Ideoita aurinkokellolle

heittää vuoden aikana noin 20min. Eri aikaan vuodesta aurinko etelässä olo hetki vaihtelee tuon 20 minuuttisen,
plus kesä-aika tunnin kellon siirto.

Jotensekunnin tarkkaa aika merkkiä siitä et saa.

Maaliskuun lopulla kevätpäivän tasauksen aikoihin auringon deklinaatio on nolla ja Juhannuksena kesäpäivän seisauksen aikoihin noin 23,5 astetta. Juhannuksena aurinko on täten etelässä (ja samaten pohjoisessa) ollessaan noin 23 astetta korkeammalla kuin maaliskuun lopulla. Tuo kulma on hiukan enemmän kuin äärimmilleen avatun kämmenen leveys käden mitan päässä silmästä.

Muissakin suunnissa auringon korkeuden voi suunnilleen arvioida kun muistaa että kulma on mitattava auringosta taivaanpallon pohjoisnapaa kohti, eikä ihan lakipisteen suuntaan. Taivaanpallon pohjoisnapa on pohjoisen suunnalla ja sen korkeus horisontista on sama kuin paikan maantieteellinen leveys. Se on siis aika korkealla, esim Helsingissä 60 asteen korkeudella ja Oulussa 65 asteen korkeudella. Helsingissä taivaan lakipisteestä 30 asteen päässä ja Oulussa 25 asteen päässä.

Kannattaa harjoitella taivaan lakipisteen ja taivaannavan likimäääräistä paikallistamista sillä se ei ole niin helppoa kuin äkkiseltään voisi kuvitella. Se että tulos ei ole ihan tarkka ei merkitse sitä etteikö se voisi olla hyödyllinen ja suuntaa-antava niin että näin voi likimäärin funtsailla paistaako aurinko tietylle paikalle.

Jos esim. katsot maaliskuun lopulla etelän ja lännen välillä olevaa aurinkoa niin sen likimääräisen aseman Juhannuksena samaan aikaan saat ojentamalla kätesi aurinkoa kohti, levittämällä kämmenesi äärimmilleen ja mittaamalla sen kulman "hiukan vinoon" kohti taivaanpallon pohjoisnapaa (eikä siis suoraan taivaan lakipistettä kohti).

Käytä kuitenkin aurinkolaseja äläkä tuijota pitkään aurinkoa sillä muuten voit hiukan myöhemmin saada silmäsi tuskallisen kipeiksi. Kalevalalaisittain voisin väännellä että aurinkokellon rakentamisen soitto ei tarvitse olla suruista tehty ja murehista muovaeltu. Jos enempi tekee mieli auringon korkeuksia mietiskellä niin sitä varten kannattaa ruveta mittailemaan varjojen pituuksia joka ei siinä määrin rasita näköelimiä.

Maaliskuun lopulla aurinko nousee idästä ja laskee länteen joten tällä tavalla vain nämä suunnat ovat arvioitavissa. Kesäaika tekee oman pikku temppunsa mutta ehkä tässä ei kannata jokaiseen ruohonkorteen kompuroida.

Vertikaalinen kello, jonka aika-asteikko on pystysuora taso, on minun suosikkini. Sehän voi näyttää aikaa enintään puolet vuorokaudesta eli korkeintaan 12 tunnin ajan (koska aurinko ei voi koko kesäpäivää paistaa samalle pystysuoralle seinälle), mutta kun aurinko ei muutenkaan ole koko ajan seurattavissa rakennetulla ja peitteisellä tontilla niin ei se paljon ylimääräistä rajoitusta aiheuttane.

Sen voi tosiaan kiinnittää sopivaan seinään, mieluiten ehkä lounaan tai lännen puolelle koska iltapäivällä ja illalla mökillä luultavasti ollaan eniten jalkeilla ja ulkosalla. Tasoaurinkokello on rakenteeltaan yksinkertainen ja helppo rakentaa. Asennuksen suunnathan täytyy olla selvillä ennen aika-asteikon piirtämistä. Asennetaan kello sinne minne se on helppo asentaa ja tehdään aika-asteikko sen mukaisesti. Tämä on aloittelevalle kirvesmiehelle helppo ratkaisu. Vertikaalisen kellon aika-asteikko ei ole tasavälinen joten asteikon laskeminen on hyvä vaihtoehto. Pelkästään havaintojen avulla asteikkoa olisi vaikea ja työläs tehdä.

