Možná jste na svých cestách slyšeli, že v poledne je slunce „přímo nad hlavou“ na obloze. Pokud náhodou nejste na severním polárním kruhu nebo na severu, technicky tomu tak nikdy není. Nejen to, ale pokud nežijete na rovníku Země, dosahuje nejvyšší pozice nad obzorem každý den–to je sluneční výška–se v průběhu roku mírně mění ze dne na den.
Výška slunce ve stupních závisí na dvou faktorech: vaší vzdálenosti od rovníku a datu.
Krok 1: Získejte situaci
Vaše zeměpisná šířka je číslo mezi 0 stupni (pokud žijete na rovníku) a 90 stupni (pokud žijete na severním nebo jižním pólu). Většina lidí ve Spojených státech je mezi 25 stupni severní šířky a 45 stupni severní šířky. Protože obvod Země je asi 25 000 mil a v kruhu je 360 stupňů, každý stupeň zeměpisné šířky vychází o něco méně než 70 mil.
Pokud neznáte svoji zeměpisnou šířku, navštivte NASA Latitude / Longitude Finder (viz Zdroje) a zadejte svou polohu. Například Boston v Massachusetts v USA leží na 42,36 stupně severní šířky.
Krok 2: Určete sluneční rovnodennost
Země je nakloněna o 23,5 stupňů od přímky kolmé k její rovině otáčení, jako rotující vršek, který se začal kývat. To je příčinou ročních období a je také důvodem, proč se mění nejvyšší nadmořská výška Slunce. Přibližně 22. nebo 23. března a znovu zhruba 22. nebo 23. září prochází Země rovnodenností - latinsky „rovná se“ noc. “V tyto dva dny získá Země 12 hodin světla nebo 12 hodin tmy a slunce vystoupá do nadmořské výšky rovná:
\ text {nadmořská výška} = 90 l
ve stupních nad obzorem. V případě Bostonu je to tedy:
\ text {nadmořská výška} = 90-42,36 = 47,64
47,64 stupňů nad horizontem, což je něco přes polovinu k zenitu (bod přímo nad hlavou).
Krok 3. Určete nadmořské výšky slunovratu
Počínaje jarní rovnodenností na severní polokouli 22. nebo 23. března, první jarní den, množství času, který Země tráví ve světle, stále přibývá a slunce stoupá postupně do každého vyššího bodu den. Po třech měsících, zhruba 22. června, přichází letní slunovrat, první letní den a takzvaný „nejdelší den roku“. Kvůli výše zmíněnému náklonu 23,5 stupňů je nyní v poledne v Bostonu slunce:
(90 - 42.36 + 23.5) = 71.14
71,14 stupňů nad obzorem. To je asi 80 procent cesty od obzoru k zenitu.
O šest měsíců později, 22. nebo 23. prosince, přišla a odešla podzimní rovnodennost a přišel zimní slunovrat. V tento den, první zimní den a takzvaný „nejkratší den v roce“, je situace z léta obrácena a slunce dosahuje pouze výšky:
(90 - 42.36 - 23.5) = 24.1
24,1 stupňů. To je něco přes jednu čtvrtinu vzdálenosti od obzoru k zenitu.
Krok 4: Faktor v dnešní deklinaci
Variace způsobená sklonem Země se nazývá deklinace. Je to kladné číslo na jaře a v létě a záporné číslo na podzim a v zimě, které se pohybuje mezi hodnotami 23,5 a -23,5 stupňů.
Rovnice pro výpočet nadmořské výšky nad horizontem v kterýkoli daný den je:
\ text {nadmořská výška} = 90-L + D
V našich počátečních příkladech, na rovnodennostech,Dbyla nula, a proto nebyla výslovně zahrnuta.
Chcete-li určit deklinaci pro dnešek a nadmořskou výšku slunce, můžete použít solární kalkulačku NOAA nebo kalkulačku Kiesan, obě online. Pokud nemáte přístup k jednomu z nich, můžete provést slušný odhad, pokud znáte datum a přibližnou zeměpisnou šířku. Například pokud je začátek května a jste v Miami na Floridě, víte, že pokles slunce je asi v polovině mezi 0 a 23,5, protože jaro je napůl a vaše zeměpisná šířka je asi 25 stupňů. Proto můžete odhadnout, že slunce vystoupá do nadmořské výšky asi:
(90 - 25 + 11,5) = 76,5 \ text {stupně}