Du har måske hørt på dine rejser, at solen ved middagstid er "direkte over hovedet" på himlen. Medmindre du tilfældigvis befinder dig ved eller nord for polarcirklen, er det teknisk aldrig tilfældet. Ikke kun det, men medmindre du bor ved Jordens ækvator, når den højeste position over horisonten hver dag–det vil sige solens højde–varierer lidt fra dag til dag i løbet af året.
Solens højde i grader afhænger af to faktorer: din afstand fra ækvator og datoen.
Trin 1: Bliv beliggende
Din breddegrad er et tal mellem 0 grader (hvis du bor ved ækvator) og 90 grader (hvis du bor på nord- eller sydpolen). De fleste mennesker i De Forenede Stater ligger mellem 25 grader nordlig bredde og 45 grader nordlig bredde. Fordi jordens omkreds er omkring 25.000 miles, og der er 360 grader i en cirkel, fungerer hver breddegrad til lidt mindre end 70 miles.
Hvis du ikke kender din breddegrad, skal du besøge NASA Latitude / Longitude Finder (se Ressourcer) og indtaste din placering. For eksempel ligger Boston, Massachusetts, USA på 42,36 grader nordlig bredde.
Trin 2: Bestem solens jævndøgnshøjde
Jorden er vippet 23,5 grader fra en linje, der er vinkelret på dens rotationsplan, som en snurrende top, der er begyndt at vakle. Dette er årsagen til årstiderne, og det er også årsagen til, at solens højeste højde varierer. Omkring 22. eller 23. marts og igen omkring 22. eller 23. september passerer Jorden gennem en equinox - latin for "lige nat. "På disse to dage får Jorden 12 timer eller lys og 12 timers mørke, og solen klatrer til en højde svarende til:
\ tekst {højde} = 90-L
i grader over horisonten. I tilfælde af Boston er dette således:
\ tekst {højde} = 90-42.36 = 47.64
47,64 grader over horisonten, hvilket er lidt over halvvejs til zenith (punktet direkte over hovedet).
Trin 3. Bestem solens solhøjde
Begyndende på vårjævndøgn på den nordlige halvkugle den 22. eller 23. marts, den første forårsdag, beløbet af tid Jorden tilbringer i lys fortsætter med at stige, og solen klatrer til et gradvist højere punkt hver dag. Efter tre måneder, den 22. juni, ankommer sommersolhverv, den første sommerdag og den såkaldte "årets længste dag". På grund af ovennævnte 23,5-graders hældning er solen ved middagstid i Boston nu:
(90 - 42.36 + 23.5) = 71.14
71,14 grader over horisonten. Dette er omkring 80 procent af vejen fra horisonten til zenitten.
Seks måneder senere, den 22. eller 23. december, er efterårsjævndøgn kommet og gået, og vintersolhverv ankommer. På denne dag, den første vinterdag og den såkaldte "korteste dag i året", er situationen fra sommeren vendt, og solen når kun en højde på:
(90 - 42.36 - 23.5) = 24.1
24,1 grader. Dette er lidt over en fjerdedel af afstanden fra horisonten til zenitten.
Trin 4: Faktor i deklinationen i dag
Variationen på grund af jordens hældning kaldes deklination. Det er et positivt tal om foråret og sommeren og et negativt tal om efteråret og vinteren, der varierer mellem værdierne 23,5 og -23,5 grader.
Ligningen til beregning af højden over horisonten på en given dag er:
\ tekst {højde} = 90-L + D.
I vores indledende eksempler på equinoxes,Dvar nul og blev derfor ikke eksplicit inkluderet.
For at bestemme deklinationen for i dag og solens højde kan du bruge NOAA Solar Calculator eller Kiesan Calculator, begge online. Hvis du ikke har adgang til en af disse, kan du komme med et anstændigt gæt, så længe du kender datoen og din omtrentlige breddegrad. For eksempel, hvis det er begyndelsen af maj, og du er i Miami, Florida, ved du, at solens deklination er omkring halvvejs mellem 0 og 23,5, fordi foråret er halvt over, og din breddegrad er omkring 25 grader. Derfor kan du estimere, at solen vil stige til en højde på ca.
(90 - 25 + 11,5) = 76,5 \ tekst {grader}