Calculadora de horas de luz

Uma calculadora de horas de luz responde a uma pergunta sazonal que arquitetos, produtores, marinheiros e estudantes de astronomia continuam fazendo: quantas horas de sol caem sobre uma latitude dada em um dia dado do ano. Esta capacidade toma o dia ordinal do ano e a latitude geodésica do observador, aproxima a declinação do Sol com o modelo cosseno sazonal usual e devolve a duração geométrica da luz do dia em horas. No equador o modelo produz doze horas todos os dias; em direção aos polos alonga-se rumo a vinte e quatro horas em torno do solstício de verão local e se contrai rumo a zero em torno do solstício de inverno local.

Declinação solar, ângulo horário e como as horas de luz se formam

A duração da luz do dia é o tempo em que o centro geométrico do Sol permanece acima do horizonte verdadeiro. Esse intervalo é o dobro do ângulo horário solar no nascer, e o ângulo horário segue da astronomia esférica quando dois ângulos são conhecidos: a latitude do observador φ e a declinação do Sol δ. A declinação é a latitude do ponto subsolar; oscila entre mais e menos a oblicuidade da eclíptica ao longo de um ano tropical.

Reduções completas usam a longitude verdadeira do Sol, a equação do centro e a nutação, mas a engenharia e a prática de sala de aula muitas vezes só precisam de uma curva sazonal suave. Esta calculadora usa o modelo cosseno sazonal de Cooper com oblicuidade fixa de 23.45 graus e um pico no dia 172, que aproxima 21 de junho em um calendário não bissexto: δ vale 23.45 graus vezes o cosseno de dois π sobre 365 vezes o dia menos 172.

A identidade geométrica do nascer é então cos ω₀ igual a menos tan φ vezes tan δ, e as horas de luz D valem 24 sobre π vezes o arccos desse cosseno, ou de forma equivalente dois quinze avos do ângulo horário em graus. Quando o valor absoluto de tan φ tan δ é pelo menos um, o arccos não está definido na reta real: o Sol nunca se põe (sol da meia-noite, 24 horas) ou nunca nasce (noite polar, 0 horas).

O modelo ignora a refração atmosférica, o disco solar finito e a equação do tempo, de modo que tabelas civis de nascer que usam uma depressão de 0.833 graus diferirão alguns minutos; a identidade daqui é o comprimento geométrico do dia em forma fechada ensinado com o modelo de declinação.

Para que servem as horas de luz, e os polos

Estufas, gestores de vinhedo e organizadores de eventos ao ar livre usam uma calculadora de horas de luz quando já conhecem o dia do calendário e a latitude do sítio e precisam do fotoperíodo sazonal sem montar uma pilha de efemérides. Arquitetos e modeladores de energia esboçam a luz de inverno a 40 ou 50 graus norte para dimensionar vidraças e estimar cargas de iluminação antes de passar a um arquivo de ano meteorológico típico.

Marinheiros e equipes de campo em latitudes altas verificam se um dia de verão a 70 graus norte ainda é um par nascer-pôr normal ou já entrou em sol da meia-noite. Salas de aula e geradores de preparação para exames precisam de um oráculo determinístico da identidade geométrica para que um avaliador marque tanto o caso de doze horas no equador quanto a rejeição de uma latitude fora de menos 90 a mais 90.

Esta página se dirige a quem busca uma calculadora de horas de luz, a duração da luz do dia a partir da data e da latitude, ou o fotoperíodo de um modelo de declinação solar. Não é uma data de início do horário de verão dos EUA, nem uma ferramenta de crepúsculo civil ou relógio de nascer com fuso e longitude, nem um solucionador de altitude solar ao meio-dia, nem um conversor de massa solar ou de wattagem de painel.

Prefira esta capacidade quando você tiver um dia do ano e uma latitude e só precisar das horas de luz geométrica.