Zonnewijzer van de Maand - februari 2014

Culminatie-zonnewijzer

'Culmination Sundial' staat er boven een Engels artikel ¹⁾ van Ortwin Feustel, Duitsland, dat in december 2012 is gepubliceerd.
De benaming is nieuw in de gnomonica, maar de schrijver geeft aan dat het principe ervan in de literatuur al langer bekend is.
De werking van deze zonnewijzer wordt in het artikel wiskundig diepgaand uitgewerkt.

Het principe van de zonnewijzer is een plat vlak dat om een oost-west as geroteerd kan worden.
In het centrum staat haaks op dit vlak een gnomon, waarvan het eindpunt dienst doet als schaduwgevend punt in het lijnenpatroon met uur- en datumlijnen.
Deze gnomon moet dagelijks gericht worden op het culminatiepunt van de zon.
Dat is het punt waar de zon op de ware middag het hoogste punt aan de hemel bereikt en in het noorden of zuiden of zenit staat.

De culminatie-zonnewijzer is breedtegraad-onafhankelijk en zou dus ook als een reiszonnewijzer gebruikt kunnen worden.
Hieronder is het patroon van de zonnewijzer weergegeven, met de uurlijnen van 8 uur v.m. tot en met 4 uur n.m. en de datumlijnen voor de solstitia en equinoxen.

In horizontale stand is dit patroon op een breedtegraad van 0° te gebruiken op de beide equinoxen.
Dan is de culminatiehoogte van de zon 90° en wijst de gnomon naar het zenit. De inclinatie van het vlak is dan 0°.
Voor de solstitia ligt op deze breedtegraad het culminatiepunt op 66,5° in noordelijke of zuidelijke richting en wordt de inclinatie van het zonnewijzervlak 23,5°.
In het algemeen gezegd is op deze breedtegraad de inclinatie van het vlak steeds gelijk aan de absolute waarde van de zonsdeclinatie.

Binnen de keerkringen is de richting van het vlak naar noorden, zenit of zuiden gericht, afhankelijk van de datum.
Buiten de keerkringen is het vlak op het noordelijk halfrond steeds naar het zuiden gericht en op het zuidelijk halfrond naar het noorden.

Er is al aangegeven dat het lijnenpatroon van de culminatie-zonnewijzer onafhankelijk van de breedtegraad is.
Dezelfde zonnewijzer kan daarom op elke breedte worden gebruikt en is daarmee geschikt als reiszonnewijzer.
Ortwin Feustel geeft in zijn artikel een voorbeeld van een mogelijke uitvoering van zo'n zonnewijzer.
Op een voetstuk ligt een halve cilinder, waarvan het vlakke deel als zonnewijzer dienst doet.
Op de halve cilinder is een gradenverdeling aangebracht om de hoogte van de culminatie te kunnen instellen.
In de volgende schets is zijn voorbeeld overgenomen.

Fer de Vries

1) Ortwin Feustel, Duitsland, The Culmination Sundial, The Compendium, vol. 19, nr, 4, december 2012

Extra

In de culminatie-zonnewijzer gaan de datumlijnen allemaal door het voetpunt van de gnomon.
In de eerste figuur zijn er drie getekend voor het begin van de vier seizoenen.

Hieronder is nog een zonnewijzer te zien, waarop deze drie datumlijnen door één punt gaan.
Dit wordt bereikt door voor elke datumlijn een aparte gnomon te plaatsen.

Deze drie gnomons liggen ook op de noord-zuid lijn en de eindpunten ervan vallen samen met een imaginaire poolstijl.
De schaduwpunten ervan vallen daardoor op de uurlijnen van de zonnewijzer om de tijd af te lezen.

Verder dan dit beeld is er geen enkele relatie met de culminatie-zonnewijzer.

© Joan Olivares

Ontwerp en realisatie: Joan Olivares, Otos, Spanje

Bron: Website Ta-Dip van Reinhold Kriegler