Iespējams, ceļojumos esat dzirdējuši, ka pusdienlaikā saule debesīs atrodas "tieši virs galvas". Ja vien jūs nejauši neatrodaties uz polārā loka vai uz ziemeļiem no tā, tehniski tas tā nekad nav. Ne tikai tas, bet, ja vien jūs nedzīvojat pie Zemes ekvatora, augstākā pozīcija virs horizonta sasniedz katru dienu–tas ir, saules augstums–gada laikā nedaudz mainās katru dienu.
Saules augstums grādos ir atkarīgs no diviem faktoriem: jūsu attāluma no ekvatora un datuma.
1. solis: nokļūstiet situācijā
Jūsu platums ir skaitlis starp 0 grādiem (ja dzīvojat pie ekvatora) un 90 grādiem (ja dzīvojat pie ziemeļu vai dienvidu pola). Lielākā daļa cilvēku Amerikas Savienotajās Valstīs atrodas no 25 līdz 45 grādiem ziemeļu platuma. Tā kā Zemes apkārtmērs ir aptuveni 25 000 jūdzes un aplī ir 360 grādi, katra platuma pakāpe ir nedaudz mazāka par 70 jūdzēm.
Ja nezināt savu platumu, apmeklējiet NASA platuma / garuma meklētāju (skatiet resursus) un ievadiet savu atrašanās vietu. Piemēram, Bostona, Masačūsetsa, ASV atrodas 42,36 grādos ziemeļu platuma grādos.
2. solis: nosakiet Saules ekvinokcijas augstumu
Zeme ir noliekta par 23,5 grādiem no līnijas, kas ir perpendikulāra tās rotācijas plaknei, piemēram, vērpšanas virsma, kas sākusi svārstīties. Tas izraisa gadalaikus, un tas ir arī iemesls, kāpēc mainās saules augstākais augstums. Apmēram 22. vai 23. martā un atkal apmēram 22. vai 23. septembrī Zeme iet cauri ekvinokcijai - latīņu valodā nozīmē "vienāds" nakts. "Šajās divās dienās Zeme saņem 12 stundas vai gaismu un 12 stundas tumsas, un saule uzkāpj augstumā vienāds ar:
\ text {augstums} = 90-L
grādos virs horizonta. Bostonas gadījumā tas ir:
\ text {augstums} = 90-42,36 = 47,64
47,64 grādi virs horizonta, kas ir nedaudz vairāk kā pusceļā līdz zenītam (punkts tieši virs galvas).
3. solis. Nosakiet Saules saulgriežu augstumus
Sākot ar pavasara ekvinokciju ziemeļu puslodē 22. vai 23. martā, pirmajā pavasara dienā, summa laiks, ko Zeme pavada gaismā, turpina palielināties, un saule uzkāpj pakāpeniski augstākā punktā diena. Pēc trim mēnešiem, aptuveni 22. jūnijā, pienāk vasaras saulgrieži, pirmā vasaras diena un tā sauktā "gada garākā diena". Iepriekš minētā 23,5 grādu slīpuma dēļ saule pusdienlaikā Bostonā ir:
(90 - 42.36 + 23.5) = 71.14
71,14 grādi virs horizonta. Tas ir apmēram 80 procenti ceļa no horizonta līdz zenītam.
Sešus mēnešus vēlāk, 22. vai 23. decembrī, ir pienācis un pagājis rudens ekvinokcija, un pienāk ziemas saulgrieži. Šajā dienā, ziemas pirmajā dienā un tā sauktajā "gada īsākajā dienā", situācija no vasaras ir apgriezta, un saule sasniedz tikai šādu augstumu:
(90 - 42.36 - 23.5) = 24.1
24,1 grādi. Tas ir nedaudz vairāk par ceturtdaļu no attāluma no horizonta līdz zenītam.
4. solis: faktors šodienas deklinācijā
Zemes slīpuma dēļ variāciju sauc par deklināciju. Tas ir pozitīvs skaitlis pavasarī un vasarā un negatīvs skaitlis rudenī un ziemā, svārstoties starp 23,5 un -23,5 grādu vērtībām.
Vienādojums, lai aprēķinātu augstumu virs horizonta noteiktā dienā, ir šāds:
\ text {augstums} = 90-L + D
Mūsu sākotnējos piemēros par ekvinokcijāmDbija nulle, un tāpēc tā nebija skaidri iekļauta.
Lai noteiktu šodienas deklināciju un saules augstumu, tiešsaistē varat izmantot gan NOAA saules kalkulatoru, gan Kiesan kalkulatoru. Ja jums nav piekļuves kādam no šiem, jūs varat pareizi uzminēt, ja vien zināt datumu un aptuveno platumu. Piemēram, ja ir maija sākums un jūs atrodaties Maiami, Floridā, jūs zināt, ka saules deklinācija ir aptuveni pusceļā starp 0 un 23,5, jo pavasaris ir pusē un jūsu platums ir aptuveni 25 grādi. Tādēļ jūs varat novērtēt, ka saule uzkāps aptuveni:
(90–25 + 11,5) = 76,5 \ teksts {grādi}