Você deve ter ouvido em suas viagens que ao meio-dia o sol está "diretamente acima" no céu. A menos que você esteja no Círculo Polar Ártico ou ao norte dele, tecnicamente nunca é o caso. Não só isso, mas a menos que você viva no equador da Terra, a posição mais alta acima do horizonte chega a cada dia–ou seja, a altitude do sol–varia ligeiramente de um dia para o outro ao longo do ano.
A altitude do sol em graus depende de dois fatores: sua distância do equador e a data.
Etapa 1: Prepare-se
Sua latitude é um número entre 0 graus (se você mora no equador) e 90 graus (se você vive no pólo norte ou sul). A maioria das pessoas nos Estados Unidos está entre 25 graus de latitude norte e 45 graus de latitude norte. Como a circunferência da Terra é de cerca de 25.000 milhas e há 360 graus em um círculo, cada grau de latitude corresponde a um pouco menos de 70 milhas.
Se você não sabe sua latitude, visite o localizador de latitude / longitude da NASA (consulte Recursos) e insira sua localização. Por exemplo, Boston, Massachusetts, EUA está a 42,36 graus de latitude norte.
Etapa 2: Determine a Altitude do Equinócio do Sol
A Terra está inclinada 23,5 graus a partir de uma linha perpendicular ao seu plano de rotação, como um pião que começou a oscilar. Isso é o que causa as estações, e também a razão pela qual a maior altitude do sol varia. Em cerca de 22 ou 23 de março e novamente em cerca de 22 ou 23 de setembro, a Terra passa por um equinócio - latim para "igual noite. "Nesses dois dias, a Terra fica com 12 horas de luz e 12 horas de escuridão, e o sol sobe a uma altitude igual a:
\ text {altitude} = 90-L
em graus acima do horizonte. No caso de Boston, então, este é:
\ text {altitude} = 90-42,36 = 47,64
47,64 graus acima do horizonte, que está um pouco acima da metade do caminho para o zênite (o ponto diretamente acima).
Etapa 3. Determine as altitudes do Solstício do Sol
A partir do equinócio vernal no hemisfério norte em 22 ou 23 de março, primeiro dia da primavera, a quantidade de tempo que a Terra gasta em luz continua a aumentar, e o sol sobe a um ponto cada vez mais alto dia. Depois de três meses, em 22 de junho ou mais, chega o solstício de verão, o primeiro dia de verão e o chamado "dia mais longo do ano". Por causa da inclinação de 23,5 graus mencionada acima, o sol ao meio-dia em Boston é agora:
(90 - 42.36 + 23.5) = 71.14
71,14 graus acima do horizonte. Isso é cerca de 80 por cento do caminho do horizonte ao zênite.
Seis meses depois, em 22 ou 23 de dezembro, o equinócio de outono veio e se foi e o solstício de inverno chegou. Neste dia, o primeiro dia de inverno e o chamado "dia mais curto do ano", a situação do verão se inverte e o sol só atinge uma altitude de:
(90 - 42.36 - 23.5) = 24.1
24,1 graus. Isso é pouco mais de um quarto da distância do horizonte ao zênite.
Etapa 4: fator na declinação para hoje
A variação devido à inclinação da Terra é chamada de declinação. É um número positivo na primavera e verão e negativo no outono e inverno, variando entre os valores de 23,5 e -23,5 graus.
A equação para calcular a altitude acima do horizonte em qualquer dia é:
\ text {altitude} = 90-L + D
Em nossos exemplos iniciais, nos equinócios,Dera zero e, portanto, não foi incluído explicitamente.
Para determinar a declinação de hoje e a altitude do sol, você pode usar a NOAA Solar Calculator ou a Kiesan Calculator, ambas online. Se você não tiver acesso a um desses, pode fazer uma estimativa decente, desde que saiba a data e sua latitude aproximada. Por exemplo, se é início de maio e você está em Miami, Flórida, sabe que a declinação do sol está na metade entre 0 e 23,5 porque a primavera já passou pela metade e sua latitude é de cerca de 25 graus. Portanto, você pode estimar que o sol subirá a uma altitude de cerca de:
(90 - 25 + 11,5) = 76,5 \ texto {graus}