Relógio de sol Azimutal ou de Azimute

Relógio de sol Azimutal (ou mostrador de azimute): qualquer mostrador que utilize o azimute do Sol para indicar o tempo. Ele, geralmente, precisa estar alinhado na direção Norte-Sul e tem um estilo vertical (se não tem dependência de altitude).

Azimute (do Sol) (A, AZ): O ângulo do Sol medido no plano horizontal e do Sul Verdadeiro. Os ângulos para o Oeste são positivos, aqueles para o Leste, negativos.
Assim sendo, Oeste é 90°, Norte é ± 180° e Leste -90°.

O mostrador azimutal indica o tempo pela direção do Sol. O mostrador deve ser projetado para uma latitude em particular. A Figura 1 ilustra um mostrador que é projetado para indicar o Tempo Aparente Local (TAL).
As linhas horárias aparecem como linhas curvas na placa do mostrador horizontal, entre as linhas de data circular. O gnômon é um pino vertical, localizado no centro do mostrador. O mostrador deve ser posicionado em uma superfície horizontal e orientado na direção Norte-Sul, como mostrado na figura. O tempo é lido observando a linha horária que a sombra do gnômon intersecta para um dia particular. 

Figura 1: Relógio de sol Azimutal - Origem Janeiro (SONNE/CAD)

O cálculo do azimute do Sol é fornecido pela seguinte equação:

A = arctan { sin (h) / [ sin ø cos (h) - cos ø tan dec ] }

onde h é o ângulo horário, ø é a latitude e dec é a declinação do Sol.

Para estabelecer as linhas horárias, o azimute do Sol é determinado para cada hora de interesse durante tantos dias, como é usual para o método de cálculo. A placa do mostrador é uma série de 13 círculos concêntricos que representam os 12 meses do ano. No centro destes círculos localiza-se o gnômon vertical. Estes círculos de data podem ser divididos, para maior detalhamento. Tendo determinado o azimute do Sol, para um determinado ângulo horário, a intersecção de uma linha, a partir do centro do mostrador com a data para o cálculo, dará um ponto para a linha horária. Este processo deve ser repetido, até que todas as linhas horárias sejam estabelecidas. Para um mostrador que indica o Tempo Aparente Local (TAL), como na Figura 1, as linhas horárias serão imagens espelhadas sobre a linha do meio-dia.

O relógio de sol da Figura 1 foi projetado em janeiro, próximo ao centro do mostrador. Poderia também ter sido estabelecido com dezembro perto do centro e resultaria em um relógio de sol um pouco diferente, visto como ilustrado na Figura 2. Note que uma Rosa dos Ventos pode ser incorporada ao centro do mostrador, para mostrar a direção do Sol. O layout dos pontos cardeais será oposto ao do layout do mostrador.

Figura 2: Relógio de sol Azimutal - Origem Dezembro (SONNE/CAD)

É importante selecionar uma altura do gnômon que irá garantir sombra longa o suficiente para alcançar todos os pontos do mostrador. Sua altura dependerá do diâmetro da placa do mostrador. Os dois extremos para o comprimento da sombra serão:

Solstício de Verão (sombra mais curta) = G / tan (113.44 - ø)

Solstício de Inverno (sombra mais longa) = G / tan (66.56 - ø)

onde G é o comprimento do gnômon e ø é a latitude.

A sombra do gnômon deve ser capaz de alcançar esses círculos de data. A altura do gnômon, necessária para que a sombra alcance um dado círculo de data, pode ser determinada da seguinte forma:

G = r tan a

Onde "r" é o raio do círculo de data e "a" é a altitude (altura) do Sol. Execute este cálculo para os dois extremos dados acima.

Também é possível corrigir as linhas horárias com correção de longitude e a Equação de Tempo.