كيفية حساب ارتفاع الشمس

المحتوى

• الخطوة 1: الحصول على يقع
• الخطوة 2: تحديد ارتفاع الاعتدال صنز
• الخطوة 3. تحديد ارتفاع درجات حرارة الشمس
• الخطوة 4: عامل في الانحراف لهذا اليوم

ربما تكون قد سمعت في رحلاتك أنه عند الظهر ، تكون الشمس "مرتفعة بشكل مباشر" في السماء. ما لم تكن في الدائرة القطبية الشمالية أو شمالها ، فليس هذا هو الحال من الناحية الفنية. ليس ذلك فحسب ، ولكن ما لم تكن تعيش في خط الاستواء للأرض ، فإن أعلى موضع فوق الأفق يصل كل يوم –وهذا هو ، والشمس الارتفاع – يختلف قليلاً من يوم إلى آخر على مدار السنة.

يعتمد ارتفاع الشمس بالدرجات على عاملين: المسافة بين خط الاستواء والتاريخ.

الخطوة 1: الحصول على يقع

خط العرض الخاص بك هو رقم يتراوح بين 0 درجة (إذا كنت تعيش في خط الاستواء) و 90 درجة (إذا كنت تعيش في القطب الشمالي أو الجنوبي). معظم الناس في الولايات المتحدة ما بين 25 درجة شمالا و 45 درجة شمالا. نظرًا لأن محيط الأرض يبلغ حوالي 25000 ميلًا وهناك 360 درجة في دائرة ، تعمل كل درجة من خطوط العرض على أقل قليلاً من 70 ميلًا.

إذا كنت لا تعرف خط العرض الخاص بك ، فقم بزيارة NASA Latitude / Longitude Finder (انظر الموارد) وأدخل موقعك. على سبيل المثال ، تقع بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية عند خط عرض 42.36 درجة شمالًا.

الخطوة 2: تحديد ارتفاع الاعتدال صنز

تميل الأرض بمقدار 23.5 درجة من خط عمودي إلى مستوى دورانها ، مثل قمة الغزل التي بدأت في التمايل. هذا هو ما يسبب الفصول ، وهو أيضًا سبب تباين أعلى ارتفاع للشمس. في حوالي 22 أو 23 مارس ومرة ​​أخرى في حوالي 22 أو 23 سبتمبر ، تمر الأرض عبر الإعتدال - لاتيني لـ "ليلة مساوية". في هذين اليومين ، تحصل الأرض على 12 ساعة أو نور و 12 ساعة من الظلام ، وتسلق الشمس إلى ارتفاع يساوي (90 - L) درجات فوق الأفق. في حالة بوسطن ، إذن ، هذه (90 - 42.36) = 47.64 درجة حول الأفق ، الذي هو ما يزيد قليلاً عن منتصف الطريق إلى ذروة (النقطة المباشرة مباشرة).

الخطوة 3. تحديد ارتفاع درجات حرارة الشمس

ابتداءً من الاعتدال الربيعي في نصف الكرة الشمالي في 22 أو 23 مارس ، في اليوم الأول من فصل الربيع ، يستمر مقدار الوقت الذي تقضيه الأرض في الضوء في الازدياد ، وتسلق الشمس إلى نقطة أعلى تدريجياً كل يوم. بعد ثلاثة أشهر ، في 22 يونيو أو نحو ذلك ، يصل الانقلاب الصيفي ، اليوم الأول من الصيف وما يسمى بـ "أطول يوم في السنة". بسبب الميل البالغ 23.5 درجة المذكور أعلاه ، أصبحت الشمس عند الظهر في بوسطن الآن (90 - 42.36 + 23.5) درجة ، أو 71.14 درجة فوق الأفق. هذا هو حوالي 80 في المئة من الطريق من الأفق إلى ذروة (71.14 ÷ 90 = 0.790).

بعد ستة أشهر ، في 22 أو 23 ديسمبر ، جاء الاعتدال الخريفي وذهب ويصل الانقلاب الشتوي. في هذا اليوم ، وهو أول أيام الشتاء وما يسمى بـ "أقصر يوم في السنة" ، ينعكس الموقف من الصيف ، ولا تصل الشمس إلا إلى ارتفاع (90 - 42.36 - 23.5) درجة ، أو 24.1 درجة. هذا هو ما يزيد قليلاً عن ربع المسافة من الأفق إلى ذروة (24.14 ÷ 90 = 0.268).

الخطوة 4: عامل في الانحراف لهذا اليوم

ويسمى الاختلاف بسبب ميل الأرض الهبوط. إنه رقم موجب في فصلي الربيع والصيف وعدد سالب في فصلي الخريف والشتاء ، ويتراوح بين قيمتي 23.5 و -23.5 درجة.

معادلة حساب الارتفاع فوق الأفق في أي يوم معين (90 - L + د). في الأمثلة الأولية لدينا ، على الاعتدال ، د كان صفر وبالتالي لم تدرج صراحة.

لتحديد الانحدار لليوم وارتفاع الشمس ، يمكنك استخدام حاسبة الطاقة الشمسية NOAA أو حاسبة Kiesan ، سواء عبر الإنترنت. إذا لم يكن لديك حق الوصول إلى أحد هذه العناصر ، فيمكنك إجراء تخمين مناسب طالما تعرف التاريخ والطول التقريبي. على سبيل المثال ، إذا كان مطلع شهر مايو وأنت في ميامي بفلوريدا ، فأنت تعلم أن انحراف الشمس يقع في منتصف المسافة بين 0 و 23.5 تقريبًا لأن الربيع قد انتهى ونصف خط العرض حوالي 25 درجة. لذلك ، يمكنك تقدير أن الشمس ستصعد إلى ارتفاع حوالي (90 - 25 + 11.5) = 76.5 درجة.