Güneş Açıları Nelerdir ? Nasıl Hesaplanır ?

Güneş Açıları Nelerdir ? Nasıl Hesaplanır ? Giriş

Merhaba arkadaşlar bu yazımızda güneş açıları nelerdir ? nasıl hesaplanır konusunu ele alacağız. Güneş açılarının hesaplanması birçok bilimsel projede gereksinim arz etmektedir. Örneğin “Arduino ile Güneş Takip” veya “Çift Eksen Güneş Takip Sistemlerinin Geliştirilmesi” gibi bu ve bunun gibi literatürde geniş bir yer kaplayan projeler için güneş açılarının ne olduğunun bilinmesi ve hesaplarının yapılması gerekmektedir. Bu yazımızda tek tek bütün güneş açıları hesaplanarak amprik formülleri verilecektir. Ayrıca görseller üzerinden anlatım yapılacaktır. İlerleyen yazılarımızda C++ dili altyapısı ile bu açıların yazılımsal algoritmaları çıkartılarak bir güneş takip programı tasarlanacaktır. Eğer sizde bu ve bunun gibi projeler geliştirmek istiyor ve desteğe ihtiyaç duyuyorsanız Proje Hizmeti sayfamızdan bize ulaşabilirsiniz.

Güneş Açıları Nelerdir ?

Güneş açıları incelenirken bazı belli başlı açılar ve trigonometrik altyapıya sahip olmanız gerekmektedir. Bunun nedeni aşağıda verilecek olan hesaplamaların temel trigonometri ve matematiksel modellemeler içermesidir. Güneş açıları, Güneş’in bir nesneye olan konumunu ifade eden açılardır. Bu açılar, genellikle astronomi, coğrafya, mimari ve enerji sistemleri gibi birçok alanda kullanılır. Aşağıda güneş açılarının açıklamaları ve hesapları verilmiştir.

Enlem ve Boylam Açısı Nedir ?

Enlem ve boylam açıları, bir noktanın dünya yüzeyindeki konumunu belirlemek için kullanılan koordinat sistemlerindeki ölçülerdir.

Enlem Açısı (Latitude): Enlem, bir noktanın ekvatora olan uzaklığını ölçen bir açıdır. Ekvator, dünya üzerindeki enlem çizgilerinin başlangıç noktasıdır ve ekvatordan kuzey veya güneye doğru ölçülür. Enlemler, derece (°) birimi kullanılarak ifade edilir ve ekvatora olan uzaklıkla ilişkilidir. Kuzey yarımkürede enlemler pozitif, güney yarımkürede ise negatif olarak ölçülür. Örneğin, 40° kuzey enlemi, 40 derece kuzeydeki bir noktayı ifade eder.

Boylam Açısı (Longitude): Boylam, bir noktanın Greenwich Meridyeni’ne olan uzaklığını ölçen bir açıdır. Greenwich Meridyeni, dünya üzerindeki boylam çizgilerinin referans noktasıdır ve başlangıç noktası olarak kabul edilir. Boylam dereceleri, doğu veya batıya doğru ölçülür ve 0°’dan 180°’e kadar doğu, 0°’dan 180°’e kadar batı olarak ifade edilir. Bir noktanın doğu veya batı boylamı, o noktanın Greenwich Meridyeni’ne olan açısını belirtir. Örneğin, 30° doğu boylamı, Greenwich Meridyeni’ne 30 derece doğuda bir noktayı ifade eder.

Bu açılar, dünya yüzeyindeki herhangi bir noktanın koordinatlarını belirlemek için kullanılır. Enlem ve boylam koordinatları, coğrafi bilgi sistemleri (GIS), harita yapımı, navigasyon, hava durumu tahminleri ve birçok bilimsel araştırma alanında önemli bir rol oynar.

Yukarıdaki şekilde gösterilen A noktasının enlem açısı β (beta), boylam açısı ise α (alfa) olarak ifade edilmektedir.

