해 뜨는 시간은 정확이 언제인가요?

보통 해가 뜨기 시작하면 서서히 밝아지잖아요, 과연 언제를 기준으로 해 뜨는 시간을 정하는 걸까요? 밝아진다는 기준은 어떻게 정할까요? 과연 어느 정도 밝아야 해 떴다고 하죠? 해 뜨는 시간 기준이 궁금합니다.

해 뜨는 시간은 정확이 언제인가요?

먼저 해 뜨는 시각(일출)과 해 지는 시각(일몰)은 해의 위 부분이 지평선 아래로 나타나거나 사라지는 순간의 시각으로 정의됩니다. 이 시각은 천문학적으로 지평선 아래에서 떠오르거나 사라지는 시각에 지구대기의 굴절효과를 포함한 것입니다.

태양의 위 부분이 지평선에 닿았을 때를 일출, 혹은 일몰로 정의합니다. 따라서 공기가 없는 경우 태양의 중심이 지평선 아래 약 15분 있을 때인데, 여기에 지구 대기의 굴절 효과를 고려해야 합니다. 그런데 태양의 시 직경은 황경에 따라 약간 변하므로 이를 고려해야 합니다.

대기의 굴절 효과는 천정 거리 90도일 때 약 35분이나 됩니다. 그러므로 태양의 중심이 지평선 아래 15분 + 35분 = 50분 아래 있으면 태양의 위 부분이 지평선 아래 부분과 만나게 됩니다. 50분은 시간으로 약 3.3분 정도 됩니다. 대기 굴절 효과는 대기의 온도와 밀도, 압력에 따라 변화합니다. 이 값은 고도 0도일 때의 값이므로 고도가 높아지면 달라집니다.

역서에서 발표되는 전국 각지의 해 뜨는 시각은 국립지리원에서 제공하는 지역의 위치 자료를 이용하여 계산된 것입니다. 국립지리원에서 서울과 각 도시의 위치를 어느 곳으로 택하여 좌표를 산정하였는지는 잘 모르겠지만, 도로의 기준점이 되는 곳, 이를 테면 기차역, 시청 따위의 지방 자치단체 중요 관공서가 기준이 아닐까 생각합니다. 예를 들어, 서울의 경우 정부종합청사 앞이 아닐까 생각이 되는데, 만약 강남과 강북을 생각할 때 "계산상으로" 이 두 지역의 일월출몰 시각이 다르게 계산되겠지만, 과연 그것이 주변환경의 변화에 의한 영향에 따른 오차 범위를 벗어나겠느냐는 것입니다.

즉, 위에서 고려하는 지구대기의 굴절효과는 아주 이상적인 경우, 이를테면 아주 맑고 안정된 대기를 가정하여 계산된 것인데 대기의 일일변화에 의한 굴절의 변화로 유발되는 실제 일 출몰 시각의 변화는 위에서 고려한 서울 지역 내에서의 변화보다 상당히 큰 수십 초의 오차를 주게 됩니다. 또 주위에 있는 산에 의한 영향 등은 이보다 더 많은 변화를 보일 겁니다.

현재 역서에는 해발고도 0을 기준으로 계산된 자료가 제공되고 있습니다. 물론 해발고도가 높아지면 일월출몰 시각이 변합니다. 그러나 해발 1 ~ 200m 정도는 해발고도 0도의 값과 계산상으로 불과 수초 이하의 차이를 보입니다. 이러한 차이는 위와 같은 굴절 효과 등에 비할 때 무시할 수 있을 정도라 보면 됩니다.

이러한 오차 때문에 일 출몰 시각을 초 단위 이내로 표현하는 것은 과학적인 오차 범위 내에 들뿐만 아니라, 현실 생활에도 무의미한 값이 됩니다. 그래서 현재 한국천문연구원에서 발행하는 역서에는 일 출몰 시각이 분 단위로 나와 있습니다.