Hora Solar i Hora Oficial

L'HORA SOLAR
I
L'HORA OFICIAL

1. Estiu i hivern
Obtenir l'hora oficial a partir de l'hora solar no és un procés tant senzill com pensa la majoria de la gent.

D'entrada sabem que a l'hora solar cal sumar-hi una hora a l'hivern i dues hores a l'estiu.

Però això no és suficient, ni molt menys!!!!.

Cal efectuar dues correccions més.

2. Correcció deguda a la longitud del lloc on ens trobem

La Terra és esfèrica i gira (vista mirant per sobre del pol Nord) en direcció contrària a les agulles del rellotge.
Això fa, per exemple, que el Sol surti abans a Cadaqués que a Lleida. Per tant l'hora Solar depèn de la longitud del lloc on ens trobem.

L'hora oficial es pren amb referència al meridià de Greenwich. Fixem-nos en el mapa següent en la possició del meridià de Greenwich (meridià 0º); tota Catalunya es troba a l'est d'aquest meridià:

Per tant, a Catalunya, els rellotges de Sol s'avancen respecte a l'hora oficial. Com més a l'est del meridià de Greenwich ens trobem més aviat surt el Sol i per tant més s'avancen els rellotges de Sol.
En concret, els rellotges avancen 4 minuts de temps per cada grau que ens separem del meridià de Greenwich en direcció est. Per tant haurem de restar 4 minuts de temps per cada grau per obtenir l'hora oficial.

Exemples:

CIUTAT	*Latitud*	*Longitud*	Diferència de temps
Barcelona	41º 25' N	2º 10' E	8 minuts i 40 segons
Sant Feliu de Llobregat	41º 23' N	2º 02' E	8 minuts i 08 segons
Terrassa	41º 34' N	2º 00' E	8 minuts i 00 segons
Matadepera	41º 36' N	2º 01' E	8 minuts i 04 segons

3. Correcció deguda a l'inclinació de l'eix de la Terra i l'excentricitat de l'òrbita terrestre
    Si en un moment determinat ens fixem en la posició del Sol en el cel, i decidim que definim un dia com el temps que triga el Sol en tornar a la mateixa posició, resulta que només hi ha 4 dies l'any que duren 24 hores. Hi ha dos factors que afecten a la duració del dia, que s'estudien en els apartats 3.1 i 3.2:

3.1 L'eix de Rotació de la Terra està inclinat 23º 27'

    Aquest factor és molt important i provoca que la velocitat a la que es mou el Sol en el cel sigui variable (i per tant la duració del dia sigui variable).

    Si la Terra deixés de girar sobre el seu eix, aleshores un dia duraria exactament un any. El camí que recoreria el Sol en el cel seria el de l'eclíptica. En aquestes circumstàncies un rellotge de Sol avançaria una mitjana de 3 minuts i 56 segons al dia. Avançaria més ràpid quan el Sol es troba més lluny de l'horitzó i més a poc a poc quan estés prop de l'horitzó. Això es degut a que el pas del temps en el rellotge (i per tant la duració del dia) depèn de la velocitat a la que mou la projecció del Sol sobre l'equador celest (fixeu-vos que el recorregut diari solar és paral·lel a l'equador celest).

Per tant, la inclinació de l'eix de la Terra fa que d'avegades el Sol es mogui més ràpid (velocitat màxima en els solsticis) i d'avegades més a poc a poc (velocitat mínima en els equinoccis). Ara, hem d'afegir el moviment de rotació terrestre...
Però amb molt de compte...

El moviment del Sol sobre l'eclíptica és d'oest a est!!!

Per tant si hi afegim ara el moviment de rotació de la Terra, que fa que el sol es mogui sobre la seva trajectòria diària d'est a oest, la combinació dels dos moviments en direccions contràries dóna una velocitat mínima en els solsticis i màxima en els equinoccis.

Aquest factor per si sol faria que el màxim avançament i retardament fós de 10 minuts. L'avançament i el retardament seria nul en els solsticis i en els equinoccis i màxim en dates compreses entre solsticis i equinoccis:

21 de Desembre Solstici d'Hivern: el Sol es mou més a poc a poc i per tant els rellotges comencen a retardar-se.

5 de Febrer: màxim enderrariment de 10 minuts. A partir d'ara ens acostem a l'equinocci de primavera i per tant el Sol comença a accelerar el seu moviment.

21 de Març Equinocci de primavera: enderrariment zero. El Sol es mou a velocitat màxima i partir d'aquesta data el rellotges de Sol comencen a avançar-se.

5 de Maig: màxim avançament de 10 minuts. A partir d'ara el Sol s'acosta al solstici d'estiu. Perd velocitat i perdem avançament.

21 de Juny, Solstici d'Estiu: avançament zero. El Sol es mou a velocitat mínima i els relotges comencen a retardar-se.

5 d'Agost: màxim enderrariment de 10 minuts. A partir d'ara ens acostem a l'equinocci de tardor i per tant el Sol comença a accelerar el seu moviment.

23 de Setembre Equinocci de tardor: enderrariment zero. El Sol es mou a velocitat màxima i partir d'aquesta data el rellotges de Sol comencen a avançar-se.

5 de Novembre: màxim avançament de 10 minuts. A partir d'ara el Sol s'acosta al solstici d'hivern. Perd velocitat i perdem avançament.

21 de Desembre, Solstici d'Hivern: avançament zero. El Sol es mou a velocitat mínima i els rellotges comencen a retardar-se.

En el gràfic següent, la línea lila expressa l'avançament del rellotge de Sol en funció del temps degut a l'inclinació de l'eix de la Terra:

3.2. L'excentricitat de l'òrbita de la Terra
La velocitat a la que la Terra gira al voltant del Sol no és constant. La Terra es mou més depressa a l'hivern (quan estem més a prop del Sol) que a l'estiu (quan estem més lluny). La velocitat màxima es produeix el 3 de Gener i fixem-nos que no coincideix amb el solstici d'hivern.

Pensa que si la Terra no tingués moviment de rotació, el Sol es mouria d'oest a est. Per tant, aquest factor tendeix a accelerar el Sol durant el solstici d'estiu i tendeix a frenar-lo durant el solstici d'hivern. Aquest factor per si sol produiria un retardament o avançament màxim de 8 minuts.
3 de Gener, Periheli: veiem que el Sol es mou a velocitat màxima sobre l'eclíptica, i per tant a velocitat mínima en el cel. Per tant, es comença a acumular un cert retard.

31 de Març. El retard es fa màxim. A partir d'aquesta data el Sol comença a estar a prop de l'afeli i per tant el retardament es va compensant.

4 de Juliol, Afeli: el retardament es fa zero. A partir d'aquí es produeix un avançament cada vegada mé gran.

30 de setembre: avançament màxim. A partir d'aquest dia el Sol comença a trobar-se prop del periheli i l'avançament es va compensant fins a fer-se zero.

3 de Gener, Periheli: avançament zero.

En el gràfic següent, la línia blava fosca expressa l'avançament produït per l'excentricitat de l'òrbita en funció del temps:

3.3 Combinació dels factors 3.1 i 3.2
Tenint en compte tots dos factors (i el fet que els efectes màxims no coincideixin en el temps), els dies en què el retard és màxim, mínim o nul són els següents:

El 26 de Desembre zero.

El 12 de Febrer es retarda 14 minuts i 16 segons.

El 16 d'abril zero.

El 15 de Maig s'avança 3 minuts i 44 segons.

El 14 de Juny zero.

El 27 de Juliol es retarda 6 minuts i 28 segons.

El 2 de Setembre zero.

El 4 de novembre s'avança 16 minuts 24 segons.

El 26 de Desembre zero.

Per saber que passa qualsevol dia de l'any, observeu el gràfic següent:

Per tant veiem que la màxima diferència de temps és de 16 minuts i 24 de segons i es produeix el 24 de Novembre.

Les dades per a cada dia de l'any són les següents:
(-)El Rellotge de Sol es retarda
(+)El rellotge de Sol s'avança

EQUACIÓ DEL TEMPS

Dia GEN FEB MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OCT NOV DES

1 -3:12 -13:33 -12:34 -4:08 +2:51 +2:25 -3:33 -6:16 -0:12 +10:05 +16:20 +11:11

2 -3:40 -13:41 -12:23 -3:50 +2:59 +2:16 -3:45 -6:13 +0:07 +10:24 +16:22 +10:49

3 -4:08 -13:48 -12:11 -3:32 +3:06 +2:06 -3:57 -6:09 +0:26 +10:43 +16:23 +10:26

4 -4:36 -13:55 -11:58 -3:14 +3:12 +1:56 -4:08 -6:04 -0:45 +11:02 +16:23 +10:02

5 -5:03 -14:01 -11:45 -2:57 +3:18 +1:46 -4:19 -5:59 -1:05 +11:20 +16:22 +9:38

6 -5:30 -14:06 -11:31 -2:40 +3:23 +1:36 -4:29 -5:53 +1:25 +11:38 +16:20 +9:13

7 -5:57 -14:10 -11:17 -2:23 +3:27 +1:25 -4:39 -5:46 +1:45 +11:56 +16:18 +8:48

8 -6:23 -14:14 -11:03 -2:06 +3:31 +1:14 -4:49 -5:39 +2:05 +12:13 +16:15 +8:22

9 -6:49 -14:16 -10:48 -1:49 +3:35 +1:03 -4:58 -5:31 +2:26 +12:30 +16:11 +7:56

10 -7:14 -14:18 -10:33 -1:32 +3:38 +0:51 -5:07 -5:23 +2:47 +12:46 +16:06 +7:29

11 -7:38 -14:19 -10:18 -1:16 +3:40 +0:39 -5:16 -5:14 +3:08 +13:02 +16:00 +7:02

12 -8:02 -14:20 -10:02 -1:00 +3:42 +0:27 -5:24 -5:05 +3:29 +13:18 +15:53 +6:34

13 -8:25 -14:19 -9:46 -0:44 +3:44 +0:15 -5:32 -4:55 +3:50 +13:33 +15:46 +6:06

14 -8:48 -14:18 -9:30 -0:29 +3:44 +0:03 -5:39 -4:44 +4:11 +13:47 +15:37 +5:38

15 -9:10 -14:16 -9:13 -0:14 +3:44 -0:10 -5:46 -4:33 +4:32 +14:01 +15:28 +5:09

16 -9:32 -14:13 -8:56 +0:01 +3:44 -0:23 -5:52 -4:21 +4:53 +14:14 +15:18 +4:40

17 -9:52 -14:10 -8:39 +0:15 +3:43 -0:36 -5:58 -4:09 +5:14 14:27 +15:07 +4:11

18 -10:12 -14:06 -8:22 +0:29 +3:41 -0:49 -6:03 -3:57 +5:35 +14:39 +14:56 +3:42

19 -10:32 -14:01 -8:04 +0:43 +3:39 -1:02 -6:08 -3:44 +5:56 +14:51 +14:43 +3:13

20 -10:50 -13:55 -7:46 +0:56 +3:37 -1:15 -6:12 -3:30 +6:18 +15:02 +14:30 +2:43

21 -11:08 -13:49 -7:28 +1:00 +3:34 -1:28 -6:15 -3:16 +6:40 +15:12 +14:16 +2:13

22 -11:25 -13:42 -7:10 +1:21 +3:30 -1:41 -6:18 -3:01 +7:01 +15:22 +14:01 +1:43

23 -11:41 -13:35 -6:52 +1:33 +3:24 -1:54 -6:20 -2:46 +7:22 +15:31 +13:45 +1:13

24 -11:57 -13:27 -6:34 +1:45 +3:21 -2:07 -6:22 -2:30 +7:43 +15:40 +13:28 +0:43

25 -12:12 -13:18 -6:16 +1:56 +3:16 -2:20 -6:24 -2:14 +8:04 +15:47 +13:11 +0:13

26 -12:26 -13:09 -5:58 +2:06 +3:10 -2:33 -6:25 -1:58 +8:25 +15:54 +12:53 -0:17

27 -12:39 -12:59 -5:40 +2:16 +3:03 -2:45 -6:25 -1:41 +8:46 +16:01 +12:34 -0:47

28 -12:51 -12:48 -5:21 +2:26 +2:56 -2:57 -6:24 -1:24 +9:06 +16:06 +12:14 -1:16

29 -13:03 -12:42 -5:02 +2:35 +2:49 -3:09 -6:23 -1:07 +9:26 +16:11 +11:54 -1:45

30 -13:14
-4:44 +2:43 +2:41 -3:21 -6:21 -0:49 +9:46 +16:15 +11:33 -2:14

31 -13:24
-4:26
+2:33
-6:19 -0:31
+16:18
-2:43

Dia/TH> GEN FEB MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OCT NOV DES

Format de les dades: [(+/-) minuts:segons]

4. Combinació de tots els factors
Anem a resumir una mica el que hem dit fins ara. Per passar de l'hora solar a l'hora oficial hem de:

a. Sumar una hora a l'hivern o dues hores a l'estiu.

b. A més a més, a Catalunya, restar un cert nombre de minuts deguts a longitud del lloc on ens trobem (4 minuts per cada grau de longitud).

c. A més a més, restar el temps indicat en el gràfic (restar quan el retard és positiu i sumar quan és negatiu).

5. Un altre gràfic

Si necessites saber que passa un dia concret de l'any, aquí tens un altre gràfic, però aquest et dóna el retard en funció del temps:

Aquest gràfic indica el nombre de minuts que l'hora solar es retarda respecte de l'hora oficial.