春分真的是日夜一樣長嗎？

春分時太陽光直射赤道，日出時太陽會從正東方升起，日落時會從正西方落下，教科書上說，白天和黑夜的時間會一樣長，但是真的是這樣子嗎？

春分時的衛星影像，右側半球被太陽照亮是白天，左側半球則是黑夜。影像來源：NOAA/NASA GOES Project

查一下2018年天文年鑑，春分這一天（2018/3/21），台北日出的時間是5:57，日落的時間是18:05，白天的時間是12小時08分，比12小時多了8分，算起來白天的時間比夜晚還多16分鐘！不只是台北，台中、台南、高雄白天的時間都比黑夜長。為什麼天文年鑑和教科書說的不一樣呢？

造成春分日夜不等長的原因有兩個。第一，天文年鑑上的日出時間是指太陽頂端冒出地平線的那一刻，而日落是指太陽完全落下地平線的時間，如果要算白天和黑夜的時間，應該要從太陽中心位在地平線時算起。從太陽的最上緣到中心，時間大約是1分多鐘，日出和日落只差了2分多，這還無法解釋8分鐘的差距。

另外一個原因是大氣折射。太陽在靠近地平線時，受到大氣折射影響，太陽看起來的位置和實際上的位置會有些不同。當我們看見夕陽靠近地平線時，實際上的太陽已經落到地平線下了；而當我們看見日出時，實際上的太陽還在地平線下，我們看見的是被大氣層折射後的太陽。所以實際上的太陽還沒升上地平線，我們就已經看見日出；太陽實際上已經落到地平線以下，我們還沒看見日落。地球的大氣讓太陽出現在地平線上的時間變長，這造成春分時白天比黑夜長的原因。

當我們看見日落時，其實太陽早就已經在地平線下了，我們看見的是被大氣折射後的太陽！

如果不考慮大氣折射，而且以太陽中心在地平線的位置當作日出和日落的時刻，春分這天的日出和日落時間分別是6:01和18:01，所以日夜還是等長的！