Nerovnomerný pohyb Zeme okolo Slnka, spojený s kvázirovnomerným otáčaním okolo jej osi, vytvára pre pozorovateľa na Zemi, určujúceho čas pomocou slnečných hodín, ľahko pozorovateľné nerovnosti. Raz nám slnečné hodiny meškajú, inokedy idú popredu. Štyri dni v roku sa tieň ukazovateľa a ručičky presných hodín stretnú na rovnakom čase. Prvým v poradí je 15. apríl, Deň slnečných hodín.
Stredný slnečný čas je kvázi rovnomerne plynúci čas, určený hodinovým uhlom druhého stredného Slnka (definitoricky zvýšeným o 12 hodín; deň sa začína polnocou, nie poludním). Fiktívne teleso, ktoré sa pohybuje po svetovom rovníku a s prvým stredným Slnkom stretá iba dvakrát v roku; v okamihu jarnej a jesennej rovnodennosti. Prvé stredné Slnko je opäť fikciou, ktorá sa rovnomerne pohybuje po ekliptike (strednou rýchlosťou 0,01720290985 radiánu za stredný slnečný deň) a so skutočným stredom Slnkom sa stretá iba v okamihoch prechodu pericentrom a apocentrom. Ďalším, pre prax ale takmer zanedbateľným rozdielom je, že polohu skutočného, pravého Slnka, určuje hodinový uhol od pravého jarného bodu (ovplyvneného aj nutáciou), kým u stredného Slnka od stredného jarného bodu pre danú epochu (rok) ovplyvnený iba precesiou .
Rozdiel dĺžok pravého a stredného Slnka je tzv. časovou rovnicou, nezávislou od miesta pozorovateľa. Jej hodnota určuje, aký čas musíme pripočítať alebo odpočítať od údaja slnečných hodín, aby sme dostali stredný slnečný čas. Tento čas (koordinovaný s rotáciou Zeme, UTC) zväčšený o interval časového pásma (a väčšinu roka nanešťastie aj pre sezónu) by mali ukazovať presné hodiny (napr. rádiom riadené DCF, alebo čas z GPS).
Ďalšími dňami, v ktorých sa stredný a pravý čas stretajú sú v poradí 13. jún, 1. september a 26. december. Maximálne odchýlky ravého a stredného času dosahujeme v chladnom polroku; 11. februára slnečné hodiny idú napred o 14 min. a 12. sek., naopak 1. novembra meškajú o 16 min. a 30 sek. V teplom polroku nastávajú lokálne extrémy 25. júla, kedy slnečné hodiny meškajú o 6 min a 30 sek. a 14. mája, kedy idú napred o 4 min a 40 sek. Najčastejším zobrazením časovej rovnice je krivka nazývaná analéma.
15. apríl (ako aj ostatné vymenované dni) sú najvhodnejším obdobím na konštrukciu a nastavenie jednoduchých vodorovných slnečných hodín. V tento deň Slnko kulminuje na pravé poludnie miestneho pásmového času, teda v čase 12 h. 00 min – 4 min (λ° - 15°), kde λ je geografická dĺžka miesta. Na rozdiel 1° tak pripadajú 4 časové minúty, na 1´(uhlovú minútu) 4 časové sekundy. Napríklad pre pozorovateľňu Krajskej hvezdárne na Malom Dieli v Žiline (λ = 18°45´06,6“ E) kulminuje Slnko 15.4. o 15 min a 0,47 sek skôr, o 11 hod. 44 min. 59,53 sek. SEČ. V tomto čase mieri tieň presne zvislej tyče presne ku severnému bodu horizontu a predstavuje miestny poludník. Tyč smerujúca v tomto okamihu v rovine poludníka pod uhlom od vodorovnej roviny rovným geografickej šírke miesta (u nás konkrétne φ = 49°12´20.6“ N) mieri presne do severného svetového pólu a môže sa stať ukazovateľom slnečných hodín. Za priazne počasia môžeme v hodinových, či polhodinových intervaloch vyznačiť smer tieňa Slnka až po jeho západ a získame tak polovicu ciferníka slnečných hodín. Smery tieňa Slnka v čase od východu až po poludnie môžeme doplniť nasledujúci deň, alebo, ak máme rovinu číselníka presne vodorovnú, preniesť ich polohy osovou symetriou okolo smeru ku 12 hodine na opačnú stranu. Akékoľvek podrobnosti čitateľom radi priblížime elektronickou poštou.
Počas jari a leta môžeme plochu číselníka skrášliť rastlinami nízkeho vzrastu, s dobou kvitnutia rovnomerne rozvrhnutou počas celého vegetačného obdobia (plocha i časové čiary), unifikovať časové značky (rozmery a farba, rôzne polhodinové a hodinové čiary). Takéto slnečné hodiny, spolu s tabuľkami časovej rovnice, môžu slúžiť na záhrade, alebo inom bezpečnom mieste (ukazovateľ by mal byť primerane vysoký, aby sa pri náhodnom páde naň nestal úraz dospelým, ani deťom) počas celého roka.
RNDr. Miroslav Znášik, Krajská hvezdáreň v Žiline
|