Como o sol se move no céu: o arco do dia e o azimute por estação

O arco diário e a sua causa

Para quem está no chão, o sol cruza o céu num arco de leste para oeste ao longo do dia. Quem se move é a Terra, que gira em torno do próprio eixo de oeste para leste, uma volta a cada 24 horas. Com o planeta girando para leste, tudo no céu parece caminhar para oeste, o sol de dia e as estrelas à noite. O movimento é aparente, mas é o que o observador vê, e dele vem o vocabulário de nascer, culminar e pôr.

O arco tem três pontos principais. O nascer é o momento em que o disco cruza o horizonte a leste. A culminação, ou meio-dia solar, é o momento em que o sol atinge a altura máxima ao passar pelo meridiano, a linha norte-sul do céu. O pôr é a descida do sol abaixo do horizonte a oeste. A altura máxima na culminação depende da latitude do lugar e da época do ano, e é ela que produz as sombras curtas do verão ou as sombras longas do inverno.

Azimute, a direção do sol no horizonte

Para indicar onde o sol nasce ou se põe no horizonte, os astrônomos usam o azimute, um ângulo medido a partir do norte, no sentido do leste. Norte é 0 grau, leste é 90, sul é 180 e oeste é 270. A expressão "nasceu no azimute 113" indica que o sol surgiu a leste-sudeste, fora do leste exato.

Nos equinócios de março e setembro, o sol nasce muito perto do leste exato (azimute 90) e se põe muito perto do oeste exato (270), em qualquer latitude da Terra. Fora dos equinócios, o ponto de nascer e de pôr se afasta desses valores conforme a declinação do sol muda ao longo do ano. Quanto maior a latitude, maior esse afastamento.

Nos equinócios, o sol nasce no leste e se põe no oeste nas três cidades, com valores quase iguais. No solstício de junho (inverno no Sul), o nascer se desloca para o nordeste e o pôr para o noroeste. No solstício de dezembro (verão no Sul), os dois pontos vão para o sudeste e o sudoeste. Em Porto Alegre, mais ao sul, o desvio é maior que em Fortaleza, e os pontos de nascer e de pôr percorrem uma faixa mais larga do horizonte ao longo do ano.

O sol do meio-dia ao norte, no Brasil

Na maior parte do Brasil, ao meio-dia, o sol está no lado norte do céu, o que confunde quem vem do Hemisfério Norte ou mora perto do equador. A regra vale para toda cidade ao sul do Trópico de Capricórnio, o que inclui São Paulo, Rio, Curitiba, Porto Alegre e o restante do Sul e do Sudeste. Ao meio-dia, quem olha para o sol está virado para o norte, e a própria sombra aponta para o sul.

Nas cidades tropicais, o lado muda ao longo do ano. Em Fortaleza, Manaus ou Brasília, o sol do meio-dia fica ao norte durante parte do ano e ao sul durante a outra parte, e passa pelo zênite nos dias em que fica a pino. Essa troca de lado faz a sombra do meio-dia inverter de direção ao longo do ano nas cidades entre os trópicos, o que não acontece no Sul.

A forma do arco em cada estação

Além de mudar de posição no horizonte, o arco muda de tamanho e de altura. No verão de cada hemisfério, o sol nasce mais cedo, sobe mais alto ao meio-dia e se põe mais tarde, e o arco longo e alto produz dias compridos. No inverno, o arco encolhe. O sol nasce tarde, cruza o céu baixo e se põe cedo, e o dia fica curto. Nos equinócios, o arco divide o céu quase ao meio, com dia e noite perto de 12 horas em qualquer latitude.

A altura do arco ao meio-dia define a intensidade da luz e do calor. Um sol que culmina a 40 graus, comum no inverno do Sul, espalha a mesma energia numa área maior de chão e esquenta menos; um sol que culmina perto dos 90 graus, no verão tropical, concentra a energia quase na vertical. Pela mesma razão, a radiação ultravioleta é mais forte no verão, e a ferramenta de índice UV mostra esse valor hora a hora. A relação entre o arco e a duração do dia está no artigo por que os dias mudam de duração.

O efeito da latitude no arco

A mesma data produz arcos bem diferentes de norte a sul do Brasil. Perto da linha do equador, em Macapá ou Belém, o sol sobe quase na vertical, o arco é íngreme e o dia dura perto de 12 horas o ano inteiro. Os crepúsculos são curtos, porque o sol desce rápido e fundo abaixo do horizonte, e por isso no Norte a noite chega de forma rápida.

No extremo sul, em Porto Alegre ou no Chuí, o sol sobe inclinado, e o arco varia bem mais entre o verão e o inverno. A diferença entre o dia mais longo e o mais curto do ano passa de duas horas e meia, e os crepúsculos duram mais, porque o sol desce em diagonal e leva mais tempo para chegar aos 18 graus abaixo do horizonte que separam o entardecer da noite fechada. Essa geometria explica a duração do dia, a direção do nascer e do pôr e o comprimento do crepúsculo em cada região do país.

Uso do azimute na fotografia e na casa

O azimute do nascer e do pôr resolve problemas concretos. Uma foto do sol se pondo alinhado com um monumento, uma ponte ou o mar depende do ponto do horizonte em que ele vai descer, e esse ponto muda a cada semana. Em junho, no Sul, o pôr do sol acontece bem para o noroeste; em dezembro, passa para o sudoeste. O mesmo mirante pode ter o sol dentro ou fora do enquadramento, conforme o mês.

A mesma conta serve para a escolha de imóvel e para o planejamento de um jardim. Uma janela voltada para o nascente recebe sol da manhã o ano todo, com ângulo variável; uma parede voltada para o poente recebe o sol forte da tarde, mais para o noroeste no inverno e mais para o sudoeste no verão. A direção e o horário do sol em cada dia constam dos dados de nascer e poente por município, como os do Rio de Janeiro e os de Porto Alegre, e o planejamento da foto está no guia de apps para planejar a foto.

A pergunta sobre se o sol nasce sempre no leste, com o ponto do nascer em cada estação e a variação pelo Brasil, tem resposta no artigo por que o sol nasce no leste. A altura e o azimute do sol neste momento, em qualquer cidade, aparecem na calculadora da posição do sol.

Perguntas frequentes