Hoàng hôn

Hoàng hôn là hiện tượng mặt trời lặn hàng ngày phía dưới đường chân trời do sự quay của Trái Đất.

Trong thiên văn học, thời điểm hoàng hôn được xác định là lúc rìa trên của mặt trời biến mất dưới đường chân trời phía Tây. Do sự khúc xạ ánh sáng qua khí quyển, tia sáng từ mặt trời khi lặn bị lệch gần đường chân trời, khiến hoàng hôn thiên văn xảy ra khi mặt trời đã lặn một khoảng bằng đường kính của nó dưới chân trời. Hoàng hôn không nên nhầm lẫn với chạng vạng tối, là thời điểm kết thúc của ánh sáng khi bóng tối bắt đầu, với hoàng hôn thiên văn xảy ra khi mặt trời đã hạ 18 độ dưới chân trời.

Thời điểm

Thời gian hoàng hôn thay đổi theo mùa và vĩ độ của người quan sát. Thời gian chính xác của mặt trời lặn cũng phụ thuộc vào kinh độ của từng địa điểm trong múi giờ cụ thể. Các biến động nhỏ hàng ngày và theo mùa về thời điểm mặt trời lặn là do sự nghiêng của trục quay và hình dạng elip của Trái Đất, cũng như chuyển động của nó quanh mặt trời. Mặc dù có những dị thường nhỏ, nguyên nhân chính vẫn là sự nghiêng của trục và quỹ đạo elip. Ở Bắc bán cầu, mặt trời lặn sớm nhất không trùng với ngày đông chí (khoảng 22 tháng 12), mà xảy ra sớm hơn trong tháng 12. Ngược lại, mặt trời lặn muộn nhất không xảy ra vào ngày hạ chí (khoảng 21 tháng 6), mà xảy ra muộn hơn vào cuối tháng 6 hoặc đầu tháng 7, tùy thuộc vào vĩ độ. Tương tự ở Nam bán cầu, hiện tượng này xảy ra khoảng thời gian trước 21 tháng 6 trong mùa đông và sau 22 tháng 12 trong mùa hè, có thể vào tháng 1 năm sau. Ngay cả ở xích đạo, mặt trời mọc và lặn cũng có sự thay đổi vài phút trong suốt năm.

Do sự nghiêng của trục quay Trái Đất, mặt trời lặn luôn diễn ra ở góc Tây Bắc từ điểm phân tháng 3 (xuân phân ở Bắc bán cầu hoặc thu phân ở Nam bán cầu) đến điểm phân tháng 9 (thu phân ở Bắc bán cầu hoặc xuân phân ở Nam bán cầu), và ở góc Tây Nam từ điểm phân tháng 9 đến điểm phân tháng 3 năm sau. Mặt trời chỉ lặn chính xác ở hướng Tây vào các ngày điểm phân. Tuy nhiên, sự cân bằng giữa ngày và đêm không xảy ra đúng vào các điểm phân vì thời điểm mặt trời mọc và lặn được tính từ rìa trên của mặt trời thay vì từ trung tâm đĩa mặt trời. Thêm vào đó, do ánh sáng mặt trời bị uốn cong bởi khí quyển, chúng ta vẫn có thể thấy mặt trời khi nó đã lặn dưới đường chân trời. Mặt trời cũng có vẻ to hơn khi gần đường chân trời, tạo ra một ảo giác quang học tương tự như ảo giác mặt trăng.

Màu sắc

Các sắc thái đỏ và cam rực rỡ của bầu trời khi mặt trời mọc và lặn chủ yếu do ánh sáng mặt trời bị tán xạ bởi bụi, tro và các sol khí dạng lỏng và rắn trong khí quyển Trái Đất. Màu đỏ và cam được khuếch đại khi mặt trời mọc và lặn thường được giải thích bằng thuyết Mie hay xấp xỉ lưỡng cực rời rạc. Khi không có nhiều hạt nhỏ trong tầng đối lưu, chẳng hạn sau mưa lớn, màu đỏ còn lại ít mãnh liệt hơn, được giải thích bằng tán xạ Rayleigh của ánh sáng mặt trời qua phân tử không khí. Màu sắc của hoàng hôn thường rực rỡ hơn so với bình minh vì có nhiều hạt nhỏ và sol khí trong không khí buổi chiều hơn là buổi sáng. Không khí ban đêm cũng lạnh hơn và ít gió hơn, giúp các hạt bụi, tro lắng xuống thấp hơn, làm giảm tán xạ Mie vào lúc mặt trời mọc. Tuy nhiên, cường độ màu khi mặt trời mọc có thể vượt qua màu sắc khi mặt trời lặn nếu có các đám cháy lớn, phun trào núi lửa hoặc bão bụi phía đông người quan sát. Một số vụ phun trào núi lửa gần đây, như của núi Pinatubo năm 1991 và Krakatoa năm 1883, đã tạo ra những hoàng hôn và bình minh đáng nhớ trên toàn cầu.

Khi tro và bụi từ các vụ phun trào núi lửa làm giảm màu sắc của hoàng hôn khi chúng ở trong tầng đối lưu, các đám mây mỏng chứa axít sulfuric từ núi lửa ở tầng bình lưu có thể tạo ra những sắc màu đẹp và rực rỡ sau khi mặt trời lặn, gọi là ráng chiều (vãn hà dư huy). Các vụ phun trào núi lửa gần đây, như của núi Pinatubo năm 1991 và Krakatoa năm 1883, đã tạo ra những đám mây chứa axít sulfuric ở tầng bình lưu đủ lớn để tạo ra những ráng chiều đáng nhớ sau mặt trời lặn (và cả trước bình minh) trên toàn thế giới. Những đám mây ở độ cao lớn hoạt động như gương phản chiếu ánh sáng mặt trời (được đỏ hóa mạnh và vẫn chiếu sáng đến tầng bình lưu sau mặt trời lặn) xuống mặt đất.

Những tia sáng xuất hiện khi mặt trời lặn xuyên qua các khoảng trống trên tầng mây hoặc giữa các vật thể như núi và tòa nhà được gọi là tia hoàng hôn, mang theo sắc vàng cam đặc trưng của ánh sáng mặt trời. Đôi khi, ngay trước bình minh hoặc sau khi mặt trời lặn, ta có thể thấy tia chớp lục.

Những sắc thái phong phú nhất của bầu trời thường xuất hiện ở phía đông đối diện ngay sau khi mặt trời lặn vào lúc hoàng hôn. Dựa trên điều kiện thời tiết và loại mây hiện diện, các màu sắc này có quang phổ rộng và có thể tạo ra những ấn tượng đầy bất ngờ.

Mặt Trời lặn trên các hành tinh khác

Mặt trời lặn trên các hành tinh khác có sự khác biệt so với mặt trời lặn trên Trái Đất do sự khác nhau về khoảng cách từ hành tinh đến mặt trời và các điều kiện khí quyển của mỗi hành tinh.

Vì Sao Hỏa cách Mặt Trời xa hơn so với Trái Đất, nên kích thước của Mặt Trời khi nhìn từ đây chỉ bằng khoảng hai phần ba kích thước quan sát được từ Trái Đất. Dù Sao Hỏa thiếu oxy và nitơ, nhưng bề mặt của nó thường bị bao phủ bởi bụi đỏ do những cơn gió nhẹ nhưng mạnh mẽ. Ít nhất một vài ngày, hiện tượng mặt trời lặn hoặc hoàng hôn trên Sao Hỏa có thể kéo dài và đỏ rực hơn so với mặt trời lặn bình thường trên Trái Đất. Nghiên cứu cho thấy, đến 2 giờ sau hoàng hôn, ánh sáng Mặt Trời vẫn được bụi trong khí quyển Sao Hỏa phản xạ, tạo ra ánh sáng khuếch tán rực rỡ.

Thư viện ảnh

• Bình minh
• Ánh sáng bầu trời khuếch tán
• Bóng của Trái Đất, hiện lên khi Mặt Trời lặn
• Giờ vàng (trong nhiếp ảnh)

Liên kết bên ngoài

• Tính toán vị trí chính xác của Mặt Trời - Thời gian Mặt Trời mọc và lặn trên toàn cầu Lưu trữ 2021-01-24 trên Wayback Machine
• Ứng dụng tính thời điểm Mặt Trời mọc và lặn
• Mặt Trời lặn tại địa điểm của bạn qua Wolfram Alpha
• Giải thích vật lý bằng ngôn ngữ đơn giản
• Bảng tính Excel với các hàm VBA để xác định thời điểm Mặt Trời mọc/lặn, giữa trưa, tranh tối tranh sáng (bình minh và hoàng hôn), và vị trí của Mặt Trời (góc phương vị và cao độ); do Greg Pelletier biên soạn từ chương trình tính toán trực tuyến của NOAA
• sun.exnatura.org Lịch Mặt Trời mọc/lặn trực tuyến với chức năng tìm kiếm vị trí tương tác
• Những màu sắc của hoàng hôn và Mặt Trời lặn