Что считает этот калькулятор
Инструмент оценивает, насколько дом, стоящий с южной стороны от вашего жилья (или с северной — в Южном полушарии), перекрывает прямой солнечный свет. Для выбранной даты и широты он поминутно прослеживает путь Солнца по небу, находит интервал, когда светило скрывается за линией крыши соседнего здания, и показывает, сколько часов прямого солнца ваши окна получают на самом деле. Астрономические расчёты универсальны, поэтому калькулятор работает на любой широте и долготе.
Как пользоваться
Укажите широту (с плюсом для Северного полушария), долготу и смещение часового пояса, затем порядковый номер дня в году (1 января = 1). Измерьте горизонтальное расстояние от вашего окна до южного дома и высоту здания над точкой измерения (при необходимости вычтите высоту подоконника). Оставьте полуширину равной 0, чтобы рассматривать стену как бесконечно широкую, либо введите половину протяжённости здания с запада на восток — это учтёт моменты, когда Солнце «обходит» дом по краям. Долгота, часовой пояс и уравнение времени переводят истинное солнечное время в показания ваших часов.
Разбор формулы
Критическая высота, которую Солнце должно превысить, чтобы выйти из-за крыши, равна $$\theta_C = \arctan\!\left(\frac{\text{высота}}{\text{расстояние}}\right)$$. Высота Солнца над горизонтом находится по формуле $$\sin(\alpha) = \sin(\phi)\cdot\sin(\delta) + \cos(\phi)\cdot\cos(\delta)\cdot\cos(H)$$, где \(\delta\) — склонение Солнца по синусоидальному приближению, а \(H\) — часовой угол (15 градусов за час от истинного полудня). Минута считается затенённой, если Солнце над горизонтом, находится в азимутальном секторе здания, а его высота ниже \(\theta_C\). Сумма таких минут даёт часы затенения; продолжительность светового дня минус часы затенения — это остаточная инсоляция.
Пример расчёта
Широта 35 градусов, день 81 (склонение 0), расстояние 10 м, высота 8 м, бесконечно широкая стена. $$\theta_C = \arctan(0{,}8) = 38{,}66 \text{ градуса}.$$ Солнце поднимается выше крыши лишь примерно с 09:19 до 14:41 по солнечному времени, поэтому затенение длится около 6,63 часа, а остаточная инсоляция составляет около 5,37 часа из 12-часового дня.
Частые вопросы
Почему берётся высота над окном? Тень на окно отбрасывает только та часть здания, что находится выше вашей линии взгляда, поэтому используйте высоту крыши за вычетом высоты подоконника.
А как насчёт Южного полушария? Введите отрицательную широту: направление на заслоняющий объект станет северным (в сторону экватора), а уравнения остаются прежними.
Точны ли указанные часы? Они учитывают поправки на долготу и уравнение времени и дают близкие оценки первого порядка, но не принимают во внимание рефракцию, рельеф местности и переход на летнее время.
