Wysokość Słońca nad horyzontem — wzór i górowanie
Co zrobimy: Będziemy zmieniać szerokość geograficzną i porę roku i obliczać, jak wysoko Słońce góruje w południe oraz jak stromo padają jego promienie.
Co widzisz na ekranie: Linię horyzontu z łukiem Słońca i zaznaczonym kątem górowania, suwak szerokości geograficznej i przełącznik daty (przesilenia, równonoce). Im niżej Słońce, tym bardziej promienie „rozmywają" energię na powierzchni. Odczyty: szerokość, deklinacja, wysokość górowania i przybliżona długość dnia.
Dam Ci docelową wysokość górowania — dobierz szerokość φ i porę roku (δ), by ją uzyskać. h = 90° − |φ − δ|.
Co się właśnie stało?
W Polsce latem Słońce górowało wysoko (~62°), a zimą nisko (~14°). Ta sama gwiazda, zupełnie inny kąt.
Wysokość górowania:
to kąt, pod jakim Słońce stoi nad horyzontem w południe słoneczne. Liczymy ją prosto:
gdzie φ to szerokość geograficzna miejsca, a δ to deklinacja Słońca (zależna od pory roku: +23,5° w czerwcu, 0° w równonoce, −23,5° w grudniu).
Dlaczego to takie ważne?
Bo o cieple decyduje KĄT padania promieni. Gdy Słońce jest wysoko, wiązka pada stromo i grzeje mocno; gdy nisko — pada ukośnie, rozkłada tę samą energię na większą powierzchnię i grzeje słabo. Dlatego zimą jest chłodno mimo tego samego Słońca, a strefy okołobiegunowe są zimne.
Skrajne przypadki:
na równiku Słońce bywa w zenicie (h=90°), a za kołem podbiegunowym zimą w ogóle nie wschodzi (noc polarna).
Po co Ci to na maturze:
wzór h = 90° − |φ − δ| i obliczanie wysokości Słońca dla dat granicznych to pewniak geografii astronomicznej. Chwyt: wstaw deklinację dla danej pory roku i policz.
Zapamiętaj: wysokość Słońca w górowaniu to h = 90° − |φ − δ|. O klimacie decyduje kąt padania promieni, nie odległość od Słońca.
Teoria i wzory
Wysokość Słońca w górowaniu
W południe (górowanie) wysokość Słońca nad horyzontem liczymy ze wzoru: Im Słońce wyżej, tym większa i tym mniej ukośnie padają promienie.
Deklinacja Słońca
Deklinacja zależy od pory roku:
- przesilenie letnie:
- równonoce:
- przesilenie zimowe:
Dlaczego zimą jest chłodniej
Zimą jest ujemna, więc różnica rośnie i Słońce góruje nisko. Ukośne promienie rozkładają energię na większą powierzchnię, a dzień jest krótszy.
Oznaczenia: — wysokość Słońca w górowaniu, — szerokość geograficzna miejsca, — deklinacja Słońca (zależna od daty).
Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.
Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.
Najczęstsze pytania
›Jak obliczyć wysokość Słońca w górowaniu?
Ze wzoru h = 90° − |φ − δ|, gdzie φ to szerokość geograficzna, a δ deklinacja Słońca zależna od pory roku.
›Dlaczego zimą jest chłodniej, skoro Słońce to ta sama gwiazda?
Bo Słońce góruje nisko i promienie padają ukośnie, rozkładając energię na większą powierzchnię.
›Ile wynosi deklinacja Słońca w przesileniach i równonocach?
+23,5° (przesilenie letnie), −23,5° (zimowe) i 0° (równonoce).