Relógio de sol Altitude Horizontal

Relógio de sol de Altitude Horizontal: um mostrador de altitude (ou altura) em que linhas horárias, para diferentes datas, são delineadas em uma superfície horizontal. Um gnômon vertical estende-se ao longo de toda a extremidade superior da placa do mostrador. Se um gnômon vertical de pólo for usado, este é ajustado à data apropriada. Latitude específica.

Relógio de sol de Altitude: (ou mostrador de elevação): qualquer mostrador que use a altitude do Sol, em vez de seu azimute, para indicar o tempo. Geralmente não precisa ser alinhado na direção Norte-Sul.
Exemplos são mostradores de anel, de bandeira e de pastores. Os mostradores de altitude eram, frequentemente, incorporados em quadrantes e réguas dobráveis.

Altitude ou Altura (do Sol) (a, ALT): a distância angular do centro do disco do Sol acima do horizonte do observador (números negativos indicam que o Sol está abaixo do horizonte). É medido ao longo do plano principal para o centro do Sol e é o complemento da distância do zênite. Faz parte do sistema de coordenadas horizontais.

O relógio de sol de altitude horizontal indica o tempo pela altitude (ou altura) do Sol e depende da latitude e da época do ano. O relógio de sol deve ser projetado para uma latitude em particular. A Figura 1 ilustra o mostrador. As linhas horárias aparecem como linhas curvas, na placa do mostrador horizontal, entre as linhas de data verticais. O gnômon é, então, uma placa vertical através da extremidade da placa do mostrador ou um pino vertical que pode ser movido, de modo que alinhe com um dia em particular do ano.

A escala de data está inscrita abaixo do gnômon. Se móvel, uma vez que o gnômon está alinhado com a data apropriada, o mostrador é mantido de frente para o Sol e virado até que a sombra fique paralela às linhas de data. O tempo pode, então, ser lido. Se o gnômon for uma placa, o mostrador é mantido de frente para o Sol e virado até que a sombra fique perpendicular às linhas de data. O tempo pode, então, ser lido.  

Figura 1: Relógio de sol de Altitude Horizontal (CAD)

Um gráfico das linhas horárias pode ser desenhado em papel e anexado à placa do mostrador ou transferidas diretamente na superfície.

Como a altitude do Sol atinge um valor mais baixo, no início da manhã e no final da tarde, a sombra lançada pelo gnômon torna-se muito longa. Através da escolha do comprimento do gnômon G, pode ser determinado o comprimento S da sombra para a hora mais tardia ou mais cedo a ser mostrada. Isto é feito usando a equação fornecida abaixo. O comprimento L da placa do mostrador pode, então, ser estabelecido.
Uma vez que o comprimento é determinado, a largura da placa do mostrador pode ser escolhida.

Conhecendo as dimensões do gráfico, a largura pode ser dividida em 12 faixas que representam os 12 meses. Linhas adicionais podem ser colocadas, para dividir ainda mais os meses, em períodos menores.

A posição das linhas horárias pode agora ser determinada. Primeiro, a altitude do Sol "a" deve ser calculada para uma determinada hora (Tempo Aparente Local), de um determinado dia.
A distância S do ponto na linha horária, a partir da base do gráfico, é fornecida como a seguir:

S = G / tan a

onde G é o comprimento do gnômon and a é a altitude do Sol.

A Figura 2 ilustra o layout das linhas horárias para um mostrador de altitude horizontal, em intervalos de 30 minutos. Como este mostrador indica Tempo Aparente Local (TAL), as linhas horárias são simétricas próxima ao meio-dia. Os cálculos precisam apenas ser feito para as linhas horárias da manhã, uma vez que as da tarde são as mesmas. Isto é porque a altitude do Sol é a mesma para períodos de tempo equivalentes, antes e depois do meio-dia (TAL); por exemplo, 8:00 horas da manhã e 4:00 horas da tarde.

Figura 2: Linhas horárias do Relógio de sol de Altitude Horizontal - Tempo Aparente Local (SONNE/CAD)

A partir desta figura, pode-se ver que o mostrador é menos preciso, próximo do meio-dia, uma vez que as linhas horárias estão muito próximas uma das outras.

É possível estender o intervalo de tempo que o relógio de sol indicará, fixando um mostrador de altitude vertical, no final da placa de marcação de altitude horizontal mais distante do gnomon.
A Figura 3 ilustra este desenho.

Figure 3: Horizontal Altitude Sundial with Vertical Altitude Sundial (CAD)

Quando o comprimento da sombra S exceder o comprimento L do relógio de sol de altitude horizontal, ele começará a transformar-se num relógio de sol de altitude vertical.
A distância H para qualquer linha horária, a partir da base do mostrador de altitude vertical, pode ser determinada da seguinte forma:

H = (S-L) tan a

Foi convencionado que "S = G / tan a" e, como resultado:

H = G - (L tan a)

A Figura 4 ilustra o layout das linhas horárias para um relógio de sol de altitude horizontal e vertical combinado. Este é o mesmo relógio de sol mostrado na Figura 2, mas com o relógio de sol vertical adicionado.
As linhas de data são contínuas do relógio de sol de altitude horizontal para dentro do relógio de sol de altitude vertical.

Figura 4: Linhas Horárias Relógio de sol de Altitude Horizontal/Vertical - Tempo Aparente Local (SONNE/CAD)

É também possível corrigir as linhas horárias, com correção de longitude e Equação de Tempo.

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