Wszystkie artykuły · 6 min czytania

Jak nisko stoi słońce w grudniu w Polsce?

W dniu zimowego przesilenia słońce w południe wznosi się nad horyzont tylko na ok. 14° w Warszawie i ok. 12° w Gdańsku — tak nisko, że wszystko rzuca cień prawie cztery razy dłuższy od własnej wysokości.

Rachunek dla grudniowego słońca

Wysokość słońca w południe oblicza się ze wzoru 90° − szerokość geograficzna + deklinacja. W dniu zimowego przesilenia, około 21 grudnia, deklinacja słońca jest najniższa: −23,4°. Rachunek wygląda więc tak: 90° − szerokość geograficzna − 23,4°. Wzór obowiązuje wszędzie na półkuli północnej — podstaw własną szerokość geograficzną, jeśli mieszkasz gdzie indziej.

Podstawione dla czterech polskich szerokości geograficznych:

• Kraków, 50,1° N: 90 − 50,1 − 23,4 = 16,5°
• Warszawa, 52,2° N: 90 − 52,2 − 23,4 = 14,4°
• Szczecin, 53,4° N: 90 − 53,4 − 23,4 = 13,2°
• Gdańsk, 54,4° N: 90 − 54,4 − 23,4 = 12,2°

Cała Polska mieści się więc w przedziale od ok. 12 do ok. 17 stopni w dniu zimowego przesilenia. Dla porównania, w czasie letniego przesilenia słońce stoi w Warszawie na ok. 61° (90 − 52,2 + 23,4), a w Krakowie na ok. 63°. Grudniowe słońce stoi więc, innymi słowy, poniżej jednej czwartej wysokości słońca czerwcowego.

Te liczby dotyczą samego słonecznego południa — chwili, w której słońce stoi na południu. To nie jest godzina 12 na zegarku. W czasie środkowoeuropejskim słoneczne południe wypada zimą między ok. 11:25 a 12:00, zależnie od tego, jak daleko na wschód lub zachód kraju się znajdujesz; na Podkarpaciu słoneczne południe jest wcześniej niż w Szczecinie nawet o pół godziny.

Gdzie grudniowe słońce wschodzi i zachodzi?

W grudniu słońce nie wschodzi na wschodzie. Kierunek wschodu słońca wynika ze wzoru cos(azymut) = sin(deklinacja) ÷ cos(szerokość geograficzna), gdzie azymut mierzy się od północy zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

Dla 52,2° N w dniu zimowego przesilenia: sin(−23,4°) = −0,397, cos(52,2°) = 0,613, a −0,397 ÷ 0,613 = −0,648. Daje to azymut ok. 130° — południowy wschód. Słońce zachodzi odpowiednio około 230°, na południowym zachodzie.

Grudniowe słońce pokonuje więc tylko południową część nieba, po płaskim łuku od południowego wschodu przez południe do południowego zachodu. Wszystko, co stoi w tej ćwiartce — sąsiedni dom, szczyt, żywopłot ze świerków, wiata — może odebrać oknu całe dzienne słońce.

Jak długi jest dzień?

Długość dnia można policzyć ze wzoru cos(kąt godzinny) = −tan(szerokość geograficzna) × tan(deklinacja), po czym dzień trwa 2 × kąt godzinny ÷ 15 godzin.

Dla Warszawy w dniu zimowego przesilenia: tan(52,2°) = 1,294, tan(−23,4°) = −0,433, a −1,294 × (−0,433) = 0,560. Daje to kąt godzinny 56,0°, czyli 2 × 56,0 ÷ 15 = 7,5 godziny, około 7 godzin i 30 minut.

To czysto geometryczny dzień, mierzony do środka tarczy słońca na horyzoncie. Rzeczywisty dzień jest nieco dłuższy, bo atmosfera załamuje światło i unosi słońce, a dzień liczy się od górnego brzegu tarczy. Zwykle dodaje to około kwadransa. Na północy dzień jest krótszy: ten sam rachunek dla Gdańska (54,4°) daje geometrycznie niecałe 7 godzin i 5 minut, a na południu, w Krakowie, prawie 7 godzin i 50 minut.

Cienie: mnóż przez cztery

To, co sprawia, że z grudniowym słońcem trudno żyć, nie jest przede wszystkim krótki dzień. To długość cienia. Cień przedmiotu to wysokość ÷ tan(wysokość słońca).