Enlem ve Boylam Açısı Bulma (Hesaplama)

Enlem(φ) ve Boylam açısı bulma işleminin farklı yolları mevcuttur. Bunlardan en kolayı Google Map ile bulmaktır. İlgili linkten Google (We love Google :)) Map açtıktan sonra koordinatını almak istediğiniz yere gelip sağ tıkladığınızda açılan pencerede enlem ve boylam verileri karşınıza çıkacaktır.

Deklinasyon Açısı Nedir ?

Diğer bir güneş açımız ise Deklinasyon açısıdır. Deklinasyon açısı, bir gök cismi veya nesnenin gökyüzündeki ekvator düzlemine olan açısını ifade eden bir terimdir. Bu açı, gök cisminin yükseklik açısı ve boylam açısı gibi diğer gök mekanik koordinatları ile birlikte kullanılarak nesnenin tam konumunu belirlemede önemli bir rol oynar. Deklinasyon, özellikle astronomi alanında yaygın olarak kullanılan bir terimdir.

Deklinasyon açısı(δ), dünya ve güneş arasındaki açının dünyanın ekvator düzlemi ile yaptığı açıdır. Deklinasyon açısı, kuzey yarım küre için pozitif (+), güney yarım küre için negatif (-) değerlidir. Deklinasyon açısı, -23,45° ile +23,45° arasında değişmektedir.

Deklinasyon Açısı Hesaplama

Deklinasyon açısının hesabının yapılmasında başlıca 3 adet formül bulunmaktadır. Bunlar;

$δ = – 23,45 .cos⁡(360 / 365.(d + 10))$

$δ = 23,45 .sin⁡(360 / 365 .(d + 284))$

$δ = 23,45 .cos⁡(360 / 365 .(d – 81))$

Yukarıdaki formüllerde verilen d, Julian Day (Julian Gün) değişkenini ifade etmektedir. Julian Day (d), günlerin sayısını sürekli bir şekilde numaralandırmak amacıyla kullanılan bir zaman ölçü birimidir. Örnek vermek gerekirse Ocak 21 tarihinin julian day değişkeni 21 dir. Çünkü bu değer Ocak 1 de dahil olmak üzere yılın kaçıncı gününde olduğumuzu ifade etmektedir.

Yukarıda bulunan 3 farklı deklinasyon açısı formülünden hangisini kullanacağınız tamamen size kalmıştır. Bu formüller sonuç olarak birbirine çok yakındır.

Şekilde de görüldüğü üzere bütün formüller hemen hemen aynı sonucu vermektedir. Ayrıca bu formüllere ek olarak PSA (Position Solar Algorithm) sonucu da bu formüllere denk bir çıktı verdiği görülmektedir.

Saat Açısı Nedir ?

Saat açısı, gökyüzündeki bir nesnenin (örneğin, Güneş, Ay veya bir yıldız) belirli bir gözlemcinin yerel saatine göre konumunu ifade eden bir açıdır. Saat açısı, bir gözlemcinin yerel saatine göre nesnenin doğu veya batıya ne kadar uzaklıkta olduğunu gösterir. Saat açısı, genellikle yerel güneş zamanına (LST – Local Solar Time) göre ölçülür.

Saat açısı, öğle saati öncesi (AM) ve öğleden sonra (PM) olmak üzere iki kısımda ölçülür. Öğle saati öncesindeki saat açıları negatif, öğleden sonraki saat açıları ise pozitif olarak ifade edilir. Saat açısı(ω), yerel güneş saatinin açısal değeri olarak ifade edilebilir. Saat açısı, öğle vakti 0° ‘dir. Saat açısı her saat başı 15 ° hareket etmektedir. Örnek vermek gerekirse öğleden önce saat 11’de saat açısı -15 °, öğleden önce saat 10’da -30 ° son olarak ise öğleden sonra saat 13’de saat açısı +15 ° olmaktadır. Genel olarak hesabı bu şekilde yapılmaktadır. Ancak bir program veya yazılım dahilinde hesaplanması gerektiğinde aşağıdaki formül kullanılmaktadır.

Saat Açısı Hesaplanması

$ω = 15.((LH + (LM / 60)) – 12)$

Formülde verilen ω, saat açısını LH (local hour), yerel saat, LM (local minute), yerel dakikayı temsil etmektedir.

Güneş Yükseklik Açısı Nedir ?

Güneş Yükseklik Açısı (α), Güneş’in gökyüzündeki bir noktanın yerel yatay düzleme olan yüksekliğini ölçen bir açıdır. Bu açı, Güneş’in gökyüzündeki konumunu belirlemek için kullanılır. Yükseklik açısı, bir gözlemcinin yerel gökyüzündeki bir noktadan Güneş’e doğru olan açıyı ifade eder.

Güneş yükseklik açısı, sabahın erken saatlerinde düşük bir değerle başlar, öğle saatlerinde maksimum değere ulaşır ve akşam saatlerinde tekrar düşer. Güneş yükseklik açısı, yerel saat ile Güneş’in gökyüzündeki konumu arasındaki ilişkiyi yansıtır. Güneş doğarken ve batarken yükseklik açıları düşüktür, öğle saatinde ise en yüksek değerine ulaşırlar.

Güneş Yükseklik Açısı Hesaplama

Güneş yükseklik açısı aşağıdaki formül ile hesaplanmaktadır.

$α = sin^{- 1} ⁡[sin⁡(δ) sin⁡(ϕ) + cos⁡(δ) cos⁡(ϕ) cos⁡(ω) ]$

Yukarıdaki formülde deklinasyon, enlem ve saat açısı değişkenlerine bağlı olarak güneş yükseklik açısı hesaplanmıştır.

Zenith (Zenit) Açısı Nedir ?

Zenith Açısı (ζ), gözlemcinin bulunduğu noktadaki gökyüzündeki bir nesnenin en üst noktasından yerel düzlemine olan açıyı ifade eder. Zenith, gökyüzündeki bir noktanın doğrudan gözlemcinin başının üzerinde olduğu yerdir.

Yukarıdaki şekilde “z” indeksine sahip açı Zenit Açısı, “el” indeksine sahip açı ise güneş yükseklik açısıdır. Zenit ve Güneş Yükseklik Açıları tümleyen açılardır. Bunun anlamı bu iki açının toplamı 90 °‘e eşit olmasıdır.

Zenith (Zenit) Açısı Hesaplama

$ζ=90-α$

Formülü üzerinden hesaplanmaktadır.

Azimut Açısı Nedir ?

Azimut Açısı (ɣ), bir noktanın gözlemcinin yerel yatay düzleme göre yönünü belirten bir açıdır. Bu açı, genellikle kuzeyi referans alarak saat yönünde ölçülür ve derece birimi kullanılır. Azimuth açısı, gözlemcinin bakış hattının yerel yatay düzleme olan açısını belirler.

Azimut açısı, belirli bir noktanın gözlemcinin göz hizasında hangi yönde bulunduğunu gösterir. Kuzey genellikle 0° veya 360° olarak alınır, ve ardından diğer yönlere göre açılar belirlenir. Örneğin, doğu 90°, güney 180°, batı 270° olacaktır.

Azimut Açısı Hesaplama

$γ = cos^{-1} ⁡[sin⁡(δ) cos⁡(ϕ) – cos⁡(δ) sin⁡(ϕ) cos⁡(ω) ] / cos⁡α$

Yukarıdaki formül incelendiğinde azimut açısının deklinasyon, enlem, saat açısı ve güneş yükseklik açısına bağlı olarak değiştiği görülmektedir.

Bu tarzda daha fazla içerik için Akademi sayfamızı ziyaret edebilirsiniz. Ayrıca ilerleyen dönemlerde yapacağımız güneş takip projeleri için bizi takipte kalabilirsiniz. Sizin de güneş açıları ile ilgili hesap veya proje ile ilgili danışmanlığa ihtiyacınız var ise Proje Hizmeti sayfamızdan bizlere ulaşabilirsiniz. Değerli takipçilerimiz, sizlerle bilişim dünyasında harika bir yolculuk yaşıyoruz. Bilgiyi paylaşma, öğrenme ve keşfetme tutkusunu birlikte yaşıyoruz. Siz de bu heyecanlı serüvenimize katılmak ve bizi desteklemek isterseniz, bizi sosyal medyada takip etmeyi unutmayın!