Wschód i zachód słońca

Jestem trochę romantyczny, uwielbiam zabierać moją żonę, aby zobaczyć wschody i zachody słońca w miejscu, w którym się znajdujemy. Na potrzeby tego ćwiczenia powiedzmy, że nie mam kodu, który mógłby mi wskazać godzinę zachodu lub wschodu słońca dla dowolnej daty, szerokości i długości geograficznej, w której się znajdę.

Twoim zadaniem, programistom, jest wygenerowanie możliwie najmniejszego kodu, który przyjmuje szerokość dziesiętną i długość geograficzną (przyjmowane w stopniach N i W, więc stopnie S i E będą przyjmowane jako negatywy) i datę w formacie RRRR-MM-DD ( od 1 stycznia 2000 roku) i wypluje dwa razy w formacie 24-godzinnym dla wschodu i zachodu słońca.

np. na dzisiaj w Sydney w Australii

riseset -33.87 -151.2 2013-12-27

05:45 20:09

Bonusy: -100, jeśli można uwzględnić wzniesienie -100, jeśli można uwzględnić oszczędności w świetle dziennym

Kod MUSI wypluć czasy w odpowiedniej strefie czasowej określonej na wejściu w oparciu o szerokość i długość geograficzną LUB we własnej strefie czasowej komputera klienta.

Spędziłem sporo czasu pisząc to:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

from math import *


class RiseSet(object):

    __ZENITH = {'official': 90.833,
                'civil': '96',
                'nautical': '102',
                'astronomical': '108'}

    def __init__(self, day, month, year, latitude, longitude, daylight=False,
                 elevation=840, zenith='official'):
        ''' elevation is set to 840 (m) because that is the mean height of land above the sea level '''

        if abs(latitude) > 63.572375290155:
            raise ValueError('Invalid latitude: {0}.'.format(latitude))

        if zenith not in self.__ZENITH:
            raise ValueError('Invalid zenith value, must be one of {0}.'.format
                            (self.__ZENITH.keys()))

        self.day = day
        self.month = month
        self.year = year
        self.latitude = latitude
        self.longitude = longitude
        self.daylight = daylight
        self.elevation = elevation
        self.zenith = zenith

    def getZenith(self):
        return cos(radians(self.__ZENITH[self.zenith]))

    def dayOfTheYear(self):
        n0 = floor(275*self.month/9)
        n1 = floor((self.month + 9) / 12)
        n2 = (1 + floor((self.year - 4*floor(self.year/4) + 2) / 3))
        return n0 - (n1*n2) + self.day - 30

    def approxTime(self):
        sunrise = self.dayOfTheYear() + ((6 - (self.longitude/15.0)) / 24)
        sunset = self.dayOfTheYear() + ((18 - (self.longitude/15.0)) / 24)
        return (sunrise, sunset)

    def sunMeanAnomaly(self):
        sunrise = (0.9856 * self.approxTime()[0]) - 3.289
        sunset = (0.9856 * self.approxTime()[1]) - 3.289
        return (sunrise, sunset)

    def sunTrueLongitude(self):
        sma = self.sunMeanAnomaly()
        sunrise = sma[0] + (1.916*sin(radians(sma[0]))) + \
                  (0.020*sin(radians(2*sma[0]))) + 282.634

        if sunrise < 0:
            sunrise += 360
        if sunrise > 360:
            sunrise -= 360

        sunset = sma[1] + (1.916*sin(radians(sma[1]))) + \
                 (0.020*sin(radians(2*sma[1]))) + 282.634

        if sunset <= 0:
            sunset += 360
        if sunset > 360:
            sunset -= 360

        return (sunrise, sunset)

    def sunRightAscension(self):
        stl = self.sunTrueLongitude()
        sunrise = atan(radians(0.91764*tan(radians(stl[0]))))

        if sunrise <= 0:
            sunrise += 360
        if sunrise > 360:
            sunrise -= 360

        sunset = atan(radians(0.91764*tan(radians(stl[1]))))

        if sunset <= 0:
            sunset += 360
        if sunset > 360:
            sunset -= 360

        sunrise_stl_q = (floor(stl[0]/90)) * 90
        sunrise_ra_q = (floor(sunrise/90)) * 90
        sunrise = sunrise + (sunrise_stl_q - sunrise_ra_q)
        sunrise = sunrise/15.0

        sunset_stl_q = (floor(stl[1]/90)) * 90
        sunset_ra_q = (floor(sunset/90)) * 90
        sunset = sunrise + (sunset_stl_q - sunset_ra_q)
        sunset /= 15.0

        return (sunrise, sunset)

    def sunDeclination(self):
        sunrise_sin_dec = 0.39782 * sin(radians(self.sunTrueLongitude()[0]))
        sunrise_cos_dec = cos(radians(asin(radians(sunrise_sin_dec))))

        sunset_sin_dec = 0.39782 * sin(radians(self.sunTrueLongitude()[1]))
        sunset_cos_dec = cos(radians(asin(radians(sunrise_sin_dec))))

        return (sunrise_sin_dec, sunrise_cos_dec,
                sunset_sin_dec, sunset_cos_dec)

    def sunHourAngle(self):
        sd = self.sunDeclination()
        sunrise_cos_h = (cos(radians(self.getZenith())) - (sd[0]* \
                         sin(radians(self.latitude))) / (sd[1]* \
                         cos(radians(self.latitude))))
        if sunrise_cos_h > 1:
            raise Exception('The sun never rises on this location.')

        sunset_cos_h = (cos(radians(self.getZenith())) - (sd[2]* \
                         sin(radians(self.latitude))) / (sd[3]* \
                         cos(radians(self.latitude))))
        if sunset_cos_h < -1:
            raise Exception('The sun never sets on this location.')

        sunrise = 360 - acos(radians(sunrise_cos_h))
        sunrise /= 15.0

        sunset = acos(radians(sunrise_cos_h))
        sunset /= 15.0

        return (sunrise, sunset)

    def localMeanTime(self):
        sunrise = self.sunHourAngle()[0] + self.sunRightAscension()[0] - \
                 (0.06571*self.approxTime()[0]) - 6.622
        sunset = self.sunHourAngle()[1] + self.sunRightAscension()[1] - \
                 (0.06571*self.approxTime()[1]) - 6.622
        return (sunrise, sunset)

    def convertToUTC(self):
        sunrise = self.localMeanTime()[0] - (self.longitude/15.0)

        if sunrise <= 0:
            sunrise += 24
        if sunrise > 24:
            sunrise -= 24

        sunset = self.localMeanTime()[1] - (self.longitude/15.0)

        if sunset <= 0:
            sunset += 24
        if sunset > 24:
            sunset -= 24

        return (sunrise, sunset)

    def __str__(self):
        return None

Teraz nie jest jeszcze funkcjonalny (zepsułem kilka obliczeń) - wrócę do niego później (jeśli nadal będę miał odwagę), aby go ukończyć / skomentować .

Kilka ciekawych zasobów, które znalazłem podczas badania tematu:

• Jak obliczyć pozycje planet
• Jak dostosować czas wschodu i zachodu słońca do wysokości?
• Jak przekonwertować liczbę dziesiętną na liczbę szesnastkową
• Kiedy właściwe wstąpienie średniego słońca 0?
• Jak czasy wschodu i zachodu słońca zmieniają się wraz z wysokością?
• Jaka jest maksymalna długość i szerokość geograficzna?
• Obliczanie długości dnia, wschodu / zachodu słońca, zmierzchu i lokalnego południa
• Pozycja Słońca