Güneş’in konumunu azimut ve yükseklikle anlamak

Gökyüzündeki her yön için iki açı

Ufuksal koordinat sistemi, gözlemcinin çevresindeki gök kubbeyi temel alır. Alt çember ufuktur; tam başınızın üzerindeki nokta zenit adını alır.

• **Azimut, A:** Ufuk boyunca ölçülen yön açısıdır. Burada kullanılan yaygın düzende kuzey 0°, doğu 90°, güney 180° ve batı 270°’dir. Bazı eski kaynaklar sıfırı güneyden başlatır; farklı tablolardaki sayıları karşılaştırırken başlangıç yönünü kontrol edin.
• Yükseklik, h: Ufuk ile gökcismi doğrultusu arasındaki açıdır. Ufukta 0°, zenitte 90° olur; negatif değer gökcisminin ufkun altında olduğunu belirtir. Bazı kaynaklar bunun yerine zenit uzaklığını, yani 90° − h değerini verir.

İki açı da yereldir. Aynı anda İstanbul’da ve Göreme’de aynı Güneş’e bakılsa bile koordinatlar aynı olmaz. Sayıları karşılaştırmadan önce konumu, zamanı ve geometrik mi yoksa kırılma uygulanmış görünen yüksekliği mi kullandığınızı eşleştirin.

Gün içinde nasıl değişir?

Yer döndükçe Güneş gökyüzünde bir yay üzerinde ilerler. Saat açısının değişimi yaklaşık saatte 15°’dir; bu, azimutun veya yüksekliğin her saatte sabit 15° değiştiği anlamına gelmez. Türkiye gibi Yengeç Dönencesi’nin kuzeyindeki yerlerde Güneş doğu tarafında yükselir, günlük en yüksek konumunda güney meridyeninden geçer ve batı tarafında alçalır.

Bu en yüksek geçişe üst geçiş veya üst kulminasyon denir. Gerçek öğleyi belirler, fakat resmî saatte mutlaka 12.00 değildir. Boylam ve zaman denklemi, sivil saatin kullandığı zaman dilimiyle birlikte gösterilen saati değiştirir. İstanbul için hesaplanan öğleyi Göreme’ye yalnızca bir saat tablosundan kopyalamak doğru olmaz.

Öğle yüksekliğini enlem ve Güneş’in dik açıklığı belirler. Üst geçişte genel geometrik ilişki yaklaşık h = 90° − |φ − δ| biçimindedir; φ enlem, δ Güneş’in dik açıklığıdır. Kuzey dönencesinin kuzeyinde haziran ile aralık gündönümleri arasında öğle yüksekliği yaklaşık 46,8° değişir. Türkiye’de yaz Güneş’i yüksek, kış Güneş’i çok daha alçaktır; başka bir ülkenin 60° veya 20° gibi öğle değerleri yerel hesap yerine kullanılamaz.

Yıl içinde yol neden değişir?

Yer’in dönme ekseni, yörünge düzleminin normaline yaklaşık 23,4° eğiktir. Böylece Güneş’in dik açıklığı yıl boyunca yaklaşık +23,4° ile −23,4° arasında değişir. Bu yalnızca öğle yüksekliğini değil, doğuş ve batış yönlerini de kaydırır.

Türkiye’de yaz gündönümü yakınında doğuş kuzeydoğuya, batış kuzeybatıya yaklaşır ve günlük yay uzar. Kışın doğuş güneydoğuya, batış güneybatıya kayar; yay kısalır ve alçalır. Ekinokslar yakınında yönler yaklaşık doğu ve batıdır. Daha yüksek kuzey enlemlerinde ufuk üzerindeki mevsimsel yön aralığı büyür; kutup dairesinin ötesinde bazı günler doğuş veya batış hiç olmayabilir.

Örneğin 50° kuzey enlemi için ideal ufukta yaz doğuşu yaklaşık 50°, batışı 310°; kış doğuşu yaklaşık 128°, batışı 232° olabilir. Bunlar o enlemin açıklayıcı değerleridir, İstanbul veya Göreme azimutu değildir. Atmosferik kırılma görünen doğuşu ve onun yönünü geometrik eşikten biraz kaydırır; kaymanın yönü bütün enlem ve mevsimler için tek bir kuzey kuralına indirgenemez.

Gölge, güneş enerjisi, bahçe ve fotoğraf

Gölge uzunluğu: Düz yatay zemindeki dik bir cismin gölgesi, Güneş alçaldıkça uzar. Güneş yüksekliği 45° olduğunda gölge boyu cismin yüksekliğine eşittir; ufka yaklaşıldığında çok büyür. Bir bahçenin kışın ışık alıp almayacağını veya karşı yapının terası ne zaman gölgeleyeceğini anlamak için hem yükseklik hem yön gerekir. Eğik zemin ve düzensiz arazi basit modeli değiştirir.

Güneş enerjisi: Panelin yönü ve eğimi gelen ışınlarla ilişkilidir. Kuzey orta enlemlerde güneye yönelen, yaklaşık 30–40° eğimli düzenler sık kullanılan başlangıç örnekleridir; bunlar her çatı için en iyi çözüm değildir. Doğu-batı düzeni üretimi güne yayabilir. Gerçek verim için gölgelenme, iklim, çatı, ekipman ve tüketim hedefleri ayrıca değerlendirilmelidir; Güneş konumu tek başına enerji üretim tahmini değildir.

Fotoğraf ve mimari: Bir pencereden ne zaman ışık gireceği, İstanbul’da bir sokağın eksenine ne zaman hizalanacağı veya Göreme’de bir kaya oluşumunun arkasına ne zaman geleceği, konu doğrultusunu Güneş’in azimut ve yüksekliğiyle karşılaştırarak planlanabilir. Pusula yön için yardımcıdır, fakat manyetik ve gerçek kuzey farkını göz ardı etmeyin. Kol uzatıldığında bir yumruk kabaca 10°’lik açı kaplar; kişiden kişiye değişen bir tahmindir.

Güvenlik: Güneş’in yerini bulmak için doğrudan diske bakmayın. Gölgeyi, güvenli bir hesap görünümünü veya optik büyütme olmadan delik izdüşümünü kullanın. Dürbün veya teleskopla izdüşüm her cihaz için uygun değildir; yalnızca üreticinin izin verdiği güvenli düzenekle yapılmalıdır.

Hassas çalışmalarda hangi düzeltmeler gerekir?

İlk hesaplanan konum geometrik olabilir. Atmosferik kırılma Güneş’i ufuk yakınında yaklaşık yarım derece yükseltir; 10° yükseklikte etki yaklaşık 5′ düzeyine iner, zenitte sıfıra yaklaşır. Basınç, sıcaklık ve atmosfer tabakaları gerçek değeri değiştirir. Sekstant veya teodolit gibi ölçümlerde paralaks ve gözlemci yüksekliği de önemlidir; Güneş’in yatay paralaksı yaklaşık 9″’dir.

Güney dönencesinin güneyinde Güneş üst geçişini kuzeyde yapar. Dönenceler arasında tarihe göre kuzeyden veya güneyden geçebilir; iç tropiklerde uygun tarihlerde zenite ulaşır. Bu nedenle “Güneş her zaman güneyde en yüksektir” ifadesi yalnızca uygun kuzey enlemleri için geçerlidir; bütün Kuzey Yarımküre için bile koşulsuz değildir.