Známe-li maximální výšku Slunce nad obzorem h_max, a okamžik, kdy této maximální výšky dosáhlo, tj. okamžik pravého poledne UT_ln (ln jako local noon, UT protože je třeba vyjádřit jej ve světovém čase), pak je spočtení zeměpisných souřadnic relativně jednoduché:
Zeměpisná šířka = 90° - h_max + DE, kde DE je deklinace Slunce v okamžiku UT_ln,
Zeměpisná délka = (UT_ln - GN)*15, kde GN (Greenwich noon) je čas, kdy nastává v daný den pravé poledne v Greenwich.
Musíme tedy znát ještě dva údaje: DE a GN. V praxi se oba určují interpolací z astronomických tabulek, ale nejsme-li někde v záchranném člunu uprostřed oceánu, můžeme si dovolit luxus nějakého astronomického softwaru nebo webové služby :-).
Šárka měří polední výšku Slunce
Samotné měření výšky Slunce není právě triviální záležitost. Především: tam, kde není moře, není ani ideální horizont (měřit výšku nad skutečným horizontem, daným okolními kopci, by mohl jen naprostý diletant :-). Je tedy třeba vypomoci si tzv. horizontem umělým. Tím je hladina nějaké kapaliny (případně to může být i zrcátko se stavěcími šrouby a vodováhami, které ustavíme přesně do horizontální roviny), kterou využijeme jako dokonale vodorovné zrcadlící plochy. To, co pak měříme, není výška Slunce nad horizontem, ale úhlová vzdálenost Slunce na obloze, od jeho odrazu v hladině kapaliny. Naměřený údaj pak vydělíme dvěma a dostaneme výšku. A zde narážíme na první komplikaci.
Sextant, který mám k dispozici já (Davis Mark 3, v čechách k dostání asi za 1500 Kč v Avar-Yachtu) má maximální rozsah stupnice 100°, a pochybuji, že se u ostatních sextantů tento údaj výrazně liší. Na moři, kde měříme výšku nad (skutečným) horizontem, je vše bez problémů, protože výška nad obzorem (čehokoliv) nemůže být nikdy větší než 90°. Jak ale píšu výše, při měření s umělým horizontem měříme ve skutečnosti dvojnásobek výšky. Jakýkoliv objekt, který je více než 50° nad obzorem, již tedy nezměříme. A to u nás v Čechách v létě Slunce je (o slunovratu až cca 63,5°). I to byl jeden z důvodů, proč jsme v létě v Úpici nemohli měřit polední výšku, a museli měřit jen dopoledne a odpoledne, dokud bylo Slunce dostatečně nízko. Pod 50° v poledne klesne u nás Slunce teprve na přelomu srpna a září.
Do umělého horizontu, což je v podstatě libovolná nádoba, můžeme nalít jakoukoliv kapalinu, ale měla by splňovat alespoň dvě kritéria: 1. být dostatečně tmavá, abychom si byli jisti, že to, co vidíme, je opravdu odraz Slunce od hladiny a ne od dna nádoby. 2. být dostatečně vazká, aby se hladina nevlnila kvůli otřesům a větru. Po staletí se umělé horizonty plnily kapalinou, která obojí splňovala výtečně - rtutí. Bohužel naše hysterická doba, v níž je třeba složitě evidovat téměř každou kapku této "strašlivě nebezpečné látky", už toto neumožňuje. Různé návody proto doporučují použít např. přeslazený černý čaj, nebo vyjetý motorový olej. Ten poslední se mi zatím velice osvědčil.
Ani vyjetý olej ale ve větru nezůstává v klidu, jak jsme se přesvědčili v Úpici. Umělý horizont je proto nejlépe vytvořit uzavřený, se dvěma skleněnými stranami, abychom viděli na hladinu. Moje amatérská úprava využívá místo skla průhledné fólie, u níž zcela jistě nelze zaručit planparalelnost obou povrchů, a proto je možné, že do měření vnáší jistou chybu.
Umělý horizont ve větruodolné úpravě
Máme tedy vše potřebné a můžeme měřit. Protože se výška Slunce kolem pravého poledne mění jen málo, je stanovení její maximální hodnoty jednoduché. Ze stejného důvodu je ale téměř nemožné poznat přesný okamžik, kdy Slunce této maximální výšky dosáhlo. Oficiální návod praví: "výšku měříme každé tři minuty. Zhruba půl hodiny před polednem si výšku zaznamenáme, a pak měříme a měříme, a čekáme na okamžik, kdy Slunce opět klesne na tu samou výšku. Okamžik pravého poledne se pak určí jako střed mezi těmito dvěma časy." To lze ale provést pouze pokud je člověk sám a obloha je naprosto jasná. Pokud se lidé v měření střídají, a ještě do toho chodí mraky, tak to opravdu nejde.
Proto měříme tehdy, kdy se zrovna dá. Výsledkem je série měření, z nichž je třeba maximální výšku a její okamžik nějak vydedukovat. Například proložit měření parabolou a z jejích koeficientů spočítat souřadnice jejího vrcholu. To jsme provedli, a zde jsou výsledky (zároveň jsem polohu na místě změřil pomocí GPS):
Sajri:
šířka: 49° 29' 38"
délka: 14° 36' 37"
Šárka:
šířka: 49° 27' 33"
délka: 14° 24' 17"
GPS:
šířka: 49° 39' 17"
délka: 14° 40' 29"
Oba jsme tedy asi o 10' jižněji v šířce, já o 4' a Šárka o 16' západněji v délce. Vzhledem k tomu, že 10 šířkových minut představuje asi 18,5 km, na širém oceánu bychom se zřejmě neztratili :). Sextant Davis Mark 3 ale v principu umožňuje měřit úhel s přesností na 2', tj. 1/15 průměru slunečního kotouče. Rozlišit pouhým okem takový detail už chce ale zřejmě dost praxe. Nelze také vyloučit systematickou chybu sextantu, případně zmiňovaných fólií umělého horizontu (pro rýpaly: korekci sextantu na 0 jsem provedl, ale nechtěl tím prodlužovat již tak dost dlouhý text :).
Změřené výšky proložené parabolami.
Obrázek byl aktualizován o skutečné výšky Slunce, podrobnosti v dalším příspěvku.
Žádné komentáře:
Okomentovat