Можливо, ви чули у своїх подорожах, що опівдні сонце на небі «прямо над головою». Якщо ти випадково не опинишся за північним полярним колом або на північ від нього, це технічно ніколи не буває. Мало того, але якщо ви не живете на екваторі Землі, найвище положення над горизонтом сягає кожного дня–тобто висоту сонця–протягом року дещо змінюється з дня на день.
Висота сонця в градусах залежить від двох факторів: вашої відстані від екватора та дати.
Крок 1: Розставтесь
Ваша широта - це число від 0 градусів (якщо ви живете на екваторі) і 90 градусів (якщо ви живете на північному або південному полюсі). Більшість людей у США знаходяться між 25 градусами північної широти та 45 градусами північної широти. Оскільки окружність Землі становить близько 25 000 миль, а в колі 360 градусів, кожен градус широти працює трохи менше 70 миль.
Якщо ви не знаєте своєї широти, відвідайте NASA Latitude / Longitude Finder (див. Ресурси) і введіть своє місцезнаходження. Наприклад, Бостон, штат Массачусетс, США знаходиться на 42,36 градусів північної широти.
Крок 2: Визначте висоту рівнодення Сонця
Земля нахилена на 23,5 градуса від лінії, перпендикулярної до площини її обертання, як спінінг, який почав хитатися. Саме це спричиняє пори року, а також причину коливання найбільшої висоти сонця. Приблизно 22 або 23 березня і знову приблизно 22 або 23 вересня Земля проходить через рівнодення - латинське означає "рівний" вночі ". У ці два дні Земля отримує 12 годин або світло, і 12 годин темряви, і сонце сходить на висоту дорівнює:
\ text {висота} = 90-L
в градусах над горизонтом. Тоді у випадку з Бостоном це:
\ text {висота} = 90-42,36 = 47,64
47,64 градусів над горизонтом, що трохи більше половини шляху до зеніту (точка прямо над головою).
Крок 3. Визначте висоти сонцестояння Сонця
Починаючи з весняного рівнодення в північній півкулі 22 або 23 березня, у перший день весни, сума Часу, який Земля проводить у світлі, продовжує збільшуватися, і Сонце сходить до поступово вищої точки кожна день. Через три місяці, приблизно 22 червня, настає літнє сонцестояння, перший день літа і так званий «найдовший день у році». Через 23,5-градусний нахил, згаданий вище, сонце опівдні в Бостоні зараз:
(90 - 42.36 + 23.5) = 71.14
71,14 градуса над горизонтом. Це близько 80 відсотків шляху від горизонту до зеніту.
Через шість місяців, 22 або 23 грудня, осіннє рівнодення наставало і зникало, і настає зимове сонцестояння. У цей день, перший день зими і так званий "найкоротший день року", ситуація з літа змінюється навпаки, і сонце досягає лише висоти:
(90 - 42.36 - 23.5) = 24.1
24,1 градуса. Це трохи більше чверті відстані від горизонту до зеніту.
Крок 4: Фактор схилення на сьогодні
Варіація внаслідок нахилу Землі називається схиленням. Це позитивне число навесні та влітку та від’ємне число восени та взимку, коливаючись між значеннями 23,5 та -23,5 градусів.
Рівняння для обчислення висоти над горизонтом у будь-який день є:
\ text {висота} = 90-L + D
У наших початкових прикладах про рівнодення,Dдорівнював нулю і тому не був явно включений.
Щоб визначити схилення на сьогодні та висоту Сонця, ви можете скористатися сонячним калькулятором NOAA або калькулятором Kiesan, обидва онлайн. Якщо у вас немає доступу до одного з них, ви можете пристойно здогадатися, доки знаєте дату та свою приблизну широту. Наприклад, якщо це на початку травня, і ви перебуваєте в Маямі, штат Флорида, ви знаєте, що схил Сонця знаходиться приблизно на півдорозі між 0 і 23,5, тому що весна наполовину закінчена, а ваша широта близько 25 градусів. Отже, ви можете підрахувати, що сонце зійде на висоту приблизно:
(90-25 + 11,5) = 76,5 \ текст {градусів}