이 계산기는 무엇을 하나요
이 도구는 우리 집 남쪽에 서 있는 건물(남반구라면 북쪽 건물)이 직사광선을 얼마나 가리는지 추정합니다. 입력한 날짜와 위도를 기준으로 하늘을 가로지르는 태양의 경로를 1분 단위로 추적하여, 태양이 건물 지붕선 뒤로 숨는 시간대를 찾아냅니다. 그런 다음 우리 집 창문이 실제로 받는 잔여 일조 시간을 알려줍니다. 천문 계산은 어디서나 동일하게 적용되므로 전 세계 어떤 위도와 경도에서도 사용할 수 있습니다.
사용 방법
먼저 위도(북위가 양수), 경도, 표준시 오프셋을 입력하고, 연중 일수(1월 1일 = 1)를 입력하세요. 창문에서 남쪽 건물까지의 수평 거리와, 측정 기준점보다 위로 솟은 건물 높이를 측정합니다(필요하면 창틀 높이를 빼세요). 폭이 무한히 넓은 벽으로 보려면 절반 폭을 0으로 두고, 건물 양 끝으로 햇빛이 새어 들어오는 효과를 반영하려면 동서 길이의 절반을 입력하세요. 경도, 표준시, 균시차를 통해 겉보기 태양시가 실제 시계 시각으로 변환됩니다.
공식 풀이
태양이 지붕을 넘어서기 위해 초과해야 하는 한계 고도는 다음과 같습니다.
$$\theta_C = \arctan\!\left(\frac{\text{Height}}{\text{Distance}}\right)$$태양 고도는 \(\sin(\alpha) = \sin(\phi)\sin(\delta) + \cos(\phi)\cos(\delta)\cos(H)\)로 구하며, 여기서 \(\delta\)는 사인 근사식으로 얻은 태양 적위, \(H\)는 시각(태양 정오 기준 시간당 15도)입니다. 태양이 떠 있고, 건물의 방위각 범위 안에 들어 있으며, 고도가 \(\theta_C\)보다 낮은 1분은 '가려진' 시간으로 계산됩니다. 이 분들을 모두 합하면 가려진 시간이 되고, 낮 길이에서 가려진 시간을 빼면 잔여 일조 시간이 나옵니다.
계산 예시
위도 35도, 81일째(적위 0), 거리 10 m, 높이 8 m, 무한 벽인 경우를 봅시다.
$$\theta_C = \arctan(0.8) = 38.66^\circ$$태양은 태양시 기준 약 09:19부터 14:41 사이에만 지붕 위로 올라오므로, 가려진 시간은 약 6.63시간, 잔여 일조 시간은 12시간 중 약 5.37시간이 됩니다.
자주 묻는 질문
왜 창문 위로 솟은 높이를 쓰나요? 창문으로 향하는 시선보다 위에 있는 건물 부분만 창문에 그림자를 드리우기 때문에, 지붕 높이에서 창틀 높이를 뺀 값을 사용합니다.
남반구는 어떻게 하나요? 위도를 음수로 입력하면 됩니다. 그러면 가림 방향이 북쪽(적도를 향하는 쪽)으로 바뀌며, 공식은 그대로 성립합니다.
시계 시각이 정확한가요? 경도 보정과 균시차 보정이 포함되어 있어 1차 근사로는 상당히 정확합니다. 다만 대기 굴절, 지형, 서머타임(일광절약시간) 등은 고려하지 않습니다.
