Posição do Sol: compreender o azimute e a altura

Duas coordenadas ligadas ao seu horizonte

Imagine a abóbada do céu apoiada no horizonte. O ponto vertical acima da cabeça é o **zénite**. O sistema horizontal usa essa geometria próxima da experiência quotidiana, em vez de uma grelha baseada no equador celeste.

O **azimute** é habitualmente contado desde o norte para leste: norte 0°, este 90°, sul 180° e oeste 270°. A direção deve ser verificada na convenção de cada tabela, porque algumas tradições de medição usam outra origem.

A altura vale 0° no horizonte matemático, +90° no zénite e é negativa abaixo do horizonte. A distância zenital é o complemento a noventa graus: uma distância zenital grande significa um astro baixo. Não deve ser confundida com altitude geográfica em metros.

Lisboa e Bragança não veem exatamente o mesmo azimute e altura no mesmo instante. A latitude orienta o horizonte relativamente ao céu e a longitude muda a fase local da rotação. Um valor partilhado sem local e hora perde a informação necessária à observação.

O percurso durante um dia

A rotação da Terra faz o Sol atravessar o céu aparentemente. O ângulo horário muda cerca de quinze graus por hora, mas isso não significa que altura ou azimute avancem sempre quinze graus no mesmo intervalo: a transformação para o horizonte projeta o movimento de outra forma.

Em Portugal, o Sol sobe na parte oriental, culmina para sul e desce na parte ocidental. A **culminação superior** define o meio-dia solar verdadeiro. A hora civil depende da longitude, do fuso e da equação do tempo, com a hora de verão a acrescentar a sua mudança de leitura.

A altura de culminação resulta da latitude e da declinação solar. Nas latitudes portuguesas, um local mais meridional tende a apresentar o Sol mais alto à mesma data. A mudança da declinação durante o ano faz o máximo de junho ficar muito acima do de dezembro; fora dos trópicos, a diferença entre solstícios aproxima-se de 47°.

Esta descrição sul não se aplica a todo o mundo. Para sul do trópico de Capricórnio, o Sol culmina para norte. Entre os trópicos, pode culminar a norte ou a sul e chegar ao zénite quando a declinação coincide com a latitude. Um visitante que viaje para outra região lusófona deve selecionar o lugar real em vez de conservar a orientação aprendida em Portugal.

O percurso durante o ano

A obliquidade terrestre, próxima de 23,4°, faz a declinação do Sol variar entre valores positivos e negativos. A mudança altera a altura a meio do dia e as direções de nascer e ocaso.

Perto de junho, em Portugal, o Sol nasce geralmente a nordeste e põe-se a noroeste. Perto de dezembro, nasce a sudeste e põe-se a sudoeste. Nos equinócios aproxima-se do este e do oeste, com pequenas diferenças ligadas ao critério de contacto e à atmosfera.

Um Sol que começa e termina o dia no lado norte da linha este–oeste pode ainda culminar a sul. Assim se compreende por que uma fachada voltada a norte pode receber luz rasante muito cedo ou muito tarde em parte do verão, sem receber o Sol do meio-dia.

O azimute exato depende da latitude. Não transporte valores de outra cidade para um alinhamento sobre Monsaraz ou para a vista de uma rua de Lisboa. A data e a direção do motivo precisam de ser comparadas na mesma geometria local.

Em latitudes polares, a trajetória pode deixar de cruzar o horizonte. O mesmo sistema continua a descrever altura e azimute, mesmo quando não existe nascer ou pôr nesse dia. A ausência de contacto não significa ausência de movimento diário.

Sombras e espaços exteriores

Num modelo de solo horizontal e objeto vertical, a sombra fica tão comprida como a altura do objeto quando o Sol está a 45°. Abaixo disso, alonga-se rapidamente. A direção aponta para o lado oposto ao azimute solar.

Para avaliar um canteiro, varanda ou esplanada, combine altura e direção com a posição dos obstáculos. Um muro alto próximo pode tapar muito mais céu que uma construção baixa e distante. As sombras de dezembro podem cobrir zonas que recebem bastante luz em junho.

O terreno inclinado modifica a projeção. Uma simples altura solar não fornece automaticamente uma planta de sombras realista de todo um jardim. O cálculo dá a direção da luz; o ambiente fornece as superfícies onde ela incide e os volumes que a bloqueiam.

Energia solar, fotografia e arquitetura

A orientação e inclinação de painéis usam a mesma geometria. Uma orientação geral a sul pode ser uma base favorável em Portugal, enquanto uma configuração este–oeste distribui a produção de outra forma ao longo do dia. O rendimento efetivo depende também de máscaras, equipamento, cobertura de nuvens e necessidades de consumo; a posição solar não é, isoladamente, uma simulação completa de produção.

Para prever um raio numa janela ou um contraluz atrás de uma torre, compare a direção do motivo com azimute e altura. A partir de Santa Luzia, em Lisboa, uma mudança de estação pode deslocar muito o Sol relativamente a um enquadramento urbano. Na serra da Estrela, o relevo pode dominar o instante de chegada de luz direta.

Uma bússola ajuda, mas o norte magnético e o geográfico não são idênticos e estruturas metálicas perturbam leituras. Medidas com a mão estendida dão uma estimativa angular, não uma medição de precisão. Nunca use o olhar direto para o disco solar como método de apontamento sem proteção apropriada.

Posição geométrica e posição aparente

A refração eleva a imagem, sobretudo perto do horizonte, e diminui a grandes alturas. A paralaxe solar é pequena, da ordem de alguns segundos de arco, mas tem relevância em aplicações exigentes. A posição do observador também entra na geometria topocêntrica.

Para uma sombra de jardim, várias destas correções são secundárias face à forma do prédio ou à inclinação do terreno. Para uma medição precisa, navegação ou observação de contactos, as convenções tornam-se importantes. O número de casas decimais não substitui a definição do que está a ser medido.