Võib-olla olete oma reisidel kuulnud, et keskpäeval on päike taevas "otse pea kohal". Kui te ei juhtu polaarjoonest või sellest põhja pool, pole see tehniliselt kunagi nii. Vähe sellest, aga kui te ei ela Maa ekvaatoril, jõuab horisondi kohal kõrgeim positsioon iga päev–see tähendab päikese kõrgus–aasta jooksul on päeviti erinev.
Päikese kõrgus kraadides sõltub kahest tegurist: teie kaugus ekvaatorist ja kuupäev.
1. samm: asuge olukorda
Teie laiuskraad on arv vahemikus 0 kraadi (kui elate ekvaatoril) kuni 90 kraadi (kui elate põhja- või lõunapoolusel). Enamik inimesi on USA-s vahemikus 25 kuni 45 põhjalaiust. Kuna Maa ümbermõõt on umbes 25 000 miili ja ringis on 360 kraadi, töötab iga laiuskraad veidi alla 70 miili.
Kui te ei tea oma laiuskraadi, külastage NASA Latitude / Longitude Finderit (vt Ressursid) ja sisestage oma asukoht. Näiteks USA-s Massachusettsis asuvas Bostonis on põhja laiuskraad 42,36 kraadi.
2. samm: määrake päikese pööripäeva kõrgus
Maa on oma pöörlemistasandiga risti asetsevast joonest 23,5 kraadi kreenis nagu võnkuma hakanud pöörlev tipp. See põhjustab aastaaegu ja on ka põhjus, miks päikese suurim kõrgus varieerub. Umbes 22. või 23. märtsil ja uuesti umbes 22. või 23. septembril läbib Maa pööripäeva - ladina keeles "võrdne" öö. "Nendel kahel päeval saab Maa 12 tundi või valgust ja 12 tundi pimedust ning päike ronib kõrgusele võrdne:
\ text {kõrgus} = 90-L
kraadides üle silmapiiri. Bostoni puhul on see siis järgmine:
\ text {kõrgus} = 90-42,36 = 47,64
47,64 kraadi horisondi kohal, mis on veidi üle poole seniidist (punkt, mis asub otse pea kohal).
3. samm. Määrake päikese pööripäeva kõrgus
Alustades kevadisel pööripäeval põhjapoolkeral 22. või 23. märtsil, kevade esimesel päeval, Maa veedetud aeg valguses kasvab ja päike tõuseb kumbagi järk-järgult kõrgemale punktile päeval. Kolme kuu möödudes, umbes 22. juunil, saabub suvine pööripäev, suve esimene päev ja nn "aasta pikim päev". Eelpool mainitud 23,5-kraadise kalde tõttu on Bostoni keskpäeval päike nüüd:
(90 - 42.36 + 23.5) = 71.14
Silmapiirist 71,14 kraadi. See on umbes 80 protsenti teekonnast silmapiirist seniidini.
Kuus kuud hiljem, 22. või 23. detsembril, on sügisene pööripäev saabunud ja läinud ning saabub talvine pööripäev. Sel päeval, talve esimesel päeval ja niinimetatud "aasta lühimal päeval", on suvest saadav olukord vastupidine ja päike jõuab ainult järgmisele kõrgusele:
(90 - 42.36 - 23.5) = 24.1
24,1 kraadi. See on veidi üle neljandiku kaugusest silmapiirist seniidini.
4. samm: tänase deklinatsiooni tegur
Maa kaldest tulenevat variatsiooni nimetatakse deklinatsiooniks. See on positiivne arv kevadel ja suvel ning negatiivne arv sügisel ja talvel, varieerudes vahemikus 23,5–23,5 kraadi.
Horisondi kohal kõrguse arvutamiseks mis tahes päeval on võrrand järgmine:
\ text {kõrgus} = 90-L + D
Meie esialgsetes näidetes pööripäevade kohtaDoli null ja seetõttu ei olnud seda otseselt kaasatud.
Tänapäeva deklinatsiooni ja päikese kõrguse määramiseks võite kasutada veebi kaudu nii NOAA päikesekalkulaatorit kui ka Kiesani kalkulaatorit. Kui teil puudub juurdepääs ühele neist, võite korraliku oletuse teha, kui teate kuupäeva ja ligikaudset laiuskraadi. Näiteks kui on mai algus ja viibite Floridas Miamis, teate, et päikese deklinatsioon on umbes poolel teel 0–23,5, kuna kevad on poole peal ja laiuskraad on umbes 25 kraadi. Seetõttu võite arvata, et päike tõuseb umbes:
(90–25 + 11,5) = 76,5 \ tekst {kraadi}