Terra e Sol
Terminador
O MapPlanet pode mostrar a fronteira entre o lado iluminado e o lado escuro da Terra. Esta linha chama-se terminador. Move-se com a rotação da Terra ao longo do dia e muda de forma durante o ano porque o eixo terrestre é inclinado.
Terminator dia-noite interativo no mapa-múndi e no globo
Mapa interativo de dia e noite da Terra: mova a data e a hora ou mude para o globo para ver como o terminador varia ao longo do dia e das estações.
O movimento lateral ao longo do ano não é um erro de programação, mas parte do analema. É causado pela inclinação do eixo terrestre e pela órbita elíptica da Terra.
O terminador é um círculo máximo
Numa Terra esférica, o terminador é geometricamente um círculo máximo. O seu plano passa pelo centro da Terra e é perpendicular à direção do Sol. Todos os pontos desse círculo máximo têm algo em comum: aí o Sol encontra-se exatamente no horizonte.
Num mapa-múndi, porém, esse círculo não parece um círculo. A projeção equiretangular do MapPlanet distorce-o, por vezes bastante, consoante a época do ano e a sua orientação em relação ao eixo da Terra. A forma invulgar vista no mapa não resulta, portanto, de uma fronteira complicada sobre a Terra, mas da projeção de um círculo máximo simples sobre um plano.
Três ângulos determinam a posição do Sol
Três ângulos são suficientes para descrever a posição do Sol num determinado lugar e momento: latitude geográfica φ, declinação solar δ e ângulo horário H.
φ - latitude geográfica
Indica quão a norte ou a sul do equador fica um lugar: 0° no equador, +90° no Polo Norte e −90° no Polo Sul.
δ - declinação solar
Indica sobre que latitude o Sol está diretamente no zénite. Ao longo do ano, δ varia aproximadamente entre −23,44° e +23,44°.
H - ângulo horário
Descreve a rotação de um lugar em relação ao meio-dia solar local. O diagrama mostra uma vista de cima do Polo Norte: os meridianos irradiam para fora e H é o ângulo entre o meridiano local e o meridiano do meio-dia solar.
De três ângulos à fronteira entre dia e noite
A altura do Sol h acima do horizonte é:
- φ é a latitude do lugar.
- δ é a posição norte-sul do Sol ao longo do ano.
- H é a diferença angular de tempo em relação ao meio-dia solar local.
No terminador, o Sol encontra-se no horizonte. Portanto h = 0° e sin h = 0.
Resolvendo em ordem a φ:
Por exemplo, no solstício de junho, com δ = +23.44° e H = 60°:
Um ponto do terminador encontra-se, portanto, a cerca de 49,1° sul. Repetindo o cálculo para muitos ângulos horários, obtém-se a linha no mapa.
Porque muda a linha ao longo do ano?
A grandeza decisiva é a declinação solar δ. Nos equinócios de março e setembro, está próxima de 0°. Ao meio-dia solar, o Sol encontra-se então diretamente sobre o equador e o terminador passa pelos dois polos.
No solstício de junho, δ atinge cerca de +23,44°. O Sol encontra-se diretamente sobre o trópico norte. No solstício de dezembro, δ é cerca de −23,44°, colocando o ponto subsolar sobre o trópico sul.
Para o dia N do ano, pode-se usar a aproximação δ ≈ −23,44° · cos(360° / 365 · (N + 10)). Ela descreve bem o ciclo anual; o MapPlanet usa uma aproximação astronómica mais precisa no cálculo efetivo.
Wikipédia: declinação
A declinação ao longo do ano
Mova o controlo. A Terra percorre a sua órbita em torno do Sol enquanto o eixo de rotação mantém quase a mesma direção no espaço. Abaixo, δ é mostrado como o ângulo entre o plano equatorial e a direção do Sol.
Representação esquemática; tamanhos e distâncias não estão à escala.