Mielestäni kannattaa edetä askeleittain. Ensin tehdään se tasoaurinkokello varjosauvan kanssa mutta ilman asteikkoa ja kiinnitetään lopulliselle paikalleen. Seuraavaksi voidaan määrittää tarkka aika-asteikon suunta varjosauvan heittämiä varjoja havainnoimalla ja mittailemalla. Kellotaulu asennetaan niin pystysuoraan kuin osataan, joten asteikon normaalin suunta on ainoa tuntematon. Voidaan esimerkiksi havainnoida milloin auringon atsimuutti on kohtisuorassa kellotaulua vasten (auringon korkeuskulma saa olla erilainen) ja saadaan näin määritettyä se suunta johon tason normaali osoittaa. Jos laskeskelee hiukan enemmän ja mittaa varjon tarkasti niin mainitun havainnon voi tehdä muulloinkin. Tällä perusteella kellotauluun voi piirtää aika-asteikon varjosauvan ympärille, laskelmien mukaisesti, kun varjosauvan pituus tunnetaan.

Maapallon akselin suuntainen varjosauva on siitä mukava että se heittää aina samalla auringon tuntikulmalla varjon samalla tavalla deklinaatiosta riippumatta, mutta jos se on hankalan tuntuinen rakentaa niin kyllähän muunkinlainen varjosauva kelpaa. Täytyy vaan muistaa että jos varjosauva ei ole maapallon pyörimisakselin suuntainen niin sen eri osat heittävät varjoa samoilla auringon tuntikulmilla hiukan eri tavoin auringon deklinaation vaihdellessa. Eli asteikon laadinnasta tulee työläämpää jos lintsaa varjosauvassa.

Tavallaan vapaamuotoinen varjosauva on kuitenkin helppo ratkaisu. Otetaan vaikka jonkin vänkkyräinen männynoksa ja kiinnitetään se aurinkokellon varjosauvaksi. Kieroonkasvanutta männynoksaa kiinnitettäessä ei tarvitse murehtia tarkasta pohjois-etelä-suunnasta ja sehän on vielä hiukan hakusessa kun aika-asteikon normaalin tarkkaa suuntaa ei tiedetä. Sehän määritetään vasta sitten kun varjosauva on paikallaan. Siitä männynoksasta käytetään vain esim. oksan päätä ajan osoittamiseen ja asteikko laaditaan oksan pään mukaan. Asteikon laadintaa varten kello irroitetaan seinästä ja asteikko - tarpeellisin osin - mitataan ja piirretään hyvässä työasennossa millimetrimittaa käyttäen. Geometriaa tässä täytyy soveltaa, mutta ei se mitään ylimaallisen vaikeaa ole. Käsilaskentana ei kuitenkaan kannata, vaan tarvitaan ohjelmoitava laskin tai tietokoneohjelma.

Aika tavalla mittatilaustyönä tällainen aurinkokello siis olisi tehtävä ja kuluuhan siihen aikaa, mutta eikös
mökillä olossa ideana juuri ole se että aikaa ON!

Jos on tärkeää että aurinkokelloa voi lukea tiettyyn aikaan (kesäaika huomioiden) eikä ole ihan teodoliittia käytettävissä sijoituspaikan valinnassa niin yksinkertainen suuntalevy voi auttaa paikkaehdokkaiden karsinnassa. Suuntalevyn voi tehdä vaikka pahvilevystä. Siihen piirretään ja merkitään 360 asteen ympyrä.
Tämä on samantapainen simppeli viritelmä jota ainakin jotkut varusmiehet ovat tottuneet käyttämään tähystyspaikalla esim. ydinräjähdyksen "sienipilven" suunnan määrittämiseen. Eli se on mallia kannon päähän naulattu asteikkolevy ja jonkinlainen "tähtäin".

Suuntalevy sijoitetaan vaakatasoon aurinkokellon mahdollisen sijoituspaikan lähelle ja asetetaan mahdollisimman hyvin pohjois-etelä-suuntaan. Silloin suuntalevyltä näkee auringon suunnat ko. paikalla ja voi tutkia eri suuntia vastaavien näköesteiden korkeuden. Suuntia vastaavat kellonajat täytyisi oikeastaan laskea erikseen, mutta kyllä niitä voinee kokemuksen perusteella kohtalaisen hyvin arvioidakin ellei ole kriittinen tapaus. Tässähän on vain alustavasti kyse siitä että voiko aurinko paistaa aiotun aurinkokellon paikalle tiettyyn kellonaikaan. Jos ei tule valoa niin todennäköisesti ei voida myöskään tehdä sellaista varjoa jota aurinkokello voisi hyödyntää. Jos tulos näyttää kyseenalaiselta niin voi olla helpointa valita jokin toinen paikka.

Kesäpäivänseisauksen aikoihin auringon deklinaatio muuttuu vain hitaasti, siitäpä se nimi "seisaus" juuri tuleekin. Jos tyydymme siihen että aurinkokello näyttää oikein Juhannuksen aikaan niin auringon deklinaation muutoksen voi unohtaa. Myös ajantasaus on keskikesällä itseisarvoltaan pieni joten sen voi unohtaa ellei pyritä ihan huipputarkkuuksiin, vaan esim. 5 minuutin virhe on hyväksyttävissä. Kesäaikakorjaus on kuitenkin tarpeellinen ja myös korjaus paikkakunnan maantieteelliselle pituudelle - ellei sitten satuta sijaitsemaan aivan itärajan tuntumassa.

Jos tuntuu että tontilla on vaikea löytää hyvää paikkaa perinteiselle aurinkokellolle, niin ongelma kannattaisi ehkä kääntää päälaelleen: eipäs yritetäkään tehdä varjoa vaan heijastetaan valoa peilillä. Peili on herkkä auringon deklinaatiolle, mutta voisi toimi suhteellisen hyvin jos vain Juhannuksen aika on se tärkeä aika koska deklinaatio ei silloin paljon muutu.

Eli toimisiko sellainen ajatus että kiinnitetään pieni peili paikkaan johon aurinko paistaa ja suunnataan se niin että peilistä heijastunut valo osuu sopiviin kohtiin. Peili voisi olla vaikka pylvään nokassa tai muussa paikassa johon perinteistä aurinkokelloa ei ihan ensimmäisenä tulisi tehtyä.

Aurinkokellon paikka mökillä on aika paljon neuvottelukysymyskin perheen sisällä. Se on kuitenkin ei-täysin-välttämätön "elämäntaparakennelma" josta aika vähän on suoranaista hyötyä saatavissa. Optimaaliseen paikkaan sitä ei välttämättä kannata sijoittaa ellei asiasta ole konsensusta huoneenhallituksen kanssa. Sijoituspaikka on luultavasti kompromissi erilaisten vaatimusten välillä joista osa on luonteeltaan sosiaalisia. Aurinkokello ei saisi näyttää rumalta, vaan sen ulkonäkö olisi saatava miellyttäväksi. Muuten muu perhe ei sitä välttämättä hyväksy.

Ehdotan paikkaa johon aurinko paistaa keskipäivällä ja iltapäivällä koska silloin aurinkokellosta luultavasti on eniten iloa ja tarkka pohjois-etelä-suunta on helpoiten määritettävissä. Jos aurinko paistaa paikalle maaliskuun lopulla keskipäivällä niin se paistaa samalle paikalle myös Juhannuksena samoihin aikoihin ellei parikymmentä astetta korkeammalla ole varjostavia esineitä.

Jos kello ei tule seinään kiinnitettäväksi vaan seisoo maan varassa niin ekvatoriaalinen tasoaurinkokello olisi asteikon laadinnan kannalta helpoin vaihtoehto. Varjosauva on maapallon akselin suuntainen eli kohtisuorassa tasoa vasten. Kesällä riittää kun toteuttaa tasoaurinkokellon pohjoispuolen. Vaikeinta tässä mallissa lienee asettaa kellon taso oikeaan suuntaan ja oikeaan kaltevuuteen, mutta aika helppoa sekin on.

Kun aika-asteikko on tasavälinen niin sen voi pienellä vaivalla tehdä varjosauvan ympäri kierrettäväksi. Tällöin ajatasaus-, pituusaste- ja kesäaikakorjaukset voidaan tehdä yksinkertaisesti aika-asteikkoa varjosauvan ympäri kiertämällä ja aurinkokello saadaan näyttämään suoraan virallista aikaa (kunhan pari kertaa viikossa muistetaan tarkistaa ja tarvittaessa justeerata aika-asteikon asentoa).

Kun ekvatoriaalinen tasoaurinkokello on oikein rakennettu ja asennettu, eli taso on kallellaan pohjoiseen päin vaakatasