Synvilla med platt sol vid horisonten

När solen (och även månen) ligger mycket nära horisonten är den lite tillplattad: diametern blir mindre på höjden än bredden. Vad beror detta fenomen på?

/Gösta Palmström, Vänersborg

Fenomenet med en något tillplattad sol nära horisonten uppkommer på grund av atmosfärens så kallade refraktion. Refraktion är den brytning av en ljusstråle (eller annan vågrörelse) som sker då den passerar gränsen mellan två medier med olika brytningsindex/täthet. Detta märks exempelvis tydligt då ljus från ett föremål under vatten träffar en observatörs öga en bit ovanför vattenytan – det är därför roddbåtens åra ser ut att vara krökt precis vid vattenytan.

När ljus går genom atmosfären passeras ingen skarp gräns men atmosfärens täthet ökar successivt ner mot jordytan, vilket ger samma effekt.

När ljusstrålar passerar med vinkelrätt infall mot en vattenyta så är refraktionen noll. På samma sätt är refraktionen i atmosfären noll när solen står i zenit. Ju lägre solen står på himlen desto starkare blir refraktionen och desto större blir också skillnaden i refraktion för en liten vinkelskillnad – till exempel skillnaden mellan solens över- och underkant. Exakt hur stor refraktionen blir bestäms av atmosfärens aktuella tryck och temperatur. Ett genomsnittligt värde på refraktionen vid horisonten är cirka 0,57°.

Refraktionen gör så att solen skenbart lyfts till en något högre vinkel. När vi observerar hela solen just över horisonten så är den i själva verket just under horisonten rent geometriskt vid normalrefraktion.

Eftersom refraktionen ökar snabbare ju lägre solen står, så blir skillnaden i refraktion mellan solens övre och undre rand störst nära horisonten. För solens undre rand är refraktionen