Calcolo del tempo di alba / tramonto considerando la topografia

Voglio calcolare i tempi di alba e tramonto per un anno intero per una data località tenendo conto della topografia. Forse alba / tramonto non sono i termini giusti, ma quello che voglio è l'ora in cui il sole sorge sopra l'orizzonte e l'ora in cui scende sotto l'orizzonte, tenendo conto di eventuali colline.

Sto usando QGIS o GRASS. Posso usare r.horizon per generare l'angolo dell'orizzonte da un punto specifico, ma non sono sicuro di come arrivare da lì agli orari di alba / tramonto.

Ho installato il pacchetto ephem python nel mio sistema GNU / Debian Linux e, potrei usarlo nella console Python di QGIS. Ho creato un osservatore per un punto vicino allo Utah Lake (USA) ed è stato calcolato il sorgere e il tramonto del sole per il giorno "2010/6/21". La sceneggiatura era:

import ephem

#defining an observer
obs = ephem.Observer()

#defining position
long = '-112.092807'
lat = '40.135114'

obs.long = ephem.degrees(long)
obs.lat = ephem.degrees(lat)

print "long = ", obs.long, "lat = ", obs.lat

#defining date
date = '2010/6/21'

obs.date = ephem.Date(date)

#defining an astronomic object; Sun in this case
sun = ephem.Sun(obs)

r1 = obs.next_rising(sun)
s1 = obs.next_setting(sun)

print "rising sun (UTC time): ", r1
print "setting sun (UTC time): ", s1

r1_lt = ephem.Date(r1 - 6 * ephem.hour) #local time 

(y, mn, d, h, min, s) = r1_lt.tuple()

print "rising sun: (local time): {:.2f}".format( h + min/60. + s/3600. )

s1_lt = ephem.Date(s1 - 6 * ephem.hour) #local time

(y, mn, d, h, min, s) = s1_lt.tuple()

print "setting sun (local time): {:.2f}".format( h + min/60. + s/3600. )

Dopo l'esecuzione sulla console Python di QGIS, il risultato è stato:

>>>execfile(u'/home/zeito/pyqgis_scripts/ephem.py'.encode('UTF-8'))
long =  -112:05:34.1 lat =  40:08:06.4
rising sun (UTC time):  2010/6/21 11:58:58
setting sun (UTC time):  2010/6/21 03:01:14
rising sun: (local time): 5.98
setting sun (local time): 21.02

Questa è la risposta

Nota di modifica :

Definire un nuovo orizzonte (ad esempio 5 gradi):

.
.
.
obs.horizon = '5'

sun = ephem.Sun(obs)

r1 = obs.next_rising(sun)
s1 = obs.next_setting(sun)

print "rising sun (UTC time): ", r1
print "setting sun (UTC time): ", s1

r1_lt = ephem.Date(r1 - 6 * ephem.hour) #local time 

(y, mn, d, h, min, s) = r1_lt.tuple()

print "rising sun: (local time): {:.2f}".format( h + min/60. + s/3600. )

s1_lt = ephem.Date(s1 - 6 * ephem.hour) #local time

(y, mn, d, h, min, s) = s1_lt.tuple()

print "setting sun (local time): {:.2f}".format( h + min/60. + s/3600. )

il risultato è:

>>>execfile(u'/home/zeito/pyqgis_scripts/ephem.py'.encode('UTF-8'))
long =  -112:05:34.1 lat =  40:08:06.4
rising sun (UTC time):  2010/6/21 12:31:48
setting sun (UTC time):  2010/6/21 02:28:24
rising sun: (local time): 6.53
setting sun (local time): 20.47

Puoi usare una libreria come PyEphem per trovare, per una data posizione, elevazione, giorno, tempo (e) (e pianeta;) gli angoli azimut e altitudine del sole.

Puoi usare un po 'di pitone per farlo, ma prima devi generare un dizionario o una tabella, dalla posizione dei tuoi osservatori, dell'angolo rispetto all'orizzonte del mondo reale. Questo dovrebbe essere a dire intervalli di 1 grado con 0 = nord vero e per ogni grado dando l'angolo dell'orizzonte. Questo può venire dal tuo r.horizon.

È quindi possibile, utilizzare pyephemper a) creare una observeralla latitudine, longitudine e altitudine del proprio osservatore e per ogni minuto di un determinato giorno utilizzarlo per calcolare le posizioni apparenti dei soli, questi sarebbero dati come quattro valori, ra, dec, alt e az.

Quindi per ogni valore temporale puoi confrontare l'alt con il valore della tabella di elevazione in quell'azimut e quando l'alt è maggiore del valore nella tabella sarai in grado di vedere il sole.

È anche possibile che tu possa trovare alcuni punti in cui, in un dato giorno, il sole sorge in una valle e poi passa fuori dal sito dietro una montagna per poi riapparire sopra o dall'altra parte della montagna.