Benarkah Panjang Siang dan Malam Sama-Sama 12 Jam Ketika Ekuinoks? Mengenal “Ekuiluks” Lebih Dekat

Oleh Andi Pangerang
23 September 2021

Halo, Sahabat Antariksa semua! Hari ini adalah Ekuinoks September dengan puncaknya terjadi pukul 02.20.53 WIB / 03.20.53 WITA / 04.20.53 WIT. Secara singkat, Ekuinoks adalah fenomena astronomis ketika lintasan semu harian Matahari berimpit dengan garis katulistiwa. Hal ini menyebabkan Bumi akan tegak, tidak ada belahan Bumi tertentu yang condong ke Matahari, sehingga garis batas siang-malam (terminator) berimpit dengan garis bujur/meridian geografis Bumi. Dari kondisi inilah, muncul miskonsepsi mengenai ekuinoks, yakni durasi siang dan malam yang sama panjang yakni 12 jam. Tetapi, apakah ketika ekuinoks, durasi siang dan malam benar-benar sama panjang?

Durasi siang adalah selang waktu yang dihitung sejak terbit Matahari hingga terbenam Matahari. Sedangkan, durasi malam adalah selang waktu yang dihitung sejak terbenam Matahari hingga terbit Matahari. Dikarenakan pembiasan atmosfer, ufuk/cakrawala tampak akan lebih rendah dibandingkan dengan ufuk/cakrawala sejati, sehingga waktu terbit Matahari akan lebih cepat dibandingkan jika tanpa pembiasan atmosfer dan waktu terbenam Matahari akan lebih lambat dibandingkan jika tanpa pembiasan atmosfer. Untuk daerah katulistiwa, selisih waktu terbit/terbenam antara dengan dan tanpa pembiasan atmosfer sebesar 2 menit. Hal ini karena faktor pembiasan atmosfer saat di ufuk sebesar 34 menit busur.

Hari ini, durasi siang di Indonesia bervariasi antara 12 jam 6 menit 40 detik hingga 12 jam 6 menit 42 detik. Untuk menghitung durasi siang, dapat menggunakan rumus berikut:

sin (½t) = sin h / cos b ... (pers. 1)

Dimana :
t = durasi siang (derajat, 1° = 4 menit)
h = ketinggian Matahari ketika terbit/terbenam, h = -0°50′
b = lintang geografis pengamat (derajat)

Rumus ini diturunkan dari persamaan transformasi koordinat bola langit dari ekuatorial (sudut waktu dan deklinasi) ke horizon (ketinggian dan azimut):

sin h = sin b sin d + cos b cos d cos t ... (pers. 2)

Dimana :
h = ketinggian Matahari ketika terbit/terbenam, h = -0°50′
t = sudut waktu (derajat, 1° = 4 menit)
d = deklinasi Matahari (derajat)
b = lintang geografis pengamat (derajat)

Dengan menganggap d = 0° ketika ekuinoks dan sudut waktu ketika terbit/terbenam Matahari = separo panjang siang, maka Persamaan 2 berubah menjadi Persamaan 1.

Misalkan b = -6°53′

Maka,
sin (½t) = sin h / cos b = sin (-0°50′) / cos (-6°53′) = -0,01464948755
½t = sin?¹ (-0,01464948755) = 90°50′22″ = 6 jam 3 menit 21 detik
t = 12 jam 6 menit 42 detik

Dengan menggunakan Persamaan 1, durasi siang ketika ekuinoks dapat ditabelkan sebagai berikut:

Tabel 1. Durasi Siang Ketika Ekuinoks untuk Lintang Tertentu

Lintang

Durasi Siang

Lintang

Durasi Siang

12 jam 06 menit 40 detik

35° LU/LS

12 jam 08 menit 08 detik

5° LU/LS

12 jam 06 menit 42 detik

40° LU/LS

12 jam 08 menit 42 detik

10° LU/LS

12 jam 06 menit 46 detik

45° LU/LS

12 jam 09 menit 42 detik

15° LU/LS

12 jam 06 menit 54 detik

50° LU/LS

12 jam 10 menit 22 detik

20° LU/LS

12 jam 07 menit 06 detik

55° LU/LS

12 jam 11 menit 37 detik

25° LU/LS

12 jam 07 menit 21 detik

60° LU/LS

12 jam 13 menit 20 detik

30° LU/LS

12 jam 07 menit 42 detik

65° LU/LS

12 jam 15 menit 47 detik

 

