지구는 서쪽에서 동쪽으로 자전하기 때문에 해와 달과 별 같은 천체는 동쪽에서 떠서 서쪽으로 진다.
그리고 지구 표면에서 밤낮의 경계선도 동쪽에서 서쪽으로 이동하게 된다.
우리가 인천공항에서 1월 1일 16시에 떠나는 비행기를 타고 미국 LA로 간다고 하자.
이 비행기는 동쪽으로 날기 때문에 서쪽으로 이동하는 밤낮의 경계선과 곧 마주치게 된다.
따라서 인천공항을 떠난 승객은 생각보다 빨리 밤을 맞이하게 된다.
밖이 깜깜한데도 스튜어디스들은 창문을 닫으라고 할 것이다.
왜냐하면 밤이 대여섯 시간밖에 안 돼 밖이 금방 다시 밝아지기 때문이다.
이 비행기가 11시간의 비행 끝에 우리나라 시간으로 다음날 1월 2일 03시 LA에 도착한다고 하자.
우리나라 시간보다 17시간 느린 미국 태평양 시간으로는 1월 1일 오전 10시, 대낮인 것이다!
이것으로부터 밤낮의 경계선 이동속도가 비행기 속도만큼 빠르다는 사실을 깨닫게 된다.
비행기 속도는 시속 1,000km 정도인데 이는 대략 초속 300m에 해당된다.
밤낮의 경계선 이동속도는 사실 이것보다 더 빠르다.
간단히 계산해보자.
지구는 하루에 한 바퀴 자전하니까 적도지방에서 밤낮의 경계선 이동속도는 지구의 둘레 약 40,000km를 하루 24시간 = 86,400초로 나눈 값, 초속 500m나 된다.
위 예에서 미국도착 날짜가 여전히 1월 1일인 까닭은 비행기가 날짜변경선을 서쪽에서 동쪽으로 건너가 하루를 뺐기 때문이다.
그래서 마치 타임머신을 탄 것처럼 인천공항을 1월 1일 16시에 떠나 LA 공항에 ‘과거’인 1월 1일 10시에 도착하게 된다.
반대로 미국에서 우리나라로 오는 경우에는 하루를 통째로 잃어버린다.
그리고 비행기와 밤낮의 경계선이 같이 서쪽으로 이동하기 때문에 낮 또는 밤의 길이가 20시간 가까이 늘어나는 현상을 목격하게 된다.
지구 표면에서 밤낮의 경계선도 동쪽에서 서쪽으로 이동하기 때문에 동쪽일수록 천체가 먼저 뜨게 된다.
우리나라에서 2014년 1월 1일 일출을 가장 먼저 볼 수 있는 곳은 당연히 독도다.
독도의 일출시각은 정확히 오전 7시 26분 23초다.
그런데 지구의 자전축이 공전궤도면에 대해 23.5도 기울어져 있기 때문에 밤낮의 경계선은 계절에 따라 변한다.
겨울에는 그림에서 보는 바와 같이 해가 남회귀선 근처를 수직으로 비추기 때문에 밤낮의 경계선은 지표면에서 북북동 방향과 남남서 방향을 잇는 선이 된다.
▲ 우리나라 겨울철 밤낮의 경계선. 지구는 수평방향 오른쪽으로 자전하고 있음에 유의하면 남극지방은 하루 종일 낮이라는 사실도 알 수 있다.
그래서 도서지역을 제외하면 가장 동쪽에 있는 포항 지역보다 울산 지역 일출이 조금 더 빠르다.
울산 간절곶과 방어진의 2014년 1월 1일 일출시각은 전국에서 가장 빠른 7시 31분 23초다.
참고로 서울의 일출시각은 7시 46분 46초다.
일출시각이 초 단위까지 나오는 이유는 아래 그림처럼 해의 윗부분이 지평선(또는 수평선)에 닿는 순간을 일출로 정의하기 때문이다.
마찬가지로 일몰시각이란 해의 윗부분이 수평선(지평선) 아래로 사라지는 순간으로 정의된다.
따라서 지형이나 고도에 따라 실제 시각은 조금씩 달라진다.
