Може би сте чували в пътуванията си, че по обяд слънцето е „директно отгоре“ в небето. Освен ако случайно не се намирате на или на север от Полярния кръг, това технически никога не е така. Не само това, но освен ако не живеете на екватора на Земята, най-високата позиция над хоризонта достига всеки ден–тоест надморската височина на слънцето–варира леко от ден на ден през годината.
Надморската височина на слънцето в градуси зависи от два фактора: вашето разстояние от екватора и датата.
Стъпка 1: Разположете се
Вашата географска ширина е число между 0 градуса (ако живеете на екватора) и 90 градуса (ако живеете на северния или южния полюс). Повечето хора в САЩ са между 25 градуса северна ширина и 45 градуса северна ширина. Тъй като обиколката на Земята е около 25 000 мили и има 360 градуса в кръг, всяка степен на географска ширина се развива до малко по-малко от 70 мили.
Ако не знаете вашата географска ширина, посетете търсачката на НАСА за географска ширина / дължина (вж. Ресурси) и въведете местоположението си. Например, Бостън, Масачузетс, САЩ е на 42,36 градуса северна ширина.
Стъпка 2: Определете надморската височина на Слънцето
Земята е наклонена на 23,5 градуса от линия, перпендикулярна на равнината на въртене, подобно на въртящ се връх, който е започнал да се клати. Това е причината за сезоните, а също и причината най-голямата надморска височина на слънцето да варира. На около 22 или 23 март и отново на около 22 или 23 септември Земята преминава през равноденствие - латински за „равен нощта. "През тези два дни Земята получава 12 часа или светлина и 12 часа тъмнина, а слънцето се изкачва на височина равна на:
\ text {надморска височина} = 90-L
в градуси над хоризонта. В случая с Бостън това е:
\ text {надморска височина} = 90-42,36 = 47,64
47,64 градуса над хоризонта, което е малко над половината път до зенита (точката директно над главата).
Стъпка 3. Определете височините на слънцестоене на Слънцето
Започвайки от пролетното равноденствие в северното полукълбо на 22 или 23 март, първия ден на пролетта, сумата от времето, което Земята прекарва в светлина, продължава да се увеличава и слънцето се изкачва до прогресивно по-висока точка всяка ден. След три месеца, на 22 юни или така, пристига лятното слънцестоене, първият ден на лятото и така нареченият „най-дълъг ден в годината“. Поради гореспоменатия наклон от 23,5 градуса, слънцето по обяд в Бостън е сега:
(90 - 42.36 + 23.5) = 71.14
71,14 градуса над хоризонта. Това е около 80 процента от пътя от хоризонта до зенита.
Шест месеца по-късно, на 22 или 23 декември, есенното равноденствие идва и си отива и зимното слънцестоене пристига. На този ден, първия ден от зимата и така наречения "най-кратък ден от годината", ситуацията от лятото е обърната и слънцето достига само надморска височина от:
(90 - 42.36 - 23.5) = 24.1
24,1 градуса. Това е малко над една четвърт от разстоянието от хоризонта до зенита.
Стъпка 4: Фактор в деклинацията за днес
Вариацията поради наклона на Земята се нарича деклинация. Това е положително число през пролетта и лятото и отрицателно число през есента и зимата, вариращо между стойностите от 23,5 и -23,5 градуса.
Уравнението за изчисляване на надморската височина над хоризонта за даден ден е:
\ text {надморска височина} = 90-L + D
В нашите първоначални примери, за равноденствията,дбеше нула и поради това не беше изрично включен.
За да определите деклинацията за днес и височината на слънцето, можете да използвате NOAA Solar Calculator или Kiesan Calculator, и двата онлайн. Ако нямате достъп до един от тях, можете да предположите достойно, стига да знаете датата и приблизителната си географска ширина. Например, ако е началото на май и сте в Маями, Флорида, знаете, че деклинацията на слънцето е около половината между 0 и 23,5, защото пролетта е наполовина, а вашата географска ширина е около 25 градуса. Следователно можете да изчислите, че слънцето ще се изкачи до около кота:
(90 - 25 + 11,5) = 76,5 \ текст {градуса}
