Cara Menghitung Ketinggian Matahari

Anda mungkin pernah mendengar dalam perjalanan Anda bahwa pada siang hari, matahari "tepat di atas kepala" di langit. Kecuali Anda kebetulan berada di atau di utara Lingkaran Arktik, secara teknis hal ini tidak pernah terjadi. Tidak hanya itu, kecuali Anda tinggal di ekuator Bumi, posisi tertinggi di atas cakrawala mencapai setiap hari–yaitu, ketinggian matahari–sedikit berbeda dari hari ke hari sepanjang tahun.

Ketinggian matahari dalam derajat tergantung pada dua faktor: jarak Anda dari khatulistiwa dan tanggal.

Lintang Anda adalah angka antara 0 derajat (jika Anda tinggal di khatulistiwa) dan 90 derajat (jika Anda tinggal di kutub Utara atau Selatan). Kebanyakan orang di Amerika Serikat berada antara 25 derajat lintang utara dan 45 derajat lintang utara. Karena keliling bumi adalah sekitar 25.000 mil dan ada 360 derajat dalam lingkaran, setiap derajat garis lintang bekerja sedikit kurang dari 70 mil.

Jika Anda tidak mengetahui garis lintang Anda, kunjungi Pencari Garis Lintang/Bujur NASA (lihat Sumberdaya) dan masukkan lokasi Anda. Misalnya, Boston, Massachusetts, AS berada di 42,36 derajat lintang utara.

Bumi miring 23,5 derajat dari garis tegak lurus bidang rotasinya, seperti gasing berputar yang mulai goyah. Inilah yang menyebabkan terjadinya musim, dan juga menjadi alasan mengapa ketinggian tertinggi matahari berbeda-beda. Pada sekitar 22 atau 23 Maret dan lagi pada sekitar 22 atau 23 September, Bumi melewati titik balik -- bahasa Latin untuk "sama malam." Pada dua hari ini, Bumi mendapat 12 jam atau terang dan 12 jam kegelapan, dan matahari naik ke ketinggian sama dengan:

dalam derajat di atas cakrawala. Dalam kasus Boston, maka, ini adalah:

47,64 derajat di atas cakrawala, yang hanya setengah jalan ke puncak (titik tepat di atas kepala).

Dimulai pada titik balik musim semi di belahan bumi utara pada 22 atau 23 Maret, hari pertama musim semi, jumlahnya waktu yang dihabiskan Bumi dalam cahaya terus meningkat, dan matahari masing-masing naik ke titik yang lebih tinggi hari. Setelah tiga bulan, pada tanggal 22 Juni atau lebih, titik balik matahari musim panas, hari pertama musim panas dan apa yang disebut "hari terpanjang dalam setahun", tiba. Karena kemiringan 23,5 derajat yang disebutkan di atas, matahari pada siang hari di Boston sekarang:

71,14 derajat di atas cakrawala. Ini adalah sekitar 80 persen perjalanan dari cakrawala ke puncak.

Enam bulan kemudian, pada 22 atau 23 Desember, ekuinoks musim gugur telah datang dan pergi dan titik balik matahari musim dingin tiba. Pada hari ini, hari pertama musim dingin dan apa yang disebut "hari terpendek dalam setahun", situasi dari musim panas terbalik, dan matahari hanya mencapai ketinggian:

24,1 derajat. Ini hanya lebih dari seperempat jarak dari cakrawala ke puncak.

Variasi karena kemiringan bumi disebut deklinasi. Ini adalah angka positif di musim semi dan musim panas dan angka negatif di musim gugur dan musim dingin, bervariasi antara nilai 23,5 dan -23,5 derajat.

Persamaan untuk menghitung ketinggian di atas cakrawala pada hari tertentu adalah:

Dalam contoh awal kami, pada ekuinoks,Dadalah nol dan karena itu tidak dimasukkan secara eksplisit.

Untuk menentukan deklinasi hari ini dan ketinggian matahari, Anda dapat menggunakan Kalkulator Surya NOAA atau Kalkulator Kiesan, keduanya online. Jika Anda tidak memiliki akses ke salah satu dari ini, Anda dapat membuat tebakan yang layak selama Anda mengetahui tanggal dan perkiraan garis lintang Anda. Misalnya, jika awal Mei dan Anda berada di Miami, Florida, Anda tahu bahwa deklinasi matahari sekitar setengah antara 0 dan 23,5 karena musim semi telah berakhir, dan garis lintang Anda sekitar 25 derajat. Oleh karena itu, Anda dapat memperkirakan bahwa matahari akan naik ke ketinggian sekitar: