Avvertenza:
i calcoli seguenti non danno una precisione elevatissima, se si necessita
di una notevole precisione, consultare un manuale di meccanica celeste.
L’inclinazione
dei raggi solari all’istante di culminazione del Sole (mezzogiorno locale
vero), è data da due fattori:
1) la latitudine
del punto di osservazione (al mezzogiorno locale del 21 marzo, il Sole
all’equatore è visto allo zenith, mentre al Polo Nord è visto all’orizzonte)
2) la declinazione
del Sole, ovvero la distanza del Sole dall’equatore celeste. Questa quantità
varia durante l’anno e può assumere valori compresi tra +23,45° e -23.45°
ed è ricavabile da una opportuna tabella, valida per tutti i luoghi della
Terra.
La formula
per calcolare l’altezza sull’orizzonte di un astro qualsiasi nel momento
della sua culminazione è
dove 
è la latitudine del luogo di osservazione e 
è la declinazione dell’astro. La quantità 90°-
è anche chiamata colatitudine.
Dunque è
sufficiente avere una tabella che riporti per ogni giorno dell’anno la
declinazione del Sole, e un atlante da cui ricavare la latitudine del
luogo di osservazione.
Riportiamo
due tabelle della declinazione: una con i valori
espressi in gradi, primi e secondi; l’altra
con i valori espressi in gradi e decimali.
Riportiamo
anche un foglio di calcolo Excel 97 che facilita
enormemente il calcolo della altezza del Sole durante l’anno: è sufficiente
inserire il valore della declinazione.
Per conoscere
l’altezza del Sole anche in relazione all’ora del giorno, occorre introdurre
delle formule di trigonometria sferica piuttosto complicate: tanto vale
procurarsi un software che simuli la volta celeste (planetario) e introdurre
giorno ed ora desiderati. Questi software possono essere scaricati liberamente
dalla rete: si consulti ad esempio l’indirizzo http://www.stsci.edu/astroweb/cat-software.html