如何不让太阳从东边升起丨天文冷知识

不让太阳从东边升起，有一个很经典的做法：把东、西的含义对调，这样太阳就变成了「从西边升起」了。这种办法能让太阳在语言层面不再从东边升起，但多少有些自欺欺人。

不过在日常语境下，「东边」的确是一个相对模糊的概念。正东自然是东边，那么如果偏一点点呢？肯定也可以算东边。那偏多少开始就不算东边呢？这就是一个值得讨论的问题了。我们不妨从狭义、一般、广义三种角度去理解「东边」的内涵。

• 狭义的「东边」无疑就是正东方向，对应方位角90°（以正北为0°，顺时针度量，下同）

• 一般意义的「东边」可以是从东北偏东（方位角67.5°）到东南偏东（方位角112.5°）的区间

• 广义的「东边」是从东北（方位角45°）到东南（方位角135°）的区间

现代32方位罗盘图︱Wikipedia@JamesLucas

之所以要对「东边」作出明确定义，是因为太阳的出没方位并不总是标准的东升西落。

分享一个不冷也不热的知识：太阳的出没方位会随着季节和地理位置变化而发生改变。如果固定观测点[1]，太阳的升起方位在春秋分前后在方位角90°附近，从春分到秋分的升起方位在东偏北（方位角＜90°），从秋分到第二年春分升起方位在东偏南（方位角＞90°）。如果固定日期，以刚刚过去的夏至为例，夏至日纬度越高的地区太阳升起方位越偏北。夏至时北极圈内出现极昼现象，太阳不落入地平线；南极圈内则出现极夜，太阳不从地平线升起。

固定观测点时，日出日落方位会随时间推移出现变化︱兹基派德

结合太阳出没方位的规律以及对「东边」的定义，现在我们可以看看太阳究竟在什么情况下会从东边升起。

如果「东边」按狭义理解，在全球范围内全年均有太阳出没现象的地区，一年中大部分时间太阳都不会从东边升起，只有在春秋分前后才能看到太阳从东边升起。

如果「东边」按一般理解，情况会复杂一些。此时方位角介于67.5°到112.5°的日出可以视为「太阳从东边升起」，对于不同纬度地区而言，符合这一条件的日出时间段有所不同。例如赤道地区有大约10个月时间太阳从东边升起，剩余两个月（6月初~7月初，12月初~1月初）太阳不从东边升起。

赤道地区日出方位在一年中的变化，纵坐标为方位角︱数据来源Stellarium，未考虑大气折射与太阳视差

随着纬度升高，太阳从东边升起的时间段会逐渐缩短，例如在65°N，全年只有大约3个月时间（2月底~4月中旬，8月底~10月中旬）太阳会从东边升起。

65°N地区日出方位在一年中的变化，纵坐标为方位角︱数据来源Stellarium，未考虑大气折射与太阳视差

如果「东边」按广义理解（方位角45°~135°），55°以上的高纬度地区依然会有太阳不在东边升起的时段。还是以65°N为例，如上图所示，一年中从5月中旬到8月初，以及从11月中旬到1月底，太阳日出方位角会小于45°或大于135°，也就是不会在东边升起。

讨论「太阳会不会从东边升起」的一个前提是所在地理位置存在东边。地球上有没有地方不存在东这个方向呢？

地球上有两个位置不存在一般意义上的四方，一个是北极点（只有南），另一个是南极点（只有北）。东不存在了，也就无所谓太阳从东方升起了。

不少恩爱情侣都会有太阳不从东边升起的体验

以上讨论说到底还是在围绕东边这个概念做文章，多少还是有些取巧。而且除了南北极点，做不到完全不让太阳从东边升起。

如果有办法能让太阳不运动到地平线之上，也就实打实完成了不让太阳从东边升起的目的。

太阳东升西落的运动本质上是地球自转的结果。要改变这一现状，如果不考虑让地球停转等带有科幻色彩的方案，而是基于现实出发，那么作为观测者的我们就需要像地球一样动起来，想办法抵消地球自转带来的影响。

说到抵消地球自转，天文爱好者特别是深空摄影爱好者们马上能想到一个抵消地球自转的方案——赤道仪。通过电动赤道仪我们可以抵消掉地球自转引起的天体地平坐标变化，让拍摄目标一直处在视线范围内。赤道仪抵消地球自转的原理是让赤道仪沿赤经方向维持一个角速度，这个角速度在数值上等于地球自转角速度，但方向相反。

赤道仪提供与地球自转大小相同但方向相反的角速度以抵消地球自转的影响︱Wikipedia

那么类似的，为了不让太阳升起来，最起码是保证太阳和地平线相对静止，那么我们需要抵消地球自转的线速度。地球在自西向东自转，因此我们要自东向西运动，具体的运动速率大小取决于我们的地理位置。

在赤道，地球的自转线速度大约是465米/秒，只要我们保持这个速度自东向西运动，就能在赤道上确保太阳与地平线相对静止。随着地理纬度抬升，对应位置的地球自转线速度减小，我们要达到的反向速度也就变小。30°N时是cos30°×465≈403米/秒。60°N时是232.5米/秒，合837千米/小时，落在民航客机的巡航速度范围内。此时如果有一架飞机一直沿65°N纬线飞行不降落，飞机上的乘员就可以一直看不到太阳升起。

几年前的一部电视剧《绝夜逢生》（Into the Night）就以类似的设定推动剧情的展开。电视剧中有一架航班自布鲁塞尔起飞后侥幸避开了一场由太阳活动引起的全球浩劫。太阳活动产生的辐射对生物是致命的，因此飞机必须一直向西飞行躲避阳光。以布鲁塞尔的纬度（约51°N）来看，飞行如向正西飞行需要约1053千米/小时的速度才能一直避开阳光，这里还没有考虑落地加油的时间。因此如果想要尽可能待在黑夜中，最好是朝更高纬度地区飞行。电视剧中飞机曾在苏格兰一处军用机场（57.6°N）降落加油。

电视剧《绝夜逢生》海报

参考&拓展

[1]全年均有太阳出没现象的地点，也就是不包含可能出现极昼/极夜的地点

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