Zonnestand berekenen – zonnebaan, zonsopkomst en zonsondergang op de kaart

Waar staat de zon om vier uur 's middags boven mijn tuin, op welke kant moeten de ramen liggen om het avondlicht te vangen, en hoe lang is de schaduw van het nieuwe huis in december? Voor zulke vragen zijn twee hoeken nodig: de hoogte van de zon boven de horizon en het azimut, de kompasrichting gemeten met de klok mee vanaf het noorden. Deze tool berekent ze voor elke plek op aarde en elke datum en tijd. Kies een punt en de kaart krijgt een gele lijn richting zonsopkomst, een rode lijn richting zonsondergang en een oranje lijn richting de zon op het gekozen tijdstip, met de zonnebaan van die dag als boog: zie het als de hemel van bovenaf gezien, met het punt recht boven je in het midden en de gestippelde cirkel als horizon. Een donkere lijn toont op schaal de schaduw van een object met de hoogte die je kiest. Sleep de tijdschuif om de zon te zien bewegen, ga dag voor dag verder of kies een willekeurige datum. Het paneel geeft zonsopkomst en zonsondergang met hun richting, de zonnemiddag en de grootste zonnehoogte, de daglengte en hoeveel die verschilt van de dag ervoor, de burgerlijke, nautische en astronomische schemering, en het gouden en blauwe uur waar fotografen omheen plannen. Alle tijden staan in de eigen tijdzone van de plaats, en de tijden van zonsopkomst en zonsondergang van een heel jaar kunnen als CSV worden gedownload.

Zo werkt het

1. Klik op de kaart, zoek een plaats of stad, plak coördinaten of druk op “Mijn locatie gebruiken”.
2. Kies een datum en sleep dan de tijdschuif of druk op “Nu” om de hoogte, het azimut en de schaduw van de zon op dat moment te zien.
3. Lees zonsopkomst, zonsondergang, zonnemiddag, daglengte, schemering en gouden uur af in het paneel; de lijnen op de kaart tonen de richtingen.
4. Download het hele jaar als CSV, de lijnen als GeoJSON of KML, of kopieer de deellink.

Hoe nauwkeurig is het?

Hoe de stand wordt berekend

De stand van de zon komt uit de formules van de NOAA Solar Calculator, die de Astronomical Algorithms van Jean Meeus volgen: de lengte van de zon, de helling van de ecliptica, de declinatie en de tijdsvereffening voor het gekozen moment, omgezet in hoogte en azimut voor je breedte- en lengtegraad. We hebben ze getest tegen PyEphem, een astronomische bibliotheek die gebaseerd is op de planetentheorie VSOP87. Op 400 willekeurige plaatsen en momenten tussen 2020 en 2031 verschilden hoogte en azimut hooguit 0,015°, ongeveer een dertigste van de breedte van de zon.

Hoe zonsopkomst en zonsondergang worden gevonden

Zonsopkomst en zonsondergang zijn de momenten waarop het middelpunt van de zon 0,833° onder de horizon staat, de conventie van almanakken: 34′ voor de breking van het licht in de atmosfeer plus 16′ voor de halve zonneschijf, zodat de bovenrand een vlakke horizon net raakt. De tool volgt de zonnehoogte gedurende de hele lokale dag en vindt elke doorgang tot op de seconde, zodat middernachtzon en poolnacht zonder speciale gevallen uit de berekening komen. Op 400 willekeurige dagen tussen 65° Z en 65° N kwamen zonsopkomst, zonsondergang, burgerlijke schemering en zonnemiddag binnen 32 seconden overeen met PyEphem, en de helft ervan binnen 1,4 seconde.

Waar de berekening geen rekening mee houdt

De formules gaan uit van een vlakke horizon op zeeniveau en een standaardatmosfeer. Heuvels, gebouwen en bomen verbergen de zon eerder dan de berekende zonsondergang, vanaf een hoog uitzichtpunt zie je haar later ondergaan, en ongewone temperaturen buigen het licht meer of minder af: vlak bij de horizon kan de refractie een kwart graad variëren, wat de zonsopkomst op middelbare breedten een of twee minuten verschuift en bij de polen veel meer. De getoonde hoogte is de schijnbare, inclusief refractie; boven ongeveer 10° is het verschil heel klein.

Goed om te weten

De zonnemiddag valt zelden om 12.00 uur

De zon staat het hoogst op de zonnemiddag, die afhangt van je lengtegraad binnen de tijdzone, van de zomertijd en van de tijdsvereffening, die hem in de loop van het jaar tot 16 minuten verschuift. In Madrid valt de zonnemiddag in de zomer na 14.00 uur; in Shanghai al om 11.40 uur in november. De vroegste zonsondergang van het jaar valt daarom enkele dagen vóór de kortste dag, en de laatste zonsopkomst enkele dagen erna.

Definities van schemering en gouden uur verschillen

De burgerlijke, nautische en astronomische schemering eindigen wanneer de zon 6°, 12° en 18° onder de horizon staat. Het gouden uur heeft geen officiële definitie; de tool gebruikt de gangbare definitie van fotografen, de zon tussen 6° boven en 4° onder de horizon, en het blauwe uur tussen 4° en 6° eronder. Bij de evenaar duren ze zo'n twintig minuten; in de zomer in Scandinavië kunnen ze uren duren.

Schaduwen op een helling

De schaduwlengte geldt voor een verticaal object op vlakke grond: de hoogte gedeeld door de tangens van de zonnehoogte. Op een helling die van de zon af ligt, is de schaduw langer, en op een helling naar de zon toe korter. Bij een lage zon wordt de schaduw erg lang, dus de lijn op de kaart stopt bij 5 km.