Menentukan garis lintang dari langit

Sebelum ada satelit, para pelaut menentukan garis lintang mereka dengan sudut yang diukur dari atas cakrawala. Idenya sederhana. Berdirilah di khatulistiwa saat ekuinoks, dan Matahari tengah hari berada tepat di atas kepala, pada 90°. Berjalanlah ke utara, dan Matahari tengah hari tampak lebih rendah di langit selatan. Sudutnya turun tepat satu derajat untuk setiap derajat garis lintang yang kamu tempuh.

Di belahan Bumi utara, menghadap ke selatan pada tengah hari setempat, tinggi Matahari adalah

h = 90° − φ + δ

di mana φ adalah garis lintangmu dan δ (delta) adalah deklinasi Matahari: garis lintang titik di Bumi yang tepat berada di bawah Matahari pada hari itu. Nilainya 0° saat ekuinoks dan berubah antara sekitar +23,44° dan −23,44° sepanjang tahun.

Saat ekuinoks δ = 0, jadi φ = 90° − h. Tinggi Matahari yang diukur pada tengah hari sebesar 49° berarti garis lintang 41° LU. Saat solstis Juni δ = +23,44°, jadi pada 40° LU, Matahari tengah hari mencapai 90° − 40° + 23,44° = 73,44°. Dalam praktiknya, kamu menggunakan tabel deklinasi Matahari untuk tanggal tersebut, seperti yang dilakukan para navigator dengan almanak.

Pada malam hari, ada jalan pintas di belahan bumi utara. Polaris, Bintang Utara, berada kurang dari 1° dari kutub langit utara, yaitu titik di langit yang dituju oleh sumbu Bumi. Tinggi kutub itu di atas cakrawalamu sama dengan garis lintangmu, jadi ketinggian Polaris ≈ garis lintangmu (dengan selisih sekitar satu derajat). Jika Polaris berada 52° di atas cakrawala, kamu berada di sekitar 52° LU. Di Kutub Utara, Polaris berada tepat di atas kepala; di Khatulistiwa, Polaris berada di cakrawala.

Dari belahan bumi selatan, Polaris berada di bawah cakrawala. Tidak ada bintang terang yang menandai kutub langit selatan, jadi para pelaut di selatan mengandalkan Matahari dan metode lainnya.