Bahkan, untuk kota paling Utara di dunia, Longyearbyen (Svalbard, Norwegia), durasi siang ketika ekuinoks mencapai 12 jam 32 menit karena terletak di lintang 78°LU. Baik di kutub Utara maupun kutub Selatan, Matahari akan tampak mengitari Bumi di sekitar ufuk/cakrawala ketika Ekuinoks September sebelum akhirnya terbenam selama enam bulan (untuk kutub Utara) ataupun tidak akan pernah terbenam selama enam bulan (untuk kutub Selatan).

Dengan demikian, durasi siang sedikit lebih panjang dibandingkan dengan durasi malam saat ekuinoks dan akan semakin lebih besar perbedaannya ketika mendekati kutub.

Selain karena faktor pembiasan atmosfer, alasan lain mengapa durasi siang dan durasi malam tidak sama panjang ketika ekuinoks adalah dari bagaimana kita mendefinisikan terbit dan terbenam Matahari. Dengan mengabaikan pembiasan atmosfer, jika waktu terbit dan terbenam Matahari didefinisikan sebagai waktu ketika piringan tengah Matahari berimpit dengan ufuk/cakrawala, maka panjang siang dan malam ketika ekuinoks akan tepat 12 jam. Definisi ini dapat disebut juga sebagai separo terbit/terbenam (half rise/set) Akan tetapi,  waktu terbit dan terbenam Matahari yang sesungguhnya adalah waktu ketika piringan atas Matahari tepat menyentuh ufuk. Waktu yang dibutuhkan Matahari untuk terbenam seluruhnya (full set) memerlukan beberapa menit setelah separo terbenam (half set). Demikian juga dengan waktu yang dibutuhkan Matahari sejak tepat akan terbit (beginning rise) hingga separo terbit (half rise). Untuk daerah katulistiwa, ini membutuhkan waktu sekitar satu menit karena separo lebar sudut Matahari sebesar 16 menit busur. Oleh karenanya, durasi siang akan sedikit lebih panjang dibandingkan dengan durasi malam saat ekuinoks.

Meskipun demikian, ada waktu ketika panjang siang tepat sama dengan panjang malam sebesar 12 jam. Kondisi ini disebut juga sebagai ekuiluks. Tanggal terjadinya ekuiluks bergantung dengan lintang geografis pengamat. Ekuiluks dapat terjadi beberapa hari, pekan bahkan beberapa bulan sebelum atau setelah ekuinoks. Untuk menentukan kapan terjadi ekuiluks, dapat menghitung deklinasi Matahari dengan rumus berikut:

sin d = sin h / sin b ... (pers. 3)

Dimana :
d = deklinasi Matahari (derajat)
h = ketinggian Matahari ketika terbit/terbenam, h = -0°50′
b = lintang geografis pengamat (derajat)

Persamaan 3 diturunkan dari Persamaan 2 dengan menganggap separo panjang siang = separo panjang malam = 6 jam = 90°. Dikarenakan cos 90° = 0, maka persamaan 2 menyisakan suku pertama yakni sin h = sin d sin b. Manipulasi persamaan dilakukan agar menjadi bentuk seperti Persamaan 3.

Ekuiluks dapat terjadi ketika solstis, dengan nilai deklinasi Matahari = kemiringan sumbu Bumi (=23°26′). Dikarenakan deklinasi Matahari tidak mungkin melebihi kemiringan sumbu Bumi, maka kita dapat menentukan koordinat mana sajakah yang tidak memungkinkan terjadi ekuiluks. Dengan memasukkan d = ±23°26′ ; maka b = ± 2°05,75′ atau ±2,1°. Sehingga, daerah yang terletak di antara 2,1°LU hingga 2,1°LS tidak akan mengalami ekuiluks. Rentang koordinat ini memuat di dalamnya lintang 0° atau garis katulistiwa, sehingga garis katulistiwa tidak akan mengalami ekuiluks. Untuk daerah yang terletak tepat di lintang 2,1°LU akan mengalami ekuiluks saat Solstis Desember (21 Desember) sedangkan daerah yang terletak tepat di lintang 2,1°LS akan mengalami ekuiluks saat Solstis Juni (21 Juni)

Dengan menggunakan Persamaan 3 ini, kita juga dapat mengetahui ekuiluks tidak dapat terjadi ketika ekuinoks. Hal ini dikarenakan nilai ketinggian Matahari harus bernilai nol agar deklinasi Matahari juga bernilai nol. Dengan kata lain, ekuiluks dapat terjadi ketika ekuinoks jika dan hanya jika Bumi (ataupun planet lainya) tidak memiliki atmosfer (sehingga tidak membuat ufuk tampak lebih rendah dari ufuk sejati karena pembiasan atmosfer), dan Matahari berukuran jauh lebih kecil dibandingkan saat ini secara visual (sehingga tidak memasukkan separo lebar sudut Matahari untuk penentuan waktu terbit/terbenam Matahari).

Dengan menggunakan Persamaan 3, waktu terjadinya ekuiluks dapat ditabelkan sebagai berikut:

Tabel 2. Waktu Terjadinya Ekuiluks untuk Lintang Tertentu

Lintang

Deklinasi

Tanggal

Lintang

Deklinasi

Tanggal

65° LU

-0°55′10″

18 Maret dan 25 September

65° LS

+0°55′10″

23 Maret dan 20 September

60° LU

-0°57′44″

18 Maret dan 25 September

60° LS

+0°57′44″

23 Maret dan 20 September

55° LU

-1°01′02″

18 Maret dan 25 September

55° LS

+1°01′02″

23 Maret dan 20 September

50° LU

-1°05′16″

17 Maret dan 25 September

50° LS

+1°05′16″

23 Maret dan 20 September

45° LU

-1°10′43″

17 Maret dan 26 September

45° LS

+1°10′43″

23 Maret dan 20 September

40° LU

-1°17′47″

17 Maret dan 26 September

40° LS

+1°17′47″

23 Maret dan 19 September

35° LU

-1°27′11″

17 Maret dan 26 September

35° LS

+1°27′11″

24 Maret dan 19 September

30° LU

-1°40′01″

16 Maret dan 27 September

30° LS

+1°40′01″

24 Maret dan 18 September

25° LU

-1°58′20″

15 Maret dan 28 September

25° LS

+1°58′20″

25 Maret dan 18 September

20° LU

-2°26′14″

14 Maret dan 29 September

20° LS

+2°26′14″

26 Maret dan 16 September

15° LU

-3°13′17″

12 Maret dan 1 Oktober

15° LS

+3°13′17″

28 Maret dan 14 September

10° LU

-4°48′16″

8 Maret dan 5 Oktober

10° LS

+4°48′16″

1 April dan 10 September

9° LU

-5°20′04″

7 Maret dan 6 Oktober

9° LS

+5°20′04″

3 April dan 9 September

8° LU

-5°59′55″

5 Maret dan 8 Oktober

8° LS

+5°59′55″

5 April 7 September

7° LU

-6°51′14″

3 Maret dan 10 Oktober

7° LS

+6°51′14″

7 April dan 5 September

6° LU

-7°59′53″

28 Februari dan 13 Oktober

6° LS

+7°59′53″

10 April dan 2 September

5° LU

-9°36′22″

23 Februari dan 18 Oktober

5° LS

+9°36′22″

14 April dan 28 Agustus

4° LU

-12°02′03″

17 Februari dan 25 Oktober

4° LS

+12°02′03″

21 April dan 21 Agustus

3° LU

-16°08′05″

4 Februari dan 6 November

3° LS

+16°08′05″

4 Mei dan 8 Agustus

 

Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa:

  1. Ketika Ekuinoks, durasi siang lebih panjang dibandingkan dengan durasi malam.
  2. Ekuiluks terjadi beberapa hari, pekan bahkan beberapa bulan sebelum atau sesudah Ekuinoks.
  3. Garis katulistiwa dan daerah yang terletak di antara 2,1°LU hingga 2,1°LS tidak akan mengalami ekuiluks. tidak mengalami Ekuiluks.
  4. Ekuiluks tidak mungkin terjadi ketika Ekuinoks.

Demikian penjelasan mengenai Ekuinoks dan Ekuiluks. Semoga bermanfaat bagi Sahabat Antariksa semua. Salam Antariksa!

Comments