MIS ON PÄIKESEAEG?
Päikesekell näitab selle asukohas kohaliku päikeseaega. Kohaliku päikeaseaja järgi on Päike kõige kõrgemal taevas kell 12.00 ning kõige madalamal horisondi all kell 24.00, kui Päike asub teisel pool maakera. Lihtsustatult mõeldes võimegi maakera ette kujutada, kui ühte suurt päikesekella, mis pöörleb ümber oma telje ning tiirleb ümber Päikese. Maakera pöörlemisel ümber oma telje, liigub ka ühtlase kiirusega vari, näidates meile niiviisi Päikese asukoha järgi taevas õiget päikeseaega. Põhjus, miks “AjaVari” päikesekellal paikneb kellaplaat horisondi suhtes nurga all on tingitud asjaolust, et tegelikkuses ei asetse Maa pöörlemistelg orbiidi tasapinna suhtes täisnurga all.
Kohalik päikeseaeg ehk tõeline päikseaeg ei pruugi ühtida meie tavapäraste kellade näidatava ajaga. Sellel on kaks peamist põhjust: ajavööndite ning suveaja kasutamine. Ühes ajavööndis, mis ulatub põhjapooluselt lõunapoolusele, kehtib reeglina ühesugune kellaaeg. Eesti asub teises ajavööndis (UTC +2). Suveajale üle minnes nihutatakse kellaaega ühe tunni võrra edasi, talveajal minnakse aga aga vööndiaega tagasi. Ühes ajavööndis on logistilistel ja majanduslikel põhjustel kõikjal kehtestatud ühesugune kellaaeg. Tõeline päikeseaeg võib aga ühe ajavööndi piires varieeruda kuni 45 minutit, sest ajavööndi laius on 15 kraadi. Kui maakera pöördub ida suunas siis peab ka ajavööndi idapoolsemas osas päike tõusma ja loojuma varem kui sama ajavööndi läänepoolsemas osas.
Kui me soovime päikesekella näidatavat tõelist päikeseaega teisendada standardseks ajaks või vastupidi, siis peame arvestama lisaks sellega, et Maa liigub ümber päikese ekstsentrilisel orbiidil. See tähendab, et Maa orbitaalne liikumiskiirus võib aasta jooksul varieeruda ning tõeline päikeseaeg võib erineda keskmisest päikeseajast. Keskmine päikeseaeg on aeg, mida arvestavad kõik meie tavalised kellad ning mille ööpäev on kogu aasta jooksul täpselt ühesuguse pikkusega. Olenevalt päevast aastas, võivad tõeline ja keskmine päikeseaeg olla samad või erineda kuni 16 minutit. Sellist tõelise ja keskmise päikeseaja erinevust iseloomustab ajavõrrand.
Asugu näiteks meie päikesekell Sakus. Kellaplaadilt näeme, et see asub idapikkusel 24 kraadi ja 40 minutit, mis võrdub ligikaudu 24,7 kraadiga. On 2. aprill ja kell elutoa seinal näitab, et on 11 ennelõunal. Et leida päikesekella näidatavat kohalikku – tõelist päikeseaega (KPA), tuleb meil arvesse võtta ajavõrrandit (AV), asukoha idapikkust (IP) ning kohaliku ajavööndi keskset meridiaani (KM), mis asub UTC +2 ajavööndis 30 pikkuskraadil. Tuleb tähele panna, et arvutustes oleks standardsest ajast lahutatud 1 tund, sest 2. aprillil kehtib meil juba suveaeg. Kuna Saku asub ajavööndi kesksest meridiaanist 5,3 kraadi ida pool, siis näeme, et võrrandis tuleb standardsest ajast lahutada 21,2 minutit (maakera pöördub 4 kraadi minutis ja päikese kulminatsioon Saku pikkuskraadil saabub 4*5,3 = 21,2 minutit hiljem). 2. aprill on 92 päev aastas ning sellel päeval on ajavõrrandi korrektuur -3,55 minutit. Seega tõeline päikeseaeg Sakus on sellel hetkel 9 tundi ja 35 minutit.
Samamoodi on võrrandi liikmeid ümber paigutades võimalik leida tõelise päikeseaja järgi standardset aega. Kuna käsitsi arvutamine on tülikas, siis võime selleks kasutada konverterit. SIIT võib leida konverteri, mis teisendab standardset aega tõelisse päikeseaega ning SIIT võid leida konverteri, mis teisendab päikesekella näidatavat aega standardsesse vööndiaega. Konverter arvestab automaatselt ka ajavõrrandist tulenevat erinevust tõelise ja keskmise päikeseaja vahel. Näidaku meie Saku pikkuskraadil asuv päikesekell näiteks 2. aprilli pärastlõunal 13.30. Sisestame kella asukoha pikkuskraadi, päeva numbri aastas, ajavööndi numbri ning seame suveaja väärtuseks 1. Näeme, et standardne aeg Sakus on parasjagu 14. 55. Antud kalkulaatorit võib edukalt kasutada ka päikesekella kalibreerimiseks.
