Elevación solar

La altitud solar o elevación solar, es el ángulo de altitud o ángulo de elevación entre los rayos del Sol y un plano horizontal (horizonte). El ángulo solar cenital es el ángulo cenital del Sol, es decir, el ángulo entre los rayos del sol en dirección vertical. Al mediodía solar, el ángulo cenital está en un mínimo y es igual a la latitud menos el ángulo de declinación solar. Esta es la base por la cual los antiguos marineros navegaban por los océanos.

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El ángulo cenital solar se utiliza normalmente en combinación con el ángulo de acimut solar para determinar la posición del Sol observada desde un lugar determinado en la superficie de la Tierra.

Fórmula

Se puede calcular, con una buena aproximación, usando la fórmula:$${\displaystyle \cos \theta _{s}=\sin \alpha _{s}=\sin \Phi \sin \delta +\cos \Phi \cos \delta \cos h}$$donde:

• ${\displaystyle \theta _{s}}$ is the solar zenith angle

• ${\displaystyle \,\theta _{\mathrm {s} }}$ es el ángulo solar cenital
• ${\displaystyle \alpha _{s}}$ es el ángulo de elevación solar, ${\displaystyle \alpha _{s}=90^{\circ }-\theta _{s}}$
• ${\displaystyle \,h}$ es el ángulo horario actual
• ${\displaystyle \,\delta }$ es la actual declinación solar
• ${\displaystyle \,\Phi }$ es la latitud local

Aplicaciones

Amanecer/Atardecer

El atardecer y el amanecer ocurren (aproximadamente) cuando el ángulo cenital es de 90°, donde el ángulo de la hora h₀ satisface^[1]$${\displaystyle \cos h_{0}=-\tan \Phi \tan \delta .}$$Las horas precisas de puesta y salida del sol ocurren cuando la extremidad superior del Sol, refractada por la atmósfera, parece estar en el horizonte.

Albedo

Un ángulo cenital medio diario ponderado, utilizado para calcular el albedo local de la Tierra, viene dado por$${\displaystyle {\overline {\cos \theta _{s}}}={\frac {\displaystyle \int _{-h_{0}}^{h_{0}}Q\cos \theta _{s}\,{\text{d}}h}{\displaystyle \int _{-h_{0}}^{h_{0}}Q\,{\text{d}}h}}}$$donde Q es la irradiancia instantánea.^[1]

Resumen de ángulos especiales

Por ejemplo, el ángulo de elevación solar es :

• 90° si estás en el ecuador, un día de equinoccio, a una hora solar de las doce
• cerca de 0° al atardecer o al amanecer
• entre −90° y 0° durante la noche (medianoche)

Un cálculo exacto se da en la posición del Sol. Existen otras aproximaciones en otros lugares.^[2]

Fechas aproximadas de puntos subsolares vs latitud superpuestas en un mapa del mundo, el ejemplo en azul denota el mediodía de Lahaina en Honolulu

Véase también

• Elevación
• Latitud
• Coordenadas horizontales
• Acimut solar
• Sol
• Orto
• Ocaso

• Acimut
• Ángulo de acimut solar
• Sistema de coordenadas horizontales
• Posición del Sol
• Trayectoria del sol
• Tiempo de tránsito del sol