Trovare la latitudine osservando il cielo

Prima dei satelliti, i marinai trovavano la loro latitudine usando un angolo misurato sopra l'orizzonte. L'idea è semplice. Mettiti sull'equatore durante un equinozio e il Sole di mezzogiorno sarà esattamente sopra la tua testa, a 90°. Cammina verso nord e il Sole di mezzogiorno scenderà più in basso nel cielo meridionale. L'angolo diminuisce esattamente di un grado per ogni grado di latitudine che percorri.

Nell'emisfero settentrionale, rivolti verso sud a mezzogiorno locale, l'altezza del Sole è

h = 90° − φ + δ

dove φ è la tua latitudine e δ (delta) è la declinazione del Sole: la latitudine del punto sulla Terra che si trova direttamente sotto il Sole quel giorno. È 0° agli equinozi e varia tra circa +23,44° e −23,44° durante l'anno.

Durante un equinozio δ = 0, quindi φ = 90° − h. Un'altezza misurata a mezzogiorno di 49° corrisponde a una latitudine di 41° N. Al solstizio di giugno δ = +23,44°, quindi a 40° N il Sole di mezzogiorno raggiunge 90° − 40° + 23,44° = 73,44°. In pratica si usa una tabella della declinazione del Sole per la data, proprio come facevano i navigatori usando l'almanacco.

Di notte c'è una scorciatoia nell'emisfero settentrionale. Polaris, la stella polare, si trova a meno di 1° dal polo celeste nord, il punto del cielo verso cui punta l'asse terrestre. L'altezza di quel polo sopra il tuo orizzonte è uguale alla tua latitudine, quindi l'altezza di Polaris ≈ la tua latitudine (con una differenza di circa un grado). Se Polaris si trova a 52° sopra l'orizzonte, sei vicino a 52° N. Al Polo Nord si trova sopra la testa; all'equatore si trova sull'orizzonte.

Dall'emisfero australe Polaris è sotto l'orizzonte. Nessuna stella luminosa indica il polo celeste sud, quindi i navigatori dell'emisfero australe si affidavano al Sole e ad altri metodi.