Sun path
سورج کا راستہ، جسے بعض اوقات ڈے آرک بھی کہا جاتا ہے، سے مراد روزانہ اور موسمی آرک جیسا راستہ ہے جس پر سورج آسمان کے پار چلتے ہوئے ظاہر ہوتا ہے جب زمین سورج کے گرد گھومتی اور چکر لگاتی ہے۔ سورج کا راستہ دن کے وقت کے تجربے کی لمبائی اور ایک مخصوص موسم کے دوران ایک مخصوص عرض البلد کے ساتھ موصول ہونے والی دن کی روشنی کی مقدار کو متاثر کرتا ہے۔ عمارتوں کی حرارت میں اضافے اور شمسی توانائی کے نظام کی کارکردگی میں سورج کی نسبتا پوزیشن ایک اہم عنصر ہے۔ شمسی کلیکٹر ایریا، واقفیت، زمین کی تزئین، سمر شیڈنگ، اور شمسی ٹریکرز کے لاگت سے موثر استعمال کے بارے میں معاشی فیصلوں کے لیے سورج کے راستے اور موسمی حالات کا درست مقام سے متعلق علم ضروری ہے۔ زمین کے محوری جھکاؤ کا اثر کسی بھی عرض البلد پر اور سال کے کسی بھی وقت سورج کے راستوں کا تعین بنیادی جیومیٹری سے کیا جا سکتا ہے۔ زمین کا گردش کا محور سورج کے گرد زمین کے مدار کے سطح کے مقابلے میں تقریبا 23.5 ڈگری جھکا ہوا ہے۔ جیسے جیسے زمین سورج کے گرد چکر لگاتی ہے، اس سے طلوع آفتاب کے راستوں کے درمیان 47 ڈگری زوال کا فرق پیدا ہوتا ہے، ساتھ ہی ساتھ موسم گرما اور سردیوں کے درمیان نصف کرہ کا مخصوص فرق بھی پیدا ہوتا ہے۔ شمالی نصف کرہ میں، سردیوں کا سورج (نومبر، دسمبر، جنوری) جنوب مشرق میں طلوع ہوتا ہے، جنوب میں کم زاویے پر آسمانی مریدین کو عبور کرتا ہے (مدارینی خطوں میں جنوبی افق سے 43 ڈگری سے زیادہ اوپر)، اور پھر جنوب مغرب میں غروب ہوتا ہے۔ یہ سارا دن گھر کے جنوب (خط استوا) کی طرف ہوتا ہے۔ ایک عمودی کھڑکی جس کا رخ جنوب کی طرف ہے (خط استوا کی طرف) شمسی حرارتی توانائی کو حاصل کرنے کے لیے موثر ہے۔ موازنہ کے لیے، جنوبی نصف کرہ (مئی، جون، جولائی) میں موسم سرما کا سورج شمال مشرق میں طلوع ہوتا ہے، شمال میں کم زاویے پر عروج پر ہوتا ہے (مدارینی علاقوں میں افق سے آدھے راستے سے زیادہ اوپر)، اور پھر شمال مغرب میں غروب ہوتا ہے۔ وہاں، شمال کی طرف والی کھڑکی گھر میں کافی مقدار میں شمسی تھرمل توانائی پہنچاتی۔ شمالی نصف کرہ میں موسم گرما میں (مئی، جون، جولائی) سورج شمال مشرق میں طلوع ہوتا ہے، اوور ہیڈ پوائنٹ کے قدرے جنوب میں (زیادہ عرض البلد پر جنوب میں کم) عروج پر ہوتا ہے، اور پھر شمال مغرب میں غروب ہوتا ہے، جبکہ جنوبی نصف کرہ میں موسم گرما میں (نومبر، دسمبر، جنوری)، سورج جنوب مشرق میں طلوع ہوتا ہے، اوور ہیڈ پوائنٹ کے قدرے شمال میں عروج پر ہوتا ہے (زیادہ عرض البلد پر شمال میں کم)، اور پھر جنوب مغرب میں غروب ہوتا ہے۔ ایک سادہ عرض البلد پر منحصر اکویٹر سائیڈ اوور ہینگ کو آسانی سے سال کے گرم ترین دنوں میں عمودی اکویٹر کا سامنا کرنے والی کھڑکیوں میں داخل ہونے سے براہ راست شمسی فوائد کے 100% کو روکنے کے لیے ڈیزائن کیا جا سکتا ہے۔ رول ڈاؤن بیرونی شیڈ اسکرینز، اندرونی شفاف یا غیر شفاف ونڈو کوائلٹ، ڈریپس، شٹر، متحرک ٹریلائز وغیرہ۔ فی گھنٹہ، روزانہ یا موسمی سورج اور حرارت کی منتقلی کے کنٹرول کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے (بغیر کسی فعال برقی ایئر کنڈیشنگ کے)۔ خط استوا کے دوران دنیا بھر میں ہر جگہ (مارچ 20/21 اور ستمبر 22/23) سوائے قطبوں کے، سورج مشرق کی وجہ سے طلوع ہوتا ہے اور مغرب کی وجہ سے غروب ہوتا ہے۔ شمالی نصف کرہ میں، ایکونکس سورج آسمان کے جنوبی نصف حصے میں (وسط عرض البلد پر افق سے تقریبا آدھے راستے پر) عروج پر ہوتا ہے، جبکہ جنوبی نصف کرہ میں، سورج آسمان کے شمالی نصف حصے میں عروج پر ہوتا ہے۔ خط استوا کا سامنا کرتے وقت، سورج شمالی نصف کرہ میں بائیں سے دائیں اور جنوبی نصف کرہ میں دائیں سے بائیں کی طرف حرکت کرتا دکھائی دیتا ہے۔ عرض البلد (اور نصف کرہ) مخصوص شمسی راستے کے فرق موثر غیر فعال شمسی عمارت کے ڈیزائن کے لیے اہم ہیں۔ وہ بہترین ونڈو اور اوور ہینگ موسمی ڈیزائن کے لیے ضروری ڈیٹا ہیں۔ شمسی ڈیزائنرز کو ہر مقام کے لیے عین مطابق شمسی راستے کے زاویوں کو جاننا چاہیے جو وہ ڈیزائن کرتے ہیں، اور وہ جگہ پر مبنی موسمی حرارتی اور ٹھنڈک کی ضروریات سے کس طرح موازنہ کرتے ہیں۔ امریکہ میں، عین مطابق مقام-مخصوص اونچائی-اور-ازیموتھ موسمی شمسی راستے کے نمبر این او اے اے سے دستیاب ہیں-کسی عمارت کا "خط استوا کی طرف" شمالی نصف کرہ میں جنوب میں ہوتا ہے، اور جنوبی نصف کرہ میں شمال میں، جہاں 21 دسمبر کو موسم گرما کے انقلاب شمسی کی اونچائی ہوتی ہے۔ شمسی دوپہر کے وقت عمودی چھڑی کا سایہ خط استوا پر سورج سیدھا اوپر ہوگا اور ایک عمودی چھڑی دوپہر کے وقت خط استوا پر کوئی سایہ نہیں ڈالے گی۔ خط استوا کے شمال میں خط استوا کے تقریبا 23.5 ڈگری شمال میں، ایک عمودی چھڑی 21 جون کو کوئی سایہ نہیں ڈالے گی، جو شمالی نصف کرہ کے لیے موسم گرما کا انقلاب ہے۔ باقی سال، دوپہر کا سایہ قطب شمالی کی طرف اشارہ کرے گا۔ خط استوا کے جنوب میں خط استوا سے تقریبا 23.5 ڈگری جنوب میں، ایک عمودی چھڑی 21 دسمبر کو کوئی سایہ نہیں ڈالے گی، جنوبی نصف کرہ کے لیے موسم گرما کا انقلاب، اور باقی سال اس کا دوپہر کا سایہ قطب جنوبی کی طرف اشارہ کرے گا۔ ٹراپک آف کینسر کے شمال میں، دوپہر کا سایہ ہمیشہ شمال کی طرف اشارہ کرے گا، اور اس کے برعکس، ٹراپک آف مکرون کے جنوب میں، دوپہر کا سایہ ہمیشہ جنوب کی طرف اشارہ کرے گا۔ سب سولر پوائنٹس سے آگے اور نیچے کے نکات پر اشیاء کے شمسی دوپہر کے سائے بالترتیب سچے شمال اور سچے جنوب کی طرف تب ہی اشارہ کریں گے جب شمسی زوال کا زیادہ سے زیادہ مثبت (δ′ = + 23.44 °) یا زیادہ سے زیادہ منفی (δ′ = − 23.44 °) قدر ہو۔ دوسری طرف، ایکونکس پر جب سورج نہ تو شمال میں اور نہ ہی جنوب میں زوال پذیر ہوتا ہے (δ′ = 0°) اور شمسی وقت دوپہر کے سائے خط استوا کے شمال میں NNW اور خط استوا کے جنوب میں SSE کی طرف اشارہ کرتے ہیں (اور خط استوا کے شمال میں NNE اور خط استوا کے جنوب میں خزاں کے ایکونکس پر SSW کی طرف اشارہ کرتے ہیں)۔ دن کی روشنی کا دورانیہ قطبی حلقوں کے اندر (آرکٹک سرکل کے شمال اور انٹارکٹک سرکل کے جنوب میں)، ہر سال کم از کم ایک دن کا تجربہ ہوگا جب سورج 24 گھنٹے (سردیوں کے انقلاب پر) افق سے نیچے رہے گا، اور کم از کم ایک دن جب سورج 24 گھنٹے (موسم گرما کے انقلاب پر) افق سے اوپر رہے گا۔ درمیانی عرض البلد میں، دن کی لمبائی کے ساتھ ساتھ شمسی اونچائی اور ایزموتھ، ایک دن سے دوسرے دن اور موسم سے دوسرے موسم میں مختلف ہوتے ہیں۔ جیسے جیسے خط استوا سے دور ہوتا جاتا ہے موسم گرما کے طویل دن اور سردیوں کے مختصر دن کی لمبائی کے درمیان فرق بڑھتا جاتا ہے۔ تصور نیچے دی گئی تصاویر زمین سے درج ذیل نقطہ نظر دکھاتی ہیں، جو کہ انقلاب کے دونوں دنوں میں سورج کی گھنٹہ وار پوزیشنوں کو نشان زد کرتی ہیں۔ جب سورج آپس میں جڑے ہوتے ہیں تو وہ دو دن کے آرکس بناتے ہیں، وہ راستے جن کے ساتھ سورج اپنی روزمرہ کی حرکت میں آسمانی دائرے پر چلتا نظر آتا ہے۔ لمبا آرک ہمیشہ وسط موسم گرما کا راستہ ہوتا ہے جبکہ چھوٹا آرک وسط موسم سرما کا راستہ ہوتا ہے۔ دونوں آرکس 46.88 ° (2 × 23.44 °) کے فاصلے پر ہیں، جو سولسٹائس سورج کے درمیان زوال کے فرق کی نشاندہی کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، کچھ "بھوت" سورج افق کے نیچے 18 ڈگری نیچے تک نظر آتے ہیں، جس کے دوران گودھولی ہوتی ہے۔ تصاویر کو زمین کے شمالی اور جنوبی دونوں نصف کرہ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایک نظریاتی مبصر کو سمندر کے بیچ میں ایک چھوٹے سے جزیرے پر درخت کے قریب کھڑا ہونا چاہیے۔ سبز تیر بنیادی سمتوں کی نمائندگی کرتے ہیں۔ شمالی نصف کرہ میں، شمال بائیں طرف ہے۔ سورج مشرق (دور تیر) میں طلوع ہوتا ہے، دائیں طرف بڑھتے ہوئے جنوب (دائیں) میں اختتام پذیر ہوتا ہے، اور مغرب میں (تیر کے قریب) غروب ہوتا ہے۔ عروج اور سیٹ دونوں مقامات موسم گرما کے وسط میں شمال کی طرف اور سردیوں کے وسط میں جنوب کی طرف بے گھر ہو جاتے ہیں۔ جنوبی نصف کرہ میں، جنوب بائیں طرف ہے۔ سورج مشرق میں طلوع ہوتا ہے (تیر کے قریب)، بائیں طرف بڑھتے ہوئے شمال میں (دائیں) ختم ہوتا ہے، اور مغرب میں غروب ہوتا ہے (دور تیر)۔ عروج اور سیٹ دونوں مقامات موسم گرما کے وسط میں جنوب کی طرف اور سردیوں کے وسط میں شمال کی طرف بے گھر ہو جاتے ہیں۔ مندرجہ ذیل صورتوں کو دکھایا گیا ہے: خط استوا کی تجریدی لکیر (0° عرض البلد) پر، سورج کی زیادہ سے زیادہ اونچائی پورے سال کے دوران بہت زیادہ ہوتی ہے، لیکن یہ ہر روز دوپہر کے وقت زمین کے ساتھ ایک کامل سیدھا زاویہ نہیں بناتا ہے۔ درحقیقت یہ سال کے دو دن، ایکونکس کے دوران ہوتا ہے۔ سولسٹائس وہ تاریخیں ہیں جن میں سورج عروج سے سب سے زیادہ دور رہتا ہے لیکن ان صورتوں میں یہ آسمان میں بھی اونچا ہوتا ہے، جو شمال یا جنوب میں 66.56 ° کی بلندی تک پہنچ جاتا ہے۔ سال کے تمام دنوں کی لمبائی 12 گھنٹے کے برابر ہوتی ہے۔ سولسٹائس ڈے آرکس جیسا کہ 20° عرض البلد سے دیکھا جاتا ہے۔ سورج کا اختتام سردیوں میں 46.56 ° اونچائی اور گرمیوں میں 93.44 ° اونچائی پر ہوتا ہے۔ اس صورت میں 90° سے بڑے زاویے کا مطلب ہے کہ اختتامی حد مخالف بنیادی سمت میں 86.56 ° کی بلندی پر ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، جنوبی نصف کرہ میں، سورج سردیوں کے دوران شمال میں رہتا ہے، لیکن موسم گرما کے وسط میں جنوب میں عروج تک پہنچ سکتا ہے۔ موسم گرما کے دن سردیوں کے دنوں سے لمبے ہوتے ہیں، لیکن فرق تقریبا ڈھائی گھنٹے سے زیادہ نہیں ہوتا۔ سورج کا روزانہ کا راستہ پورے سال افق پر کھڑا رہتا ہے، جس کے نتیجے میں صبح اور شام میں صرف ایک گھنٹہ 20 منٹ کی گودھولی ہوتی ہے۔ سولسٹائس ڈے آرکس جیسا کہ 50° عرض البلد سے دیکھا جاتا ہے۔ موسم سرما کے انقلاب کے دوران، سورج دوپہر کے وقت افق سے 16.56 ° سے زیادہ نہیں طلوع ہوتا ہے، لیکن اسی افق کی سمت سے اوپر موسم گرما کے انقلاب میں 63.44 ° طلوع ہوتا ہے۔ گرمیوں اور سردیوں کے درمیان دن کی لمبائی میں فرق، یہاں سے شمال کی طرف، حیرت انگیز ہونا شروع ہو جاتا ہے-سردیوں کے انقلاب کے وقت 8 گھنٹے سے تھوڑا زیادہ، اور گرمیوں کے انقلاب کے دوران 16 گھنٹے سے زیادہ۔ اسی طرح طلوع آفتاب اور غروب آفتاب کی سمت میں فرق ہے۔ آدھی رات کو اس عرض البلد پر (موسم گرما کے قانونی گھنٹے کے ساتھ تقریبا 1 بجے) موسم گرما کا سورج افق سے نیچے 16.56 ° ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ فلکیاتی گودھولی پوری رات جاری رہتی ہے۔ اس رجحان کو گرے نائٹس کے نام سے جانا جاتا ہے، وہ راتیں جب اتنا اندھیرا نہیں ہوتا کہ ماہرین فلکیات گہرے آسمان کے بارے میں اپنے مشاہدات کر سکیں۔ 60° عرض البلد سے اوپر، سورج افق کے اور بھی قریب ہوگا، اس سے صرف 6.56° دور۔ پھر سول گودھولی تقریبا ساری رات جاری رہتی ہے، مقامی آدھی رات کے آس پاس صرف تھوڑی سی سمندری گودھولی ہوتی ہے۔ 66.56 ° عرض البلد کے اوپر، غروب آفتاب بالکل نہیں ہوتا، ایک ایسا رجحان جسے آدھی رات کا سورج کہا جاتا ہے۔ سولسٹائس ڈے آرکس جیسا کہ 70° عرض البلد سے دیکھا جاتا ہے۔ مقامی دوپہر کے وقت سردیوں کا سورج −3.44 ڈگری پر اور موسم گرما کا سورج 43.44 ڈگری پر ختم ہوتا ہے۔ دوسرے طریقے سے کہا جائے تو سردیوں میں سورج افق سے اوپر نہیں طلوع ہوتا، یہ قطبی رات ہوتی ہے۔ تاہم پھر بھی ایک مضبوط گودھولی رہے گی۔ مقامی آدھی رات کو موسم گرما کا سورج 3.44 ڈگری پر ختم ہوتا ہے۔ دوسرے طریقے سے کہا، یہ سیٹ نہیں ہوتا ہے ؛ یہ قطبی دن ہے۔ سولسٹائس ڈے آرکس جیسا کہ کسی بھی قطب (90° عرض البلد) سے دیکھا جاتا ہے۔ موسم گرما یا موسم سرما کے طلوع آفتاب کے وقت، سورج دن کے وقت سے قطع نظر، بالترتیب افق سے اوپر یا نیچے 23.44 ° ڈگری ہوتا ہے۔ جب سورج طلوع ہوتا ہے (موسم گرما کے مہینوں کے دوران) یہ پورے آسمان کے گرد چکر لگائے گا (قطب شمالی سے گھڑی کی سمت اور قطب جنوبی سے گھڑی کی مخالف سمت)، افق سے ایک ہی زاویے پر نظر آتا ہے، اس لیے دن یا رات کا تصور بے معنی ہے۔ بلندی کا زاویہ سالانہ چکر پر بتدریج بدل جائے گا، سورج موسم گرما کے انقلاب کے وقت اپنے بلند ترین مقام پر پہنچ جائے گا، اور ایکونکس پر طلوع یا غروب ہو جائے گا، موسم خزاں کے ایکونکس کے بعد اور موسم بہار کے ایکونکس سے پہلے کئی دنوں تک گودھولی کے توسیعی ادوار کے ساتھ۔ سولسٹائس ڈے آرکس جیسا کہ منتخب عرض البلد سے دیکھا جاتا ہے بصری شمسی جیومیٹری کے بارے میں ایک 2021 کی اشاعت پہلے شمسی ویکٹر کے x -، y -، اور z-جزو کا حساب لگاتی ہے، جو کہ ایک یونٹ ویکٹر ہے جس کی دم مبصر کے مقام پر مقرر ہوتی ہے اور اس کا سر سورج کی طرف اشارہ کرتا رہتا ہے، اور پھر اجزاء کو شمسی زینتھ زاویہ اور شمسی ایزمتھ زاویے کا حساب لگانے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ دن اور رات دونوں وقت کے لیے پورے سال کے لیے 1 گھنٹے کے قدم پر حساب شدہ شمسی ویکٹر کو سورج کے راستے کو مؤثر طریقے سے دیکھنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مندرجہ ذیل اعداد و شمار میں، کوآرڈینیٹ سسٹم کی ابتدا مبصر کا مقام ہے، x-مثبت مشرق ہے، y-مثبت شمال ہے، اور z-مثبت اوپر کی طرف ہے ؛ قطب شمالی پر، y-منفی پرائم میریڈیئن کے لیے ٹینجینٹ ہے ؛ قطب جنوبی پر، y-مثبت پرائم میریڈیئن کے لیے ٹینجینٹ ہے ؛ z-مثبت دن کا وقت ہے، اور z-منفی رات کا وقت ہے ؛ وقت کا مرحلہ 1 گھنٹہ ہے۔ تمام اعداد و شمار میں ہر "8" نمونہ سال کے ہر دن کے ایک مخصوص گھنٹے سے مطابقت رکھتا ہے ؛ سال کے ایک مخصوص دن کے تمام 24 گھنٹے اس دن کے سورج کے راستے کو ظاہر کرتے ہیں۔ یہ بھی دیکھیں کہ دن کی لمبائی ایکلیپٹک غیر فعال شمسی ڈیزائن شمسی رسائی پیرانومیٹر پیرہیلیمیٹر ہیلیوسٹیٹ ڈے لائٹنگ انیلما آب و ہوا پر سورج کے زاویے کا اثر سورج ایکونکس سولسٹائس سورج چارٹ کے حوالہ جات بیرونی روابط یو ایس نیول آبزرویٹری سورج یا چاند کی بلندی/ازیموتھ ٹیبل سورج، چاند اور ستاروں کے راستوں کی سادہ جیومیٹری سورج کے راستے کا حساب لگانا اور اینڈرائیڈ سورج کے راستے پر آگمینٹڈ رئیلٹی میں تصور کرنا سورج کا راستہ مقام اور تاریخ کے لحاظ سے سورج کی پوزیشن، خاکہ اور دنیا بھر کے راستے مقام اور تاریخ کے لحاظ سے موسمی اور گھنٹہ وار سورج کا راستہ ڈیزائن مسئلہ نقشے، چارٹ اور ٹیبل پر سورج کا سبق کا راستہ اور ہر مقام کے لیے سورج کی پوزیشن اور مقام اور تاریخ کے لحاظ سے سورج کی پوزیشن مشاہداتی فلکیات شمسی ڈیزائن