Возможно, вы слышали во время своих путешествий, что в полдень солнце находится «прямо над головой» в небе. Если только вы не находитесь за Полярным кругом или к северу от него, технически это не так. Не только это, но если вы не живете на экваторе Земли, самое высокое положение над горизонтом достигает каждый день.–то есть высота солнца–незначительно меняется изо дня в день в течение года.
Высота солнца в градусах зависит от двух факторов: вашего расстояния от экватора и даты.
Шаг 1. Расположитесь
Ваша широта - это число от 0 градусов (если вы живете на экваторе) до 90 градусов (если вы живете на северном или южном полюсе). Большинство людей в Соединенных Штатах находится между 25 градусами северной широты и 45 градусами северной широты. Поскольку окружность Земли составляет около 25 000 миль, а окружность составляет 360 градусов, каждый градус широты составляет чуть менее 70 миль.
Если вы не знаете свою широту, посетите Поиск широты и долготы НАСА (см. Ресурсы) и введите свое местоположение. Например, Бостон, штат Массачусетс, США, находится на 42,36 градусе северной широты.
Шаг 2: Определите высоту солнечного равноденствия
Земля наклонена на 23,5 градуса от линии, перпендикулярной плоскости вращения, как волчок, который начал раскачиваться. Это то, что вызывает сезоны, а также причина того, что самая большая высота солнца меняется. Примерно 22 или 23 марта и снова примерно 22 или 23 сентября Земля проходит через равноденствие - латинское означает «равный». ночь ». В эти два дня на Земле бывает 12 часов света и 12 часов темноты, а солнце поднимается на высоту. равно:
\ text {altitude} = 90-L
в градусах над горизонтом. В случае с Бостоном это:
\ text {altitude} = 90–42,36 = 47,64
47,64 градуса над горизонтом, что на полпути к зениту (точка прямо над головой).
Шаг 3. Определите высоту солнцестояния
Начиная с весеннего равноденствия в северном полушарии 22 или 23 марта, в первый день весны, количество времени, которое Земля проводит в свете, продолжает увеличиваться, а Солнце с каждым разом поднимается все выше и выше. день. Примерно через три месяца, примерно 22 июня, наступает день летнего солнцестояния, первый день лета и так называемый «самый длинный день в году». Из-за упомянутого выше наклона на 23,5 градуса солнце в полдень в Бостоне сейчас:
(90 - 42.36 + 23.5) = 71.14
71,14 градуса над горизонтом. Это примерно 80 процентов пути от горизонта до зенита.
Шесть месяцев спустя, 22 или 23 декабря, осеннее равноденствие наступило и наступило зимнее солнцестояние. В этот день, первый день зимы и так называемый «самый короткий день в году», ситуация с лета меняется на противоположную, и солнце достигает высоты только:
(90 - 42.36 - 23.5) = 24.1
24,1 градуса. Это чуть более четверти расстояния от горизонта до зенита.
Шаг 4: Учет склонения на сегодня
Изменение из-за наклона Земли называется склонением. Это положительное число весной и летом и отрицательное число осенью и зимой, варьирующееся от 23,5 до -23,5 градусов.
Уравнение для расчета высоты над горизонтом в любой день:
\ text {altitude} = 90-L + D
В наших начальных примерах в дни равноденствийDбыл равен нулю и поэтому не был включен явно.
Чтобы определить сегодняшнее склонение и высоту солнца, вы можете использовать онлайн-калькулятор NOAA Solar Calculator или Kiesan Calculator. Если у вас нет доступа к одному из них, вы можете сделать приличное предположение, если знаете дату и приблизительную широту. Например, если сейчас начало мая, и вы находитесь в Майами, штат Флорида, вы знаете, что склонение солнца примерно на полпути между 0 и 23,5, потому что весна наполовину закончилась, а ваша широта составляет около 25 градусов. Таким образом, вы можете оценить, что солнце поднимется на высоту примерно:
(90–25 + 11,5) = 76,5 \ text {градусы}