Latitude e Longitude

Latitude (ø): é a posição angular de um lugar na superfície da Terra, medida ao Norte ou ao Sul do Equador. Valores positivos para o Hemisfério Norte e negativos para o Hemisfério Sul.

Longitude (): é a posição angular de um lugar na superfície da Terra, medida a Leste e a Oeste do Meridiano Principal que passa por Greenwich. Longitudes Oeste são positivas e a Leste são negativas.

Figura 1: Linhas de Latitude e Longitude

Para projetar um relógio de sol, a sua localização deve ser determinada. Seu desenho exige que você saiba a latitude do local onde ele será instalado. Com esta informação, o relógio de sol indicará o "Tempo Aparente Local" ou Hora Solar. A menos que o relógio esteja localizado no meridiano padrão para um determinado fuso horário, e você deseja corrigir isso, a longitude deve ser também conhecida. Conhecendo a longitude, o desenho de qualquer modelo poderá ser ajustado para indicar o "Tempo Solar Zonal", ou a correção pode ser aplicada manualmente adicionando ou subtraindo alguns minutos do "Tempo Aparente Local".
Este tópico será discutido com mais detalhes na próxima seção.

Os seguintes dados e equações vêm de um velho almanaque de astronomia.

Terra:
Raio do Equador: 6.378,140 quilômetros
Raio Polar: 6.356,755 quilômetros
Raio Médio: 6.371,004 quilômetros

Latitude:

1° de latitude = 111.133 - 0.559 cosseno (2 x latitude)  quilômetros
A tabela a seguir mostra a distância entre 1° (grau), 1' (minuto) e 1" (segundo) de latitude, bem como as alterações de latitude.

Tabela 1: Distância de Latitude vs Latitude

Longitude:

1° de longitude = 111.413 cosseno (latitude) - 0.094 cosseno (3 x latitude) quilômetros
A tabela a seguir mostra a distância entre 1° (grau), 1' (minuto) e 1" (segundo) de longitude, bem como as alterações de latitude.

Tabela 2: Distância de Longitude vs Latitude

A latitude e a longitude de sua localização podem ser determinadas a partir de um mapa. Existem também sites que fornecem essas informações. Se você possui, ou conhece alguém, com uma unidade de GPS (Global Positioning Systems), você, provavelmente, encontrará a sua latitude e longitude para o segundo mais próximo.

Mas quão precisamente você deve determinar sua latitude e longitude ?

1° de longitude é equivalente a 4 minutos de tempo. Se você determinar a longitude para próximo de 1', o erro introduzido é 4 segundos. Pela Tabela 2, o relógio de sol poderia ser posicionado em qualquer lugar, em uma pequena comunidade (como a nossa). O erro de latitude é mais difícil de ilustrar, mas a Tabela 3, a seguir, é uma lista dos ângulos horários, em graus, para um relógio de sol Horizontal calculado a 50°, 50° 1 ' e 51° de latitude. Esta comparação mudaria, em latitudes diferentes, mas provavelmente ilustraria bem este ponto.

Tabela 3: Efeitos da Latitude

Observe que 1' (um minuto) = 0,0166667° e 1" (um segundo) = 0,000277778°. Pela Tabela 3, um erro de 1' de latitude, afeta a segunda casa decimal dos ângulos horários. Considere, também, que um lápis bem apontado desenhará uma linha de aproximadamente 0,5 mm de largura. Se você desenhar uma linha horária de 12 polegadas de comprimento (cerca de 30,5 centimetros) com este lápis, a abertura do ângulo da linha, a 12 polegadas do ponto de origem, será cerca de 0,094°. Isto é, significativamente, mais do que a alteração causada por um erro de latitude de 1' (um minuto).

O ponto seria que, se você tiver mão firme, o seu relógio de sol estando a poucos minutos de distância do correto, não representaria muita diferença.