Zonnewijzerpark Genk
5. Euro-meridiaan
De index: datumwijzer
De schaduw van het staafje is volledig zolang het, van het tafereel uit gezien, de zon geheel afdekt. Als we de diameter van de zonneschijf op 30' stellen, valt te berekenen dat dit het geval is zolang de declinatie groter is dan -2°11', oftewel van ca. 15 maart tot 28 september. Fig. 1 geeft een zomers voorbeeld.
| Fig. 1. De schaduw van het staafje kort na 12 uur (zonnetijd), op 17 juli 2001. Het zuiden is links. Het rood in de vlaggen (in het midden de Deense) is bijna geheel verbleekt. |
Het theoretisch verloop van de intensiteit van het zonlicht heb ik uitgerekend langs twee lijnen door het centrum van de schaduw, een oost-west verlopende lijn (verticaal in fig. 1) en een noord-zuid lijn, voor zeven declinaties van de zon tussen zomer- en wintersolstitium (fig. 2). De bijbehorende gegevens zijn in tabel 1 vermeld.
| Fig. 2. Berekende intensiteit van het zonlicht op het tafereel. De afstand is t.o.v. het centrum van de schaduw van het staafje, de intensiteit is t.o.v. de 'volle zon'. (A) Haaks op de meridiaanlijn. (B) langs de meridiaanlijn; negatief is zuid. Let op het verschil tussen de verticale schaal van A en B. |
| Tabel 1. De declinaties per dierenriem-maand en de horizontale afstanden van het centrum van de schaduw van het staafje tot de spleet voor de krommen in fig. 2. |
| kromme nr. | datum (ca.) | declin. (°) | afstand (m) |
| 1 | 21/6 | 23.44 | 1.43 |
| 2 | 21/5, 23/7 | 20.15 | 1.64 |
| 3 | 20/4, 23/8 | 11.47 | 2.27 |
| 4 | 21/3, 23/9 | 0.00 | 3.39 |
| 5 | 19/2, 23/10 | -11.47 | 5.26 |
| 6 | 20/1, 22/11 | -20.15 | 8.03 |
| 7 | 21/12 | -23.44 | 9.84 |
In fig. 2A zien we dat de schaduw gedurende iets meer dan het zomerhalfjaar volledig is: de krommen 1-4 liggen op de horizontale as. Dit zien we terug in fig. 2B, waar het intensiteitsprofiel langs de middaglijn ook tot nul daalt. In het winterhalfjaar wordt de schaduw 'verdund' met zonlicht dat boven en onder het staafje langs glipt. Tijdens de winterzonnewende is de intensiteit in het centrum van de schaduw ca. 23% van het maximum.
In de noord-zuid richting wordt de breedte van het staafje in de winter extreem uitgerekt. De 'kernschaduw' is bijna 20 cm breed en het geheel bijna 50 cm. Het intensiteitsverschil met het aangrenzende gedeelte van de lichtstreep is daarbij gering. Er zal dus nauwelijks van een begrensde schaduw sprake kunnen zijn.
Natuurlijk is dit maar de helft van het verhaal. Want schaduw betekent nog geen duisternis. Het zonlicht dat in de atmosfeer verstrooid wordt geeft beschaduwde plekken een zachte, hemelsblauwe belichting, zoals ook fig. 1 toont. Afhankelijk van de zonshoogte en de helderheid van de atmosfeer geeft de zon op onze breedte een verlichtingssterkte van maximaal zo'n 80 klx. De heldere hemel kan tot 25 klx geven, afhankelijk van de zonnestand, mate en aard van bewolking en obstakels in de omgeving. Deze waarde moet dus opgeteld worden bij de intensiteiten die in fig. 2 berekend zijn. En dan worden de contrasten opeens nog heel wat kleiner!
Ik maakte het kiekje van fig. 1 op een heldere dag met mooie witte wolken. Die dekten de zon om 12 uur natuurlijk juist af, maar zodra het zonnetje even door een dunne plek scheen, drukte ik af. De verlichtingssterkte in de schaduw was daardoor misschien wel de helft van die in de zonbeschenen delen.