“晚霞预报三定律”
今天放一些可能比较干的干货。
在之前的晚霞预报理论中，除了引入从卫星角度与预报角度观察云边界外，更重要的是精确的定量计算，在第一篇教程之后，还有一些辅助性质的定量理论没有很好的整理过。
例如：
不同云高度所需的云边界距离是多少？
不同云高度的晚霞可以烧多长时间？头顶某位置可以烧多长时间？
多大的云洞形成多长时间的晚霞？云洞小于多少就不算做云洞等等问题。
这样就形成了
“晚霞预报三定律”
1、云边界定律
2、晚霞时间定律
3、云洞大小定律
今天就来整理一下这部分内容
先放干货：
1、出晚霞的安全距离：
L km＝2*（arccos(6371/(6371+云高度km))／360）*（6371*2π）
2、晚霞时间定律：
Z总＝所见范围云烧的时间T2＋某一点所烧的持续时间T1
T1=[arccos(6371/(6371+h))/360]*24*60／sin x
T2=L1/（6371*2π）*24*60／sin x
ps：x为正午太阳高度角，h为云层高度，单位km。
3、所需云洞大小：
Q km＝(晚霞时间Z min/1440 min)*40076 km
下面就来简单解释一下：
晚霞第一定律：云边界定律
晚霞第一定律是最重要的定律，也是第二、三定律的基础，用于计算日落方向云边界在多远就可以产生晚霞的问题。
示意图：
OB＝云层高度＋地球半径
OA＝地球半径
晚霞条件为阳光照射到云的底部，所以需要［日落时刻］［日落方向］大约2AB的距离的地方的上空没有云。
也就是：
需要2*√（（6371+云高度）^2-6371^2）远的距离没云（单位km）
如果精细点用弧度算法其实也差不多：
2*（arccos(6371/(6371+云高度))／360）*（6371*2π）
当然还要考虑山的影响、大气折射影响，很多因素，所以只做粗略计算。
大致结果为：
6km高云形成晚霞需要云的边界线在日落方向500km以内
3km中云形成晚霞需要云的边界线在日落方向360km以内
2km低云形成晚霞需要云的边界线在日落方向300km以内
ps：
1、地面要有光（例如彩虹时刻），距离需要减半。
2、所在地到云边界距离之间有更低的云高度用更低的云高度计算。
3、所在地到云边界距离之间无云不影响，有雨等能见度低情况会直接影响。
4、云边界安全距离外要求无云，无云包括无薄高云。
晚霞第二定律：晚霞时间定律
晚霞第二定律用于解决不同云高度下，最长可以产生多长时间晚霞的问题。
日落前后，我们看到晚霞从东烧到西，
可以烧的范围＝可以看到云的边界距离＊2（东侧天空与西侧天空）
而可以看到云的边界距离AB正好是之前算过的（上一篇推送中的可以出晚霞的边界距离要求）。
所以可以烧的范围：
L1（单位km）＝2*（arccos(6371/(6371+云高度))／360）*（6371*2π）
这个范围所烧的时间（单位分钟）：
T2=L1/（6371*2π）*24*60／sin x
ps：x为正午太阳高度角。
当然，因为太阳照射的是一个范围，所以某一点烧的时间也是有一定持续性。
Z总＝所见范围云烧的时间T2＋某一点所烧的持续时间T1。
T1=[arccos(6371/(6371+h))/360]*24*60／sin x
ps：其中h为云层高度（单位km）
看不懂上面的没关系，看懂下面算出来的结果就好了，
注意：因为不同地区不同日期正午高度角不同，所以没有带入计算。下面结果需要除以sin x才是真实结果。
可以看到T1时间很短，也就是说，晚霞鼎盛时刻一般不到十分钟，想看更长时间晚霞怎么办，去高纬度地区，拥有超长日落。
正午太阳高度角计算公式：h=90°-|φ-δ|
太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）以δ表示，观测地地理纬度用φ表示（太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正，南纬为负）。
以北京夏至为例：
北京为北纬40度，6月22日,夏至日,太阳直射点位于23.5°N,北京当地纬度为40°N,处于同一半球.
得：h=90°-|40°-23.5°|=90°-16.5°=73.5°.
因为不同纬度不同日期的正午太阳角度是不同的，所以具体数值需要根据当地纬度和日期所计算。
晚霞第三定律：云洞大小定律
云洞大小定律可以用来判断日落方向上、安全云边界距离外、不完全开阔的情况下，多大的云洞可以产生多长时间的晚霞问题。
日落实际是地球自转的过程，如果需要z分钟火烧云，就需要让地球自转z分钟下，太阳照射云底部范围变化的距离没云。
也就是在第一定律的安全距离外、日落的方向上，
还需要云洞大小Q km＝(晚霞时间Zmin/1440min)*40076 km
ps：40076km为地球周长，1440min为一天的分钟数（24h*60min）
大致算来，烧10分钟就需要278km云洞，所以如果只是看到个小云洞，就不要太期待啥晚霞了。该公式中，还可以通过测量云洞大小来计算晚霞时长。
以上即为晚霞预报三定律全部内容，
如果理论有漏洞欢迎指出
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