• napsugárzás

A nappálya, napállás meghatározása

A nappályadiagram leírása:

Egy adott földrajzi szélességre szer­kesztett nappályadiagram az év jel­lemző napjain képzeletben az ég­boltra rajzolható nap nyomvonalak, idővonalak és magasságvonalak (az égbolton az azonos magassági szö­geket kimetsző koncentrikus körök) vetületeiből áll.

A napállás meghatározása:

Egy adott földrajzi hely adott nap­ján a Nap állását, azaz a Nap ma­gassági szögét és azimutját (az északi pólustól mért vízszintes vetületi szögét) a következő műveletsorral határozzuk meg.

Ezek:

• Megállapítjuk a vizsgált hely földrajzi szélességi zónáját, és kivá­lasztjuk az ennek megfelelő diag­ramot.
• A diagramon kikeressük a válasz­tott hónapot és napot jelölő nappá­lyát, majd a kívánt napszakot jelölő idő- (óra-) vonalat.
• Meghatározzuk e fenti két vonal metszéspontját. A Nap magassági szö­gét megkapjuk, ha a nappálya és az idővonal metszéspontját a koncent­rikus körök, vagyis magasságvona­lak között interpoláljuk.
• A Nap azimutját a fenti metszés­pont radiális kivetítésével kerületi fokbeosztáson olvassuk le.

(Kép fent) Kétszintes, ún. napteres lakóház a) földszinti; b) tetőtéri alaprajz; c) kerti kép.

(Kép fent) Napház „működési” metszete a) télen, szabad benapozással; b) ősszel és tavasszal, magasabb napállás esetén; c) nyáron a belső téri magasabb hőmérséklet miatti felső kiszellőztetéssel; d) a nyári erős napsugárzás elleni védelem érdekében a lakótér belső árnyékolóval elválasztható, az üvegfelület és az árnyékoló közötti résben létrejövő cirkulációs légáramlás pedig hűti a felmelegedett teret.

Korrekciók:

Mint fentebb mondtuk, a nem pon­tosan kerek számú földrajzi szélessé­gen lévő helyek napszögeinek inter­polálása két szélességérték között szükségtelen az egy foknál kisebbre adódó eltérés folytán, azonban a pon­tos napállás meghatározásához a földrajzi hosszúságtól függő óraidő ­korrekciót el kell végezni.

A diagram idővonalai helyi közép­időben vannak megadva, és csak ki­vételesen esnek egybe a zónaidőnek megfelelő napállással. Hazánkban ilyen egybeesés nem fordul elő, ezért a zónaidő szerint meghatározott nap­állás nem fog megfelelni a valóság­nak. A hiba kiküszöbölésére hazánk területén a zónaidőt minden esetben helyi középidőre kell átszámítani.

Zónaidő-átszámítás helyi középidőre

A Föld egy forgási periódusát 24 egyenlő időegységre osztjuk. A bolygó minden egyes pontja teljes körbeforgásakor 360°-os szöget ír le. Tehát 360724 óra=15°/h, vagyis a Föld a Naphoz képest óránként 15°-nyi szögforgást végez, azaz ennyi hosszúsági fokkal fordul keleti irányba. Ebből következik, hogy ar­ról a helyről nézve, ahol a Napot és a Föld középpontját összekötő kép­zeletbeli egyenes metszi az Egyenlí­tőt, a Nap az égbolton a legmaga­sabban, a zeniten áll, vagyis dél van.

Ezt a pontot és a pólusokat összekö­tő főkör, vagyis az ehhez a ponthoz tartozó földrajzi hosszúság mentén a Nap mindenütt delel. Pl. ettől a földrajzi hosszúságtól 15°-kal kelet­re már mindenütt 13, nyugatra min­denütt 11 óra van. A közbenső hos­szúságok mentén természetesen más-más az óraidő, azaz a Nap állá­sával mérhető helyi középidő.

(Kép fent) Nappályadiagram az évszakváltási napokon az északi szélesség 47° és keleti hosszúság 19° fokán (zárójel­ben a nyári időszámítás értékei).

Az idő egységes értelmezhetősé­ge céljából képtelenség lenne min­den földrajzi hosszúságra a Nap állásának megfelelő helyi középidőt bevezetni. Ezért nemzetközi meg­egyezés alapján 15°-os hosszúságonkénti egységes, úgynevezett zó­naidőt vezettek be. Ez a két, egymástól 15°-ra lévő hosszúság kö­zötti közepes hosszúságra vonatkoz­tatott középidő. A zónaidő nem ve­szi figyelembe a közbülső hosszúságok mentén a Nap tényleges állását.

A zónásítás a London melletti Greenwichen átmenő 0°-os földrajzi hosszúsági körtől indul. Ettől keletre haladva a zónaidő 15°-onként egy órával növekszik, nyugat felé csök­ken. Tehát ha Greenwichben ponto­san dél van – vagyis a Nap a zeniten áll -, akkor ettől keletre pl. a 30°-os hosszúság mentén középidő szerint mindenütt már 14 óra van. A földrajzi helyzeten túl orszá­gonkénti megegyezés dönti el, hogy melyik legközelebb eső zónához csatlakoznak.

Magyarország az első zónába tar­tozik, tehát az ország területén a 15°-os hosszúságra vonatkozó középidő érvényes. Mivel azonban ez a hosszúság nem hazánkon, hanem Ausztrián halad át, ebből követke­zik, hogy a „pontos idő” soha nem egyezhet a Nap állásának megfelelő középidővel. így amikor nálunk dél van, akkor Budapesten a Nap a va­lóságban már 16 perccel túlhaladt a zeniten, ezért a zónaidő alapján meghatározott napszögek sem felel­hetnek meg a Nap tényleges állásá­nak. A pontos napszögek meghatá­rozásához a zónaidőt („pontos időt”) a vizsgált hely földrajzi hosszúságának megfelelő tényleges kö­zépidőre kell átszámítani.

Az eljárás az előzőekben elmon­dottak alapján egyszerű. Ha a Föld óránkénti szögelfordulása 15°, akkor a fokonkénti: 60 perc/15°=4 perc/fok. Azaz a 15. hosszúsági kör­től keletre hosszúsági fokonként 4-4 percet kell a zónaidőhöz adnunk, hogy a helyi középidőt kapjuk.

Helyi középidő-számítás

A Föld mozgása nem egyenletes, így az egymást követő napok időtar­tama sem állandó. Bár a napi elté­rés csekély, ám a felhalmozódás folytán az évszaktól függő maximá­lis eltérés pozitív és negatív érte­lemben mintegy negyed óra. Az óraidő nem korrigálható napon­ként, ezért az időmérés egységesen a középidő szerint történik. A napszögek pontos meghatáro­zásánál a középidő még további korrekcióra szorulhat.

A valós időt a középidő alapján határozhatjuk meg úgy, hogy az időegyenlítés hónapnak és napnak megfelelő értékét hozzáadjuk vagy levonjuk a középidőből. Szerkesztésnél látható, hogy ezek az értékek nem térnek el jelentősen a középidő alapján számítottaktól. Hazánkban a hűvösebb időszakra esnek az időegyenlítés nagyobb ab­szolút értékei, ezért a nyári időszak + 3 és -6 perces eltérései általában elhanyagolhatók, hacsak különös pontosságra nem törekszünk.

Jelentős differenciák adódnak azonban például akkor, ha a pontos napszögeket októberben vagy novemberben kívánjuk meghatározni. További korrekció válhat szükségessé, ha nyári vagy téli időszámítást vezetnek be. Ilyenkor az eredeti zónaidőt kell a korrekciós számítások alapjául venni. A pólusirányt olyan esetben kell kiigazítani, ha mágneses iránytűt használunk a tájoláshoz.

A mágneses pó­lus és a földrajzi pólus iránya a helytől függő mértékben eltér. Az el­térés mértékét térképekről vagy az il­letékes hatóságoktól lehet beszerezni. Ennek birtokában az iránytűvel mért irányt pozitív vagy negatív értékkel kell korrigálni, minthogy a diagra­mon feltüntetett pólus iránya sem a mágneses, hanem a földrajzi pólusé­nak felel meg.