Fenomena peralihan malam menuju siang akibat rotasi Bumi dikenal dengan
sebutan waktu fajar. Pengamatan fenomena fajar berarti mengamati perubahan
kecerahan langit dari gelap menuju terang. Waktu fajar berawal saat posisi
Matahari masih di bawah ufuk namun cahayanya mulai dihamburkan oleh
atmosfer Bumi bagian atas dan bergerak semakin terang hingga terbit. Sejak lama
manusia telah mengamati dan berupaya memahami sifat dan perilaku proses fajar
terutama berkaitan dengan posisi Matahari dan pengaruh atmosfer Bumi yang
kompleks. Penetapan posisi atau besar sudut depresi Matahari saat awal fajar
diperlukan dalam kepentingan praktis menentukan waktu ibadah salat Subuh.
Menentukan waktu fajar dilakukan dengan mengamati perubahan kecerahan langit
yang secara akurat menggunakan alat bantu pengukur cahaya berupa fotometer,
yaitu Sky Quality Meter (SQM). Pengamatan dilakukan di lima lokasi berbeda
untuk mendapatkan nilai kecerahan langit dengan ketinggian dan tingkat polusi
cahaya yang bervariasi, yaitu di Imah Noong-Lembang, pantai Tayu-Pati,
dermaga Branta-Madura, desa Pengkol-Pasuruan dan Observatorium e-Maya-
Subang. Pantai Tayu merepresentasikan daerah bebas polusi cahaya sementara
dermaga Branta adalah daerah yang mendapat banyak pengaruh dari lampu kapal
nelayan. Imah Noong, Pasuruan dan Observatorium e-Maya merupakan daerah
pinggiran kota yang mendapat pengaruh penerangan dari pemukiman. Kecerahan
langit diukur dengan interval waktu per 1 dan 10 detik pada hari tertentu dengan
memperhatikan kondisi cuaca dan fase Bulan. Pengolahan data dalam menentukan
nilai perubahan kecerahan langit menggunakan metode gradien (slope) atau
perubahan kecerahan langit terhadap waktu, rerata nilai beda kecerahan langit
pada rentang waktu tertentu (moving average) dan aproksimasi kurva (curve
fitting). Hal ini ditujukan untuk memperoleh hasil yang akurat dan mendapatkan
metode yang konsisten sehingga dapat digunakan dalam pengolahan data
pengamatan kecerahan langit fajar berikutnya. Hasil yang diperoleh menggunakan
serangkaian metode tersebut menunjukkan konsistensi waktu indikasi kemunculan
cahaya fajar di setiap lokasi. Adapun rata-rata waktu kemunculan cahaya fajar
berdasar data 3? di Imah Noong pada pukul 4:53 WIB atau saat sudut depresi
Matahari sebesar -16,40°, kemudian berturut-turut di pantai Tayu pukul 4:14
WIB; -20,94°, dermaga Branta pukul 4:40 WIB; -14,39°, desa Pengkol pukul 4:36
WIB; -16,21° dan Observatorium e-Maya pukul 4:52 WIB; -16,40°.