Artikel van de Maand - juni 2005

Constante bezonningsduur

In de grafiek hieronder is voor een zuidwijzer in Utrecht op 52 graden noorderbreedte de bezonningsduur voor het gehele jaar weergegeven. De gebruikte tijd in de grafiek is de zonnetijd.

In de herfst en winter is de bezonningsduur gelijk aan de tijd dat de zon boven de horizon is en dat is maximaal twaalf uur.
In de lente en zomer is weliswaar de zon langer dan twaalf uur boven de horizon, maar de bezonningsduur van de zuidwijzer loopt terug tot ongeveer negen en een half uur op de langste zomerdag.
Dit komt omdat de zon voor een deel van de tijd achter het zonnewijzervlak staat.

We zien dat de bezonningsduur voor de zonnewijzer in de loop van het jaar varieert.
Zo moet voor elk vlak de bezonningsduur worden nagegaan om te bepalen welke uurlijnen wel of niet op een zonnewijzer nuttig zijn.
Meer hierover is te lezen in Artikel van de Maand februari 2003 .

Hierna gaan we voor Utrecht een zonnewijzer voorstellen die het gehele jaar door eenzelfde bezonningsduur heeft.
Per definitie kan dat zonnewijzervlak dan nooit meer zon ontvangen dan de tijd die de zon op de kortste dag boven de horizon staat.
Voor Utrecht is dat ongeveer zeven en een half uur.

Een en ander is te realiseren met een zonnewijzervlak dat inclineert en declineert.
Voor Utrecht worden de waarden daarvoor:
inclinatie: 118.384 graad
declinatie: -40.249 graad.
Het vlak helt als een oude muur ruim 28 graad voorover.
Het verlengde van de muur snijdt de horizon in het noordoosten, waar op de langste dag de zon op komt.
De stijlverheffing voor deze zonnewijzer is dan -52 graad. Het zonnewijzervlak is gelijk aan het horizontale vlak op 52 graden zuiderbreedte.

In de volgende grafiek is de bezonningsduur voor dit vlak weergegeven en het gehele jaar door is die bezonningsduur gelijk aan ongeveer zeven en een half uur vanaf zonsopgang.

Hoe zo'n zonnewijzer er in werkelijkheid uit kan komen te zien wordt hieronder in een ontwerpschets weergegeven.
De zonnewijzer geeft zonnetijd.
Merk op dat de 12 uur middaglijn nu niet verticaal staat.

Opmerking 1:
Ook het vlak met:
inclinatie: 118.384 graad
declinatie: +40.249 graad
voldoet aan het gegeven van gelijke bezonningsduur.
Deze loopt dan van zeven en een half uur voor zonsondergang tot zonsondergang.

Opmerking 2:
Er zijn meer vlakken die aan de eis van een constante bezonningsduur voldoen, maar de waarde wordt dan kleiner.
Het gegeven voorbeeld bereikt de maximale constante bezonningsduur.

Fer de Vries