Las ideas básicas detrás de las respuestas anteriores son sólidas, pero les faltan un par de trucos muy técnicos que los hacen un poco equivocados. Si mis cálculos (estoy poniendo a cero el ángulo de inclinación en el programa de amanecer / atardecer que escribí hace 10 años; espero que no haya otras dependencias que estoy olvidando), esto es lo que obtengo:
A 0 ° de latitud, los días diurnos promediarían 12:06:40, y las noches nocturnas promediarían 11:53:20. (Estos son los tiempos entre amaneceres y atardeceres). Ambos pueden variar hasta 4 segundos con respecto a ese promedio. A ± 40 ° de latitud (ver la nota a continuación), promedian 12:08:42 y 11:51:18, respectivamente. A ± 80 °, promedian 12:38:26 y 11:21:34, respectivamente. Todos varían en hasta 4 segundos.
El día solar (mediodía solar a mediodía solar, o la suma del día diurno y la noche nocturna) promedia las 24:00:00, pero varía ± 8 segundos.
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1) ¿Por qué el día diurno y la noche nocturna no tienen la misma longitud? Depende de lo que quieras decir con amanecer y atardecer. ¿Es cuando el centro del sol cruza el horizonte, el borde superior o algo más? La mayoría de la gente diría el borde superior. Pero dado que el sol tiene aproximadamente medio grado de ancho, esto ocurre cuando el centro del sol está un cuarto de grado debajo del horizonte. Además, la atmósfera de la Tierra actúa como una lente que le permite ver partes del sol que están físicamente debajo del horizonte. Entonces el sol aparente es siempre más alto que el sol físico. Este no es un efecto constante, por lo que una suposición estándar es que el amanecer y el atardecer ocurren cuando el sol está realmente 5/6 ° por debajo del horizonte ideal.
2) ¿Por qué depende de la latitud? El ángulo de 5/6 ° depende de la dirección del sol naciente / poniente. A medida que te alejas del ecuador, tiene que viajar más a lo largo de su camino inclinado para llegar muy por debajo del horizonte.
3) ¿Por qué varían durante el año? La Tierra gira 360 ° en 23:56:04. En ese tiempo, también gira casi 1 ° alrededor del sol. Por lo tanto, debe girar casi 361 ° para hacer una rotación aparente completa. Pero el camino de la Tierra alrededor del sol no es del todo circular, lo que cambia la rotación adicional que se necesita en una pequeña cantidad.
En los polos, no puede haber amanecer o atardecer, nunca. El centro del sol físico está permanentemente en el horizonte, por lo que por las razones en (1) arriba, el sol aparente siempre está completamente por encima del horizonte.
Nota: Editado para reorganizar e ilustrar las latitudes. + 40 ° de latitud es Filadelfia en Norteamérica, Madrid en Europa y Pekín en Asia. En el hemisferio sur, echa de menos África y Australia continental por completo. El lugar conocido más cercano es Wellington, Nueva Zelanda. Pero tengo que saludar a mi cuñado, que está muy cerca de la línea real, en Whanganui, Nueva Zelanda.
