Zonnewijzers



  • Tijd en datum
      Uit de positie van de zon aan de hemel kan de tijd van de dag worden afgeleid, alsmede de dag van het jaar. Immers, 's morgens komt de zon op in het oosten en gaat na de voltooiing van een grote boog 's avonds weer onder in het westen. In de middag is de hoogte van de zon boven de horizon maximaal en volgens afspraak is het dan 12:00 uur Ware Lokale Zonnetijd. Door de verdeling van een etmaal in 24 uren is de tijdsaanduiding op grond van de stand van de zon hiermee vastgelegd. Omdat de zon in de zomer een hogere boog aan de hemel beschrijft als in de winter kan met behulp van dit verschijnsel ook de dag van het jaar worden bepaald. Zo valt bijvoorbeeld het begin van de zomer op het moment dat de zon de hoogste middagstand bereikt en valt de winter in bij de laagste middagstand.
  • De zonnewijzer
      Een goed middel om de positie van de zon te herkennen is de zonnewijzer. De hoofdbestanddelen daarvan zijn een schaduwgever en een wijzerplaat, waarop de stand van de schaduw is af te lezen. De schaduwgever is in principe afgeleid van een rechte lijn die dezelfde richting heeft als de rotatieas van de aarde. De wijzerplaat kan alle mogelijke vormen en standen aannemen, maar dient wel de uren aan te geven in relatie tot de positie van de schaduw.
  • De ware lokale zonnetijd
      De tijd die de zonnewijzer aangeeft is de Ware Lokale Zonnetijd. Deze is gebaseerd op de afspraak dat het 12:00 uur is op het moment dat de zon het dagelijkse hoogste punt boven de horizon bereikt en op de regel dat een etmaal in 24 uren verdeeld wordt. Bovendien bevat ieder uur 60 minuten en iedere minuut nog 60 seconden.
      Wordt de Ware Lokale Zonnetijd aan een nader onderzoek onderworpen dan blijkt dat deze niet constant verloopt. In het begin van het jaar loopt de zon ongeveer een kwartier achter op het gemiddelde hiervan en gedurende de maanden november en december is de Ware Lokale Zonnetijd een kwartier voor. Deze effecten zijn merkbaar aan het gevoel dat in het voorjaar de dagen extra snel langer worden en aan de donkere dagen voor Kerst. De oorzaken voor deze variaties in de Ware Lokale Zonnetijd moeten worden gezocht in het feit dat de aarde met een variabele snelheid door de elliptische baan rond de zon beweegt en in het gegeven dat de rotatieas van de aarde niet loodrecht op het baanvlak staat. De Ware Lokale Zonnetijd die van de zonnewijzer wordt afgelezen is dus geen bruikbare tijd die ook met een goed lopende klok kan worden gevolgd. Middelen over een jaar geeft hiervoor een goede oplossing en leidt tot de Middelbare Lokale Zonnetijd.
  • De middelbare lokale zonnetijd
      Een speciale wiskundige methode toegepast op de Ware Lokale Zonnetijd geeft de wel constant verlopende theoretische Middelbare Lokale Zonnetijd. Het verschil tussen beide tijdsystemen wordt de Tijdvereffening genoemd. In onderstaande tabel is het aantal minuten gegeven waarmee de Ware Lokale Zonnetijd gedurende het jaar gecorrigeerd moet worden om de Middelbare Lokale Zonnetijd te krijgen. De tussenliggende waarden op de niet genoemde dagen kunnen worden geschat of zijn te vinden in de jaarlijks door de Stichting De Koepel uitgebrachte Sterrengids. Zie www.dekeoepel.nl



      Een goede indruk van de tijdvereffening kan worden verkregen door een jaar lang met een goed lopende klok het moment te bepalen, waarop bijvoorbeeld de schaduw van een vertikaal raamkozijn een bepaalde vaste richting aanneemt.

      Maak hierbij gebruik van het feit dat op 16 april, 13 juni, 1 september en 25 december de Ware en Middelbare Zonnetijd aan elkaar gelijk zijn en de Tijdvereffening dus 0 is.

      Ondanks het feit dat de Middelbare Lokale Zonnetijd constant verloopt kleeft er nog een groot probleem aan. Deze tijd is namelijk alleen geldig voor de locatie van de waarnemer. Door de rotatie van de aarde komt de zon in het oosten eerder op dan meer naar het westen. In Berlijn zal het dus eerder middag of 12:00 uur zijn dan in Amsterdam. De Ware en de Middelbare Lokale Zonnetijd zijn dus afhankelijk van de geografische lengte op aarde en dus van de hoekafstand van de waarnemer tot de nulmeridiaan van Greenwich. Deze eigenschap is ook niet praktisch voor een maatschappelijke tijdrekening.

  • De wereldtijd of universal time
      Het tijdsverschil tussen twee plaatsen met een verschil in geografische lengte van 15 graden bedraagt precies een uur, oftewel vier minuten per graad. Om de tijdrekening bruikbaarder te maken, is daarom de aarde ingedeeld in 24 tijdzones met voor ieder een geografisch lengteverschil van 15 graden. Bij de overgang tussen twee aan elkaar grenzende zones wordt de klok een uur verzet. Per zone is de klokkentijd overal dezelfde en in principe gelijk aan de Middelbare Lokale Zonnetijd die geldt voor de meridiaan die de tijdzone middendoor deelt. De belangrijkste tijdzone ligt ter weerszijden van de nulmeridiaan van Greenwich. De daar heersende Middelbare Lokale Zonnetijd wordt de Wereldtijd of Universal Time (UT) genoemd. Nederland bevindt zich nog helemaal binnen de tijdzone van Greenwich en zou dus eigenlijk de Wereldtijd als burgerlijke klokkentijd moeten voeren. Helaas is dat niet het geval. Omdat de sterrenkunde een internationale wetenschap is, wordt daarin over de hele wereld als tijdrekening wel de Universal Time (UT) gebruikt.

  • De midden europese zomertijd
      Om politieke en praktische redenen is het gebied, waartoe Nederland behoort, ingedeeld bij de tijdzone van de meridiaan van 15 graden oosterlengte, waar de Midden Europese Tijd heerst en zelfs gedurende de zomer de Midden Europese Zomertijd. De Midden Europese Tijd wordt uit de Wereldtijd afgeleid door er een uur bij op te tellen. De Midden Europese Zomer Tijd geeft nog 1 uur meer aan en het is een raadsel wat het nut hiervan is.

  • Van zonnetijd naar klokketijd
      De van de zonnewijzer afgelezen Ware Lokale Zonnetijd wordt met behulp van de tijdvereffening gecorrigeerd naar de Middelbare Lokale Zonnetijd. In één tijdzone ter breedte van 15 lengtegraden verlopen de Ware en Middelbare Lokale Zonnetijd precies één uur. In het oosten is het 60 minuten later dan in het westen. De locatie Delfzijl bevindt zich op 6 graden en 55 minuten oosterlengte, zodat het daar ongeveer 28 minuten later is dan op de nulmeridiaan en 32 minuten vroeger dan op de 15-graden meridiaan. Om de Middelbare Lokale Zonnetijd om te rekenen naar de Midden Europese Tijd dienen daar dus nog 32 minuten te worden bijgeteld. De verplaatsing van een zonnewijzer over een afstand van 20 km geeft een fout in de aflezing van ruim een minuut.

  • Conclusie



  • (W.T. Zanstra, maart 2011)