Descobrindo a latitude pelo céu

Antes dos satélites, os marinheiros encontravam sua latitude com um ângulo medido acima do horizonte. A ideia é simples. Fique no equador durante um equinócio e o Sol do meio-dia estará bem acima da sua cabeça, a 90°. Caminhe para o norte e o Sol do meio-dia ficará mais baixo no céu ao sul. O ângulo diminui exatamente um grau para cada grau de latitude que você percorre.

No hemisfério norte, voltado para o sul ao meio-dia local, a altura do Sol é

h = 90° − φ + δ

onde φ é sua latitude e δ (delta) é a declinação do Sol: a latitude do ponto na Terra que fica diretamente abaixo do Sol naquele dia. Ela é 0° nos equinócios e varia entre aproximadamente +23,44° e −23,44° ao longo do ano.

Em um equinócio, δ = 0, então φ = 90° − h. Uma altura do meio-dia medida de 49° significa uma latitude de 41° N. No solstício de junho, δ = +23,44°, então, a 40° N, o Sol do meio-dia alcança 90° − 40° + 23,44° = 73,44°. Na prática, você usa uma tabela com a declinação do Sol para a data, que era como os navegadores usavam o almanaque.

À noite, há um atalho no hemisfério norte. Polaris, a Estrela Polar, fica a menos de 1° do polo celeste norte, o ponto no céu para o qual aponta o eixo da Terra. A altura desse polo acima do seu horizonte é igual à sua latitude, então a altitude da Polaris ≈ sua latitude (com uma diferença de aproximadamente um grau). Se a Polaris estiver 52° acima do horizonte, você estará perto de 52° N. No Polo Norte, ela estará acima da sua cabeça; no equador, estará no horizonte.

No hemisfério sul, a Polaris fica abaixo do horizonte. Nenhuma estrela brilhante marca o polo celeste sul, então os navegadores do sul dependiam do Sol e de outros métodos.