Na svojih potovanjih ste morda že slišali, da je opoldne sonce na nebu "neposredno nad glavo". Če se slučajno ne nahajate na ali severno od polarnega kroga, tehnično ni nikoli tako. Ne samo to, ampak če živite na Zemljinem ekvatorju, vsak dan doseže najvišji položaj nad obzorjem–to je nadmorska višina–tekom leta se iz dneva v dan nekoliko spreminja.
Nadmorska višina sonca v stopinjah je odvisna od dveh dejavnikov: vaše oddaljenosti od ekvatorja in datuma.
1. korak: Umestite se
Vaša zemljepisna širina je število med 0 stopinjami (če živite na ekvatorju) in 90 stopinjami (če živite na severnem ali južnem polu). Večina ljudi v ZDA je med 25 stopinjami severne širine in 45 stopinjami severne širine. Ker je obseg Zemlje približno 25.000 milj in je v krogu 360 stopinj, se vsaka stopinja zemljepisne širine izkaže na nekaj manj kot 70 milj.
Če ne poznate svoje zemljepisne širine, obiščite NASA Finder Latitude / Longitude (glejte Viri) in vnesite svojo lokacijo. Na primer, Boston, Massachusetts, ZDA, je na 42,36 stopinje severne zemljepisne širine.
2. korak: Določite višino Sončevega enakonočja
Zemlja je nagnjena za 23,5 stopinje od črte, pravokotne na njeno vrtilno ravnino, kot vrtavka, ki se je začela nihati. To je tisto, kar povzroča letne čase in je tudi razlog, da se spreminja največja višina sonca. Približno 22. ali 23. marca in spet približno 22. ali 23. septembra prehaja Zemlja skozi enakonočje - latinsko za "enako" v teh dveh dneh Zemlja dobi 12 ur ali svetlobo in 12 ur teme, sonce pa se povzpne na višino enako:
\ text {nadmorska višina} = 90-L
v stopinjah nad obzorjem. V primeru Bostona je to:
\ text {nadmorska višina} = 90-42,36 = 47,64
47,64 stopinje nad obzorjem, kar je nekaj več kot na polovici zenita (točka neposredno nad glavo).
3. korak Določite višine Sončevega solsticija
Od pomladanskega enakonočja na severni polobli 22. ali 23. marca, prvi dan pomladi, se količina časa, ki ga Zemlja preživi v svetlobi, se še povečuje in sonce se vzpenja na postopno višjo točko dan. Po treh mesecih, približno 22. junija, nastopi poletni solsticij, prvi poletni dan in tako imenovani "najdaljši dan v letu". Zaradi zgoraj omenjenega nagiba 23,5 stopinj je sonce opoldne v Bostonu zdaj:
(90 - 42.36 + 23.5) = 71.14
71,14 stopinje nad obzorjem. To je približno 80 odstotkov poti od obzorja do zenita.
Šest mesecev pozneje, 22. ali 23. decembra, je jesensko enakonočje prišlo in odšlo in prihaja zimski solsticij. Na ta dan, prvi zimski dan in tako imenovani "najkrajši dan v letu", se stanje od poletja spremeni, sonce pa doseže le višino:
(90 - 42.36 - 23.5) = 24.1
24,1 stopinje. To je nekaj več kot četrtina razdalje od obzorja do zenita.
4. korak: Dejavnik pri današnjem odklonu
Razlika zaradi nagiba Zemlje se imenuje deklinacija. To je pozitivno število spomladi in poleti ter negativno število jeseni in pozimi, ki se giblje med vrednostmi 23,5 in -23,5 stopinje.
Enačba za izračun nadmorske višine na kateri koli dan je:
\ text {nadmorska višina} = 90-L + D
V naših začetnih primerih, o enakonočjih,Dje bila nič in zato ni bila izrecno vključena.
Za določitev deklinacije za današnji čas in nadmorske višine lahko uporabite solarni kalkulator NOAA ali kalkulator Kiesan, oba na spletu. Če nimate dostopa do ene od teh, lahko spodobno ugibate, če poznate datum in približno zemljepisno širino. Če ste na primer v začetku maja in ste v Miamiju na Floridi, veste, da je sončna deklinacija približno na polovici poti med 0 in 23,5, ker je pomlad na polovici, vaša zemljepisna širina pa približno 25 stopinj. Zato lahko ocenite, da se bo sonce povzpelo na približno:
(90 - 25 + 11,5) = 76,5 \ besedilo {stopinj}