As Sombras do Tempo: Funcionamento

As Sombras do Tempo

O funcionamento

A latitude L de um lugar P é a distância angular que o separa do equador, medida em graus, minutos e segundos, sobre o meridiano desse lugar, podendo variar entre 0° e 90° para Norte ou para Sul. Por exemplo, Lisboa está à latitude de 38° 4' Norte.
A longitude θ de um lugar P é a distância angular entre o meridiano que passa por P e o meridiano de Greenwich, medida em graus, minutos e segundos sobre o paralelo que passa por P, podendo variar entre 0° e 180° para Este ou Oeste. Por exemplo, Lisboa está à longitude de 9°8' Oeste.

Como ler as horas num relógio de sol?

A marcação das horas num relógio de Sol raramente coincide com as horas assinaladas por um relógio mecânico. Para adequar a hora dada pelo relógio de Sol à hora legal é necessário, em primeiro lugar, ter em conta os ajustes horários de verão e inverno: caso se esteja na hora de verão, é necessário adicionar uma hora às horas indicadas pelo relógio de Sol.

Como o tempo legal está organizado em fusos de 15° onde a hora legal é constante, a hora dada pelo relógio de Sol necessita ser corrigida de acordo com o meridiano de referência do fuso horário do local em que se encontra. Em Portugal o meridiano de referência é o Meridiano de Greenwich. Então, por cada grau de longitude Oeste adicionam-se 4 minutos (porque cada hora corresponde a 15°, logo a 4 minutos corresponde 1°) e por cada grau de longitude Este subtraem-se 4 minutos.

O Sol, na sua trajectória aparente na esfera celeste descreve durante um ano uma curva, a eclíptica, que tem a forma de uma elipse e cujo plano está inclinado (de 23,5°) em relação ao equador celeste. A forma da eclíptica e a inclinação do seu plano determinam que as horas solares (indicadas por um relógio de sol) não têm a mesma duração ao longo de todo o ano.

Para o uso dos relógios mecânicos é determinante ter horas com igual duração. Assim, definiu-se o tempo solar médio: trata-se do tempo que um sol fictício levaria a percorrer o equador celeste com uma velocidade angular constante. O tempo solar médio é dividido em horas minutos e segundos que são as unidades indicadas pelos relógios mecânicos.

À diferença variável entre o tempo solar médio e o tempo solar verdadeiro ou tempo verdadeiro, medido em horas solares pelos relógios de sol, chama-se equação do tempo.

O gráfico, a preto, da equação do tempo é a soma dos gráficos, a laranja e a azul, que correspondem respectivamente às variações decorrentes da obliquidade da eclíptica e da sua forma.
Tabela da equação do tempo em minutos
ao meio dia solar dos 5º, 15º e 25º dias de cada mês
  5º dia 15º dia 25º dia
Janeiro +5,2 +9,3 +12,3
Fevereiro +14,0 +14,2 +13,2
Março +11,7 +9,1 +6.2
Abril +2,9 -0,2 -1,9
Maio -3,3 -3,7 -3,2
Junho -1,7 +0,2 +2,4
Julho +4,4 +5,8 +6,4
Agosto +6,0 +4,5 +2,2
Setembro -1,1 -4,6 -8,1
Outubro -11,4 -14,1 -15,8
Novembro -16,4 -15,5 -13,1
Dezembro -9,6 -5,1 -0,2

Nos dias 15 de Abril, 15 de Junho, 1 de Setembro e 25 de Dezembro o tempo solar verdadeiro é igual ao tempo solar médio. Só nesses quatro dias é que o dia solar, isto é, o tempo que decorre entre duas passagens consecutivas do sol no meridiano do lugar, tem 24 horas. No hemisfério norte, o atraso do tempo solar verdadeiro relativamente ao tempo solar médio é máximo em Fevereiro, chegando aos 14 minutos. Em contrapartida, no fim de Outubro o tempo solar verdadeiro excede o tempo solar médio em 16 minutos.


Quando o relógio de Sol da Sé de Lisboa assinala as 12 horas do dia 15 de Agosto, quanto marca o relógio mecânico?

Em Portugal adianta-se uma hora no verão, logo há que adicionar 1hora: 12 h + 1 h = 13 h. Como Lisboa está a 9°8' de longitude oeste há que adicionar 36,53 minutos (4 minutos por cada grau) : 13 h + 36,53 m = 13 h 36,53 m.

De acordo com a equação do tempo, resta adicionar 4,5 minutos: 13 h 36,53 m + 4,5 m = 13 h 41,03 m.

Assim, quando o relógio da Sé de Lisboa marca 12 h o relógio mecânico já assinala 13 h 41,03 m.