Przy słońcu 14,4° nad horyzontem tan(14,4°) = 0,257, więc cień wynosi wysokość ÷ 0,257 = wysokość × 3,9. Kilka przykładów dla Warszawy w dniu zimowego przesilenia w południe:

• Człowiek o wzroście 1,8 metra rzuca cień o długości 7,0 metra.
• Płot z desek o wysokości 1,8 metra zacienia 7,0 metra ogrodu.
• Dom o wysokości 8 metrów do kalenicy rzuca cień o długości 31 metrów.
• Świerk o wysokości 12 metrów rzuca cień o długości 47 metrów.

A to jest południe, kiedy słońce stoi najwyżej. O godzinie 10 i o godzinie 14 w grudniu słońce stoi jeszcze niżej, a cienie są jeszcze dłuższe.

Praktyczny wniosek: jeśli chcesz wiedzieć, czy mieszkanie dostaje zimowe słońce, patrz daleko na południe — nie tylko na sąsiednią działkę. Dom oddalony o 30 metrów na południe nadal wchodzi w grę w grudniu, choć latem nigdy nikomu nie zasłania słońca.

Jak sprawdzić to dla własnego mieszkania

Metoda polega na porównaniu dwóch kątów. Pierwszy to wysokość słońca w danym dniu — około 14° w grudniu dla Warszawy. Drugi to kąt, pod jakim to, co stoi na południu, wznosi się, widziane z okna: arctan(wysokość ÷ odległość).

Przykład: sąsiedni dom ma 7 metrów do kalenicy i stoi 25 metrów na południe od okna salonu. 7 ÷ 25 = 0,28, a arctan(0,28) = 15,6°. To więcej niż 14,4° grudniowego słońca w Warszawie, więc salon w południe w dniu zimowego przesilenia leży w cieniu — choć dom stoi 25 metrów dalej. Żeby się z cienia wyrwać, musiałby stać co najmniej 7 ÷ 0,257 = 27 metrów dalej.

Zwróć uwagę, że pomiar trzeba wykonać z okna, a nie od furtki — i że okno salonu na parterze widzi wyższy kąt zacienienia niż to samo okno na pierwszym piętrze. Jedna kondygnacja wyżej może decydować o tym, czy w grudniu jest cień, czy słońce.

Co zrobić z niskim zimowym słońcem

• Postaw na okna południowe. Pionowa szyba od południa dostaje zimą faktycznie najwięcej energii słonecznej, bo niskie słońce pada na szkło prawie prostopadle. To jedyna strona świata, która w grudniu cokolwiek daje.
• Usuń lub przytnij to, co nisko zacienia od południa. Żywopłot o wysokości 1,8 metra zabiera w grudniu 7 metrów ogrodu; przycięty do 1,2 metra zabiera 4,7 metra.
• Wybieraj pokoje dzienne według pory roku. Pokój, który jest cudowny w lipcu, może od listopada do lutego tkwić w ciągłym cieniu. Sprawdź jedno i drugie, zanim się urządzisz.
• Postaw na jasne powierzchnie od południa. Gdy bezpośredniego słońca jest mało, więcej znaczy światło odbite. Jasny taras lub ściana szczytowa od południa wpuszcza przez okno wyraźnie więcej światła dziennego niż ciemna.
• Spójrz na dolną krawędź okna. Niskie zimowe słońce wpada niemal poziomo i zatrzymuje je nawet niski parapet lub zewnętrzna balustrada tuż za szybą.

Dlaczego warto to policzyć przed zakupem

Mieszkania najczęściej pokazuje się w jasnych miesiącach, a ogród może wyglądać na słoneczny w maju, gdy słońce stoi w południe na ponad 55 stopniach i omija wszystko. Ten sam ogród może leżeć w ciągłym cieniu od listopada do stycznia, gdy słońce w południe nie wychodzi powyżej ok. 24 stopni, a w grudniu zaledwie ok. 14. Tej różnicy nie widać na prezentacji w wiosennym słońcu — trzeba ją policzyć albo zasymulować.

W HouseSense ustawiasz na mapie położenie domu i kierunek północy, a nasłonecznienie w modelu 3D jest potem obliczane dla dokładnie tego adresu, tej daty i tej godziny, które wybierzesz. Jeśli ustawisz datę na 21 grudnia i godzinę 13:00, zobaczysz zimowe światło domu — nawet jeśli stoisz w środku sierpnia i patrzysz na dom w pełnym letnim słońcu.