이 밝아지기 시작할 때입니다. 시민박명의 시작은 해가 6° 아래에 있을 때로, 대부분의 야외 활동을 할 수 있을 만큼 밝아집니다. 둘 다 해돋이보다 한참 앞서 오며, 10월의 파리에서 시민박명의 시작은 약 30분 전입니다. 밝고 화려한 하늘 사진은 거의 언제나 해돋이 순간이 아니라 그 30분 동안 찍힌 것입니다.
Resthe가 이 정의를 쓰는 방법
Resthe의 모든 해돋이와 해넘이는 이 규칙으로 계산합니다. NOAA 태양 알고리즘, 해의 윗부분, 표준 대기차 0.833°를 적용해, 지도에 핀으로 꽂으신 바로 그 지점에 대해 계산합니다. 시각은 그 지점의 시간대에 관한 역사적 규칙에 따라 현지 시각으로 변환합니다. 계산된 순간은 약 1분의 정확도를 목표로 하며, 증서에 인쇄되는 시각이 바로 이것입니다.
누군가에게 실제 해돋이를 헌정하고 싶다면, 그 순간이 언제인지를 정하는 것은 위의 규칙입니다. The Sunrise에서 장소를 고르고 결제 전에 시각을 확인하거나, 바로 선물 만들기를 시작할 수 있습니다.