זריחה

זריחה היא הרגע שבו ניצוץ אור ראשון של השמש עולה מעל האופק במזרח. אין לטעות בין זריחה לבין דמדומי השחר שהם (לפי הגדרות משתנות) נקודת הזמן שבה השמים מתחילים להאיר, זמן מה לפני שהשמש עצמה מופיעה. מכיוון שפיזור האור גורם לשמש להיראות גם לאחר שהיא שוקעת באופק וגם לפני זריחתה, הן השקיעה והן הזריחה הן למעשה אשליות אופטיות.

מהלך השמש מערבה נובע מסיבוב כדור הארץ סביב צירו מזרחה. אשליה זו היא כל כך משכנעת שמרבית התרבויות פיתחו מיתולוגיות ודתות סביב המודל הגאוצנטרי. אפקט זה מורגש גם על ידי לוויינים החגים סביב כדור הארץ בעת שהם חוצים בקרבת הקטבים.

מכיוון שהזריחה והשקיעה מחושבים מהרגע שהקצה העליון של השמש מפציע מהאופק בזריחה ועד הרגע שבו הקצה השני נעלם לחלוטין בעת השקיעה, ולא לפי המועד שבו עולה באופק (או יורד) מרכז השמש, הדבר מגדיל במעט את אורכו של היום על חשבון הלילה. בחצי הכדור הצפוני, זריחת השמש המאוחרת ביותר איננה ביום ההיפוך החורפי (היום הקצר בשנה) החל ב-21 בדצמבר, אלא בתחילת ינואר. באופן דומה, זריחת השמש המוקדמת ביותר איננה ב-21 ביוני (יום ההיפוך הקיצי) אלא בתחילת יוני. במשך שבוע או שבועיים המקיפים את שני ההיפוכים, הן הזריחה והן השקיעה מתאחרים מדי יום.

גם בקו המשווה מוזזים הזריחה והשקיעה בכמה דקות קדימה ואחורה במהלך השנה, ביחד עם "הצהריים השמשיים". אפקט זה משורטט על ידי אָנָלֶמה (תרשים בצורת הספרה שמונה המצביע על מיקומה של השמש ברקיע בשעה קבועה בכל יום של השנה).

צבע השמים בעת הזריחה והשקיעה מוסבר באמצעות תופעה המכונה פיזור ריילי.

באמנות ובספרות מסמלת הזריחה תקווה חדשה והתחלה חדשה.

לוחות השנה של מצרים העתיקה, הנוצרים בימי הביניים, וכנראה גם לוח השנה במגילות קומראן, התחילו את היממה בזריחה.

לזריחה כמו גם לשקיעה חשיבות רבה בניווט אסטרונומי. ניתן לחשב את שגיאת המצפן בעזרת חישוב הכיוון האמיתי של הזריחה (אמפליטוד) והשוואתו לכיוון שמראה המצפן, ההבדל שמתקבל הוא שגיאת המצפן. לצורך החישובים דרושים רק דקלינציית השמש באותו רגע, קו הרוחב וטבלה הנקראת טבלת אמפליטודה של השמש.

צבעי הזריחה

צבע השמים, אם בזמן זריחת השמש ואם בצהרי היום, הוא תוצאה של פיזור קרני השמש מחלקיקי החומר המרכיבים את האטמוספירה. פיזור זה נקרא פיזור ריילי, והוא נעשה משמעותי ככל שאורך הגל של הקרינה המתפזרת קצר יותר, כלומר קרניים הנוטות לצבע הכחול יבלטו יותר כאשר מתרחש פיזור ריילי. זוהי הסיבה לצבע הכחול של השמים במשך היום. לעומת זאת, הפיזור של קרני האור הנוטות לאדום (בעלות אורך גל גדול ומשרעת גבוהה), חלש יותר. בזמן זריחת השמש, הדרך שקרני האור צריכות לעבור בתוך אטמוספירה, כדי להגיע לצופה, מתארכת ככל שהזריחה מתקדמת. הקרניים בעלות הסיכוי הגדול ביותר להגיע לצופה ללא פיזור הן הקרניים בעלות אורך גל גדול ולכן צבע הזריחה נוטים לאדום. אורך גל גדול מאפשר לגל האור לעקוף את החלקיקים הרבים הנמצאים בחתך האטמוספירה הגדול הקיים בזמן שקיעה, וכן לעקוף את הגזים והאבק המצטבר על פני כדור הארץ. ככל שיש יותר גזים ואבק על פני כדור הארץ, כך צבעי הזריחה יהיו בגוונים יותר חזקים של אדום, זו גם הסיבה שמעל פני הים צבעי הזריחה בגוונים חזקים יותר של אדום. צבעה האמיתי של השמש לבן, אך בעקבות פיזור ריילי בצפייה מתוך כדור הארץ מתקבל הצבע צהוב. בזמן הזריחה יש פיזור יותר גדול, ולכן השמש נוטה טיפה אל גוני הכתום והאדום.

גם למשרעת יש השפעה על התופעה. ככל שמשרעת גל האור גדולה יותר, כך גוני הצבע יהיו חזקים יותר. למשל, גל אור אדום עם משרעת גדולה יראה כגוון אדום חזק, לעומת גל אור אדום עם משרעת קטנה שיראה גוון אור אדום חלש.