Güneş geometrisi

Güneş geometrisi, güneş ışınları ile yeryüzündeki çeşitli düzenlemelerin yapmış olduğu açıları içerir. Mevsimler, Dünya yüzeyine çarpan güneş radyasyonunun yoğunluğundaki değişikliklerden kaynaklanır. Bu uygulama, enlem ve tarihi değiştirerek ve Güneş açısının ve güneş yoğunluğunun nasıl tepki verdiğini inceleyerek bu değişiklikleri denetlemenizi sağlar.

Güneş Açıları / ψ = Zenit açısı, α = Güneş yükseklik açısı, γ = Güneş azimut açısı, θ = Geliş açısı, β = Yüzeyin eğim açısı

Deklinasyon Açısı (δ)

δ ile gösterilen sapma açısı, Dünya'nın kendi ve güneşin çevresinde dönüşü sırasında oluşan açıdır. Dünya'nın kendi dönme eksenindeki eğikliği ve Dünya'nın güneş etrafındaki dönüşü nedeniyle mevsimsel olarak değişir. Dünya kendi ekseni etrafında eğik olmasaydı, sapma her zaman 0° olurdu. Bununla birlikte, Dünya 23.45 ° eğiktir ve eğim açısı bu miktar artı veya eksi olarak değişir. Sadece ilkbahar ve sonbahar ekinokslarında sapma açısı 0°'ye eşittir.

Dünyanın güneş etrafındaki dönüşü ve sapma açısındaki değişim yandaki görselde gösterilmiştir. Denklinasyon açısı denklem 1 ile hesaplanabilir :

$\delta =23.45\sin \left(360{\frac {284+n}{365}}\right)$

Kullanılan eşitlikte "n" hesap yapılacak gün sayısıdır. Gün sayısı, hesap yapılacak aylar için her bir ayı temsil eden gün kullanılarak hesaplamalar yapılır. Tablo 1.1' de ayları temsil eden ortalama gün ve n değerleri verilmiştir.

Tablo 1.1 Ayları temsil eden ortalama gün ve n değerleri

Ay	Belirli bir gün için n değeri	Ayı temsil eden gün	Ortalama gün için n değeri	Deklinasyon (δ)
Ocak	i	17	17	-20.9
Şubat	31+i	16	47	-13.0
Mart	59+i	16	75	-2.4
Nisan	90+i	15	105	9.4
Mayıs	120+i	15	135	18.8
Haziran	151+i	11	162	23.1
Temmuz	181+i	17	198	21.2
Ağustos	212+i	16	228	13.5
Eylül	243+i	15	258	2.2
Ekim	273+i	15	288	-9.6
Kasım	304+i	14	318	-18.9
Aralık	334+i	10	334	-23

Saat Açısı (ω)

Saat Açısı, yerel güneş saatini (LST), güneşin gökyüzünde hareket ettiği derece sayısına dönüştürür. Tanım olarak, Saat Açısı güneş öğle saatlerinde 0°'dir. Dünya saatte 15° döndüğü için, güneş öğleden sonra her saat, güneşin gökyüzündeki 15° açısal hareketine karşılık gelir. Sabah saat açısı negatif, öğleden sonra saat açısı pozitiftir. Saat açısı denklem 2 ile hesaplanabilir:

$\omega =15^{\circ }\times (LST-12)$

Zenit Açısı (\psi)

Zirve açısı, bir ilgi noktası ile zirve arasındaki açıdır - nokta doğrudan tepegöz. Üç boyutlu bir koordinat sisteminde, zirve, yatay düzleme dik olan eksendir. Zenith açısı, yerel bir zenith'ten ölçülür, yani ölçümü yapan kişinin veya cihazın konumuna göre değişir. Güneş zenit açısı ne kadar küçükse, güneş gökyüzünde o kadar yüksektir. Güneş doğarken, zirve açısı yavaş yavaş öğle vakti kadar azalır. Güneşin konumu, navigasyonda olduğu gibi, radyo güneş ışığındaki parazit seviyesini tahmin etmek için kullanıldığı radyo iletişiminde de önemli olabilir. Zirve açısı düşük olduğunda ve güneş gökyüzünde yüksek olduğunda, güneş parlaması aktivitesinden dolayı radyo sinyallerinin zayıflaması veya kaybolması daha olasıdır.

Zenit açısı aşağıdaki eşitlik ile ifade edilebilir.

ψ=90-α

Eşitlikte;

α: Güneş yükseklik açısıdır.

Zenit açısının enlem açısına bağlı olarak hesaplanması için denklem 4 eşitliği kullanılır.

$\psi =\left({\frac {1}{cos}}\right)[sin(\varphi )sin(\delta )+cos(\varphi )cos(\delta )cos(\omega )]$

Eşitlikte δ deklinasyon açısı, φ enlem açısı ve ω saat açısıdır.

Güneş Yükseklik Açısı (α)

Yükselme açısı (yükseklik açısı ile eşanlamlı olarak kullanılır), güneşin gökyüzündeki yataydan ölçülen açısal yüksekliğidir. Deniz seviyesinden metre cinsinden yüksekliği tanımlamak için de kullanılır. Yükselti, gün doğumunda 0° ve güneş doğrudan tepedeyken 90°'dir (örneğin, ilkbahar ve sonbahar ekinokslarında ekvatorda meydana gelir). Yükselme açısı gün boyunca değişir. Aynı zamanda belirli bir yerin enlemine ve yılın gününe de bağlıdır.