Du kanske har hört på dina resor att vid middagstid är solen "direkt ovanför" på himlen. Såvida du inte befinner dig vid eller norr om polcirkeln, är detta tekniskt aldrig fallet. Inte bara det, utan om du bor på jordens ekvator når den högsta positionen över horisonten varje dag - det är solens höjd - varierar något från dag till dag under året.

Solens höjd i grader beror på två faktorer: ditt avstånd från ekvatorn och datumet.
Steg 1: Komma på plats -

Din latitud är ett tal mellan 0 grader (om du bor vid ekvatorn) och 90 grader (om du bor på Nord- eller Sydpolen). De flesta människor i USA är mellan 25 grader nordlig latitud och 45 grader nordlig latitud. Eftersom jordens omkrets är cirka 25 000 mil och det finns 360 grader i en cirkel, fungerar varje latitudgrad till lite mindre än 70 mil.

Om du inte känner din latitud, besök NASA Latitude /Longitud Finder (se resurser) och ange din plats. Till exempel är Boston, Massachusetts, USA på 42,36 grader norr latitud.
Steg 2: Bestäm Sun's Equinox-höjd.

Jorden lutas 23,5 grader från en linje vinkelrätt mot dess rotationsplan, som en spinning top som har börjat vingla. Det är detta som orsakar årstiderna och är också anledningen till att solens högsta höjd varierar. Ungefär den 22 eller 23 mars och igen den 22 eller 23 september passerar jorden genom en jämvikt - latin för "lika natt." På dessa två dagar får jorden 12 timmar eller ljus och 12 timmars mörker, och solen klättrar till en höjd lika med (90 - L
) grader över horisonten. När det gäller Boston är det här (90 - 42,36) \u003d 47,64 grader runt horisonten, som är drygt halvvägs till topp (toppen direkt).
Steg 3. Bestäm Sun's Solstice Altitudes

Med början på den jämna jästjorden på norra halvklotet den 22 eller 23 mars, den första dagen på våren, fortsätter den tid som jorden spenderar i ljus att öka, och solen klättrar till en gradvis högre punkt varje dag. Efter tre månader, den 22 juni eller så, kommer sommarsolståndet, den första sommardag och den så kallade "längsta dagen på året". På grund av 23,5-graders lutning som nämnts ovan är solen vid middagstid i Boston nu (90 - 42,36 + 23,5) grader, eller 71,14 grader över horisonten. Detta är ungefär 80 procent av vägen från horisonten till topp (71,14 ÷ 90 \u003d 0,790).

Sex månader senare, den 22 eller 23 december, har den höstliga jämvidden kommit och gått och vintersolståndet anländer . På denna dag, den första dagen på vintern och den så kallade "kortaste dagen på året", är situationen från sommaren vänd, och solen når bara en höjd av (90 - 42,36 - 23,5) grader, eller 24,1 grader. Det här är drygt en fjärdedel av avståndet från horisonten till topp (24,14 ÷ 90 \u003d 0,268).
Steg 4: Faktor i förklaringen för idag.

Variationen på grund av jordens lutning är kallade deklinationen. Det är ett positivt tal på våren och sommaren och ett negativt antal på hösten och vintern, varierande mellan värdena 23,5 och -23,5 grader.

Ekvationen för att beräkna höjden över horisonten på en given dag är (90 - L
+ D
). I våra initiala exempel, på jämvikt, D
var noll och inkluderades därför inte uttryckligen.

För att bestämma deklinationen för idag och solens höjd kan du använda NOAA Solar Calculator eller Kiesan-kalkylatorn, båda online. Om du inte har tillgång till något av dessa kan du göra en anständig gissning så länge du vet datumet och din ungefärliga latitud. Om det till exempel är början av maj och du är i Miami, Florida, vet du att solens nedgång är ungefär halvvägs mellan 0 och 23,5 eftersom våren är halv över, och din latitud är cirka 25 grader. Därför kan du uppskatta att solen kommer att klättra upp till en höjd på cirka (90 - 25 + 11,5) \u003d 76,5 grader.