Horisontalkoordinater

Definisjon av koordinatene asimut og høyde. Denne måles her østover fra nordpunktet N.

Horisontalkoordinater eller horisontkoordinater gir retningen til et objekt basert på horisontalplanet for observatørens lokale posisjon. Retningen beskrives av to koordinater:

• Høydevinkel (Alt) er vinkelen mellom horisonten og objektet. For synlige objekter er det en vinkel mellom 0° og 90°. Betegnes ofte med symbolet h.
• Asimut (Az) er vinkelen langs horisonten. Den måles med urviseren og betegnes vanligvis med a  eller A..

Polpunktet loddrett opp befinner seg på den synlige himmelhvelvingen og kalles senit Z. Det har høydevinkel h = 90°. Det motsatte polpunktet ligger på den usynlige halvkulen under horisontalplanet og heter nadir. Høydevinkelen til den nordlige himmelpolen er lik med observatørens breddegrad, det vil si h = φ  og er derfor konstant. Den ligger i dag meget nær stjernen Polaris, også kalt for Nordstjernen.

Observatørens meridian går gjennom disse punktene og de to himmelpolene. Den treffer horisontalplanet i nordpunktet N og i sørpunktet S lengst fra den nordlige himmelpolen. Når man ser mot sørpunktet, har man den østlige himmelhvelvingen til venstre og den vestlige til høyre for seg. Stjernene beveger seg fra øst mot vest under sin daglige bevegelse.

Noen ganger omtales objektets høydevinkel som dets elevasjon. Det benyttes innen ballistikk og for artilleri. Der måles vanligvis asimut med utgangspunkt i nordpunktet N og øker derfor mot øst. Innen astronomi derimot måles denne koordinaten oftest fra sørpunktet S og øker vestover.

Omregning fra et ekvatorialsystem

Sammenheng mellom horisontale (a , h ) og ekvatoriale koordinater (τ, δ ).

Ved bruk av horisontalkoordinater vil retningen til en stjerne eller objekt referere seg til observatørens lokale posisjon. På grunn av den daglige bevegelse.av alle punkt på himmelhvelvingen, vl disse koordinatene derfor variere med tiden. Dette kan uttrykkes ved bruk av objektets timevinkel. Den er null når objektet kulminierer i syd og øker etterhvert som det beveger seg vestover. Én time tilsvarer da en forflytning i denne retning på 15°.

Horisontalkoordinatene til et objekt kan finnes fra timevinkelen τ  og dets deklinasjon δ. Den måles fra himmelekvator og er positiv på den nordlige halvkule. Disse to koordinatene angir objektets posisjon i et ekvatorialsystem bestående av jordaksen og et plan vinkelrett på dette langs ekvator. I motsetning til vanlige ekvatorialkoordinater, er dette systemet «jordfast» og vil beskrive himmelhvelvingen som værende i rotasjon.

Når man kjenner breddegraden φ  til observatøren, er nå sammenhengen mellom horisontalkoordinatene høyde h  og asimut a  og de jordfaste koordinatene δ  og τ  gitt ved en generell rotasjon mellom to kartesiske koordinatsystem. Det gir

${\begin{aligned}\sin h&=\sin \phi \cdot \sin \delta +\cos \phi \cdot \cos \delta \cdot \cos \tau \\\tan a&={\sin \tau \over \cos \tau \cdot \sin \phi -\tan \delta \cdot \cos \phi }\end{aligned}}$

når asimut a  regnes fra sørpunktet. Disse formelene har mange praktiske anvendelser. For eksempel vil kulminasjoner skje når timevinkelen τ = 0^h eller 12^h. Likedan kan timevinkelen beregnes ved soloppgang og nedgang definert ved at timevinkelen da er h = 0°. De tilsvarende tidspunktene på døgnet vil variere med årstidene da Solens deklinasjon δ  forandrer seg gjennom året.

Praktisk bruk

Historisk ble horisontalkoordinatene til Solen målt direkte ved bruk av solur. Ved hjelp av gnomonikk kan man i dag benytte disse til å bestemme dens ekvatorialkoordinater når det er dagslys.

Moderne solfangere monteres mot syd på den nordlige halvkule og mot nord på den sydlige. For å øke utbyttet kan de monteres sik at de følger Solen i dens daglige bevegelse over himmelhvelvingen. Eventuelt kan deres helning i forhold til horisontalplanet også variere gjennom året slik at sollyset alltid faller mest mulig vinkelrett mot dem. En parabolantenne monteres vanligvis slik at dens horisontalkoordinater er konstante mot et fast punkt på himmelkulen.

Horisontalkoordinater benyttes også ved observasjoner av objekter på himmelhvelvingen. Mens et teleskop kan styres med rotasjon om kun én akse for ekvatorialmontasje, må dette gjøres rundt to akser ved Alt/Az montasje. Koordinatene kan beregnes når lokal posisjon og dato/tid er kjent. Med elektronisk styring av begge akser kan innstillingen da være noe raskere, men sporingen har ofte noe dårligere nøyaktighet.

Referanser

Autoritetsdata