Du har kanskje hørt på dine reiser at solen klokka 12 er "direkte over hodet" på himmelen. Med mindre du tilfeldigvis er ved eller nord for polarsirkelen, er dette teknisk sett aldri tilfelle. Ikke bare det, men med mindre du bor ved jordens ekvator, når den høyeste posisjonen over horisonten hver dag–det vil si solens høyde–varierer litt fra dag til dag i løpet av året.
Solens høyde i grader avhenger av to faktorer: din avstand fra ekvator og dato.
Trinn 1: Bli lokalisert
Breddegraden din er et tall mellom 0 grader (hvis du bor ved ekvator) og 90 grader (hvis du bor på Nord- eller Sydpolen). De fleste mennesker i USA er mellom 25 grader nordlig bredde og 45 grader nordlig bredde. Fordi jordens omkrets er rundt 25.000 miles og det er 360 grader i en sirkel, fungerer hver breddegrad til litt mindre enn 70 miles.
Hvis du ikke vet breddegraden din, kan du gå til NASA Latitude / Longitude Finder (se Ressurser) og angi posisjonen din. For eksempel ligger Boston, Massachusetts, USA på 42,36 grader nordlig bredde.
Trinn 2: Bestem solens jevndøgnshøyde
Jorden er vippet 23,5 grader fra en linje vinkelrett på rotasjonsplanet, som en snurrende topp som har begynt å vakle. Dette er årsaken til årstidene, og er også grunnen til at solens høyeste høyde varierer. Omtrent 22. eller 23. mars og igjen omkring 22. eller 23. september går jorden gjennom en jevndøgn - latin for "like natt. "På disse to dagene får jorden 12 timer eller lys og 12 timer mørke, og solen klatrer til en høyde lik:
\ text {altitude} = 90-L
i grader over horisonten. I tilfellet Boston er dette:
\ text {altitude} = 90-42.36 = 47.64
47,64 grader over horisonten, som er litt over halvveis til senit (punktet rett overhead).
Trinn 3. Bestem solens solhvervshøyder
Fra og med vårjevndøgn på den nordlige halvkule 22. eller 23. mars, den første vårdagen, beløpet av tiden Jorden bruker i lys fortsetter å øke, og solen klatrer til et gradvis høyere punkt hver dag. Etter tre måneder, 22. juni eller så, kommer sommersolverv, den første sommerdagen og den såkalte "årets lengste dag". På grunn av den 23,5 graders vippingen som er nevnt ovenfor, er solen ved middagstid i Boston nå:
(90 - 42.36 + 23.5) = 71.14
71,14 grader over horisonten. Dette er omtrent 80 prosent av veien fra horisonten til senit.
Seks måneder senere, 22. eller 23. desember, har høstjevndøgn kommet og gått og vintersolverv kommer. På denne dagen, den første vinterdagen og den såkalte "korteste dagen i året", er situasjonen fra sommer omvendt, og solen når bare en høyde på:
(90 - 42.36 - 23.5) = 24.1
24,1 grader. Dette er litt over en fjerdedel av avstanden fra horisonten til senit.
Trinn 4: Faktor i deklinasjonen for i dag
Variasjonen på grunn av jordens skråstilling kalles deklinasjon. Det er et positivt tall om våren og sommeren og et negativt tall om høsten og vinteren, varierende mellom verdiene 23,5 og -23,5 grader.
Ligningen for å beregne høyden over horisonten på en gitt dag er:
\ text {altitude} = 90-L + D.
I våre første eksempler, på jevndøgn,Dvar null og ble derfor ikke eksplisitt inkludert.
For å bestemme deklinasjonen for i dag og solens høyde, kan du bruke NOAA Solar Calculator eller Kiesan Calculator, begge online. Hvis du ikke har tilgang til en av disse, kan du gjøre en anstendig gjetning så lenge du vet datoen og din omtrentlige breddegrad. For eksempel, hvis det er tidlig i mai, og du er i Miami, Florida, vet du at solens deklinasjon er omtrent halvveis mellom 0 og 23,5 fordi våren er halvparten, og breddegraden din er omtrent 25 grader. Derfor kan du anslå at solen vil klatre til en høyde på omtrent:
(90 - 25 + 11,5) = 76,5 \ tekst {grader}