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Cabo das Tormentas 1488

Ensaios sobre a Declinação Magnética e os Descobrimentos Portugueses

3.1 - O movimento aparente do Sol

23.04.19

Existem vários processos que permitem determinar com precisão a direcção do Norte geográfico. Alguns desses processos são muito antigos, já utilizados nas primeiras civilizações, como a grega ou egípcia por exemplo, nomeadamente através das culminações do Sol e da estrela Polar, embora a utilização desta última assentasse num processo de maior complexidade. Neste capítulo vamos abordar a utilização do Sol no processo de determinação do norte geográfico.

Comecemos por referir que a projecção vertical de um observador na esfera celeste é o seu Zénite. Na direcção oposta encontra-se o Nadir.

 

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O movimento aparente do Sol

 

Ao longo do ano, o Sol descreve um movimento aparente que se denomina por Eclíptica. A Eclíptica é a projecção sobre a esfera celeste da trajectória aparente do Sol quando observada a partir da Terra.

 

O eixo de rotação da Terra está inclinado em relação ao plano da sua órbita em torno do Sol em cerca de 23⁰ 27', sendo então este o valor definido pelo cruzamento do equador celeste e da eclíptica, tendo como consequência que o Sol descreve durante um ano um movimento aparente face ao equador que se situa entre os 23⁰ 27´N e os 23⁰ 27´S (valores aproximados).

 

O movimento aparente do Sol cruza o equador nos equinócios, os dias do ano em que a duração do dia e da noite é igual. Os dois equinócios definem o início da primavera e do outono. Os valores extremos (23⁰ 27´N e 23⁰ 27´S) tem a designação de solstícios, efeméride que define o início do verão e inverno.

 

O ângulo definido pelo equador celeste e pela eclíptica, chama-se declinação (δ) e tem influência directa na forma como vemos o Sol descrever o seu movimento aparente no Céu ao longo do ano.

 

(nota - consultar o capítulo 3.2 para um estudo mais detalhado da eclíptica)

 

 

Norte2.png

 

Movimento diário aparente do Sol

 

Durante o percurso diário aparente que o Sol descreve no céu num determinado lugar de observação, o Sol irá atingir a altura máxima em relação ao horizonte quando cruzar o meridiano (longitude) desse lugar. Nesse momento, o meio-dia solar, o Sol culmina nos azimutes (direcções) norte ou sul, dependendo da latitude do lugar e da declinação do Sol.

Um observador situado em Lisboa, e olhando para Sul, nos equinócios e nos solstícios verá o Sol descrever os movimentos que exemplificamos na figura nº 4. Todos os percursos (arcos) aparentes que o Sol descreve no Céu ao longo do ano estão situados entre os arcos extremos, ou seja aqueles que são percorridos pelo Sol durante os solstícios.

Os azimutes no nascimento e no ocaso são obviamente diferentes mas no caso de Lisboa o Sol culmina (altura máxima sobre o horizonte) sempre a sul.

 

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Fig. nº4 – Movimento aparente do Sol ao longo do ano nos céus de Lisboa

 

Quando o Sol se encontra no Solstício de Verão, ou seja com declinação (δ) igual a 23 º 27’ Norte, o Sol nasce em Lisboa pelo azimute 059º e o ocaso é pelo azimute 301, pelo que estamos perante o maior dia do ano. O inverso acontece no solstício de Inverno, com o Sol a nascer pelos 120º e o ocaso a acontecer aproximadamente nos 240º, constituindo assim a maior noite do ano. Nos equinócios (declinação nula), a duração dos dias é igual à das noites.

 

Para qualquer lugar situado no equador, a duração do dia é sempre igual à da noite, 12 horas, independentemente da posição do Sol no seu movimento aparente de translacção ao longo do ano.

 

Norte-Sul

Na figura 5,  as setas a vermelho identificam o caminho aparente do Sol quando está acima do horizonte.

 

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Fig. nº5 – Passagem meridiana do Sol

 

Num lugar cuja latitude é 45⁰ Norte, um observador situado nesse lugar verifica que o Sol cruza o meridiano do observador sempre no azimute (direcção) igual a Sul (180⁰). O momento da passagem do Sol pelo meridiano é aquele em que o Sol atinge máxima altura sobre o horizonte, o meio-dia solar (fig. nº6).

 

Norte5.png

 

Fig. nº6 – Passagem meridiana do Sol

 

Na figura 7, apresentamos um outro exemplo em relação às passagens meridianas do Sol, mas desta vez com o Sol a culminar a norte. As setas a vermelho identificam novamente o caminho aparente do Sol quando está acima do horizonte.

 

Norte6.png

Fig. nº7 – Passagem meridiana do Sol

 

Num lugar cuja latitude é 45⁰ Sul, um observador situado nesse lugar verifica que o sol cruza o meridiano sempre no azimute (direcção) Norte (360⁰). (fig. nº8)

 

Norte7.png

 

Fig. nº8 – Passagem meridiana do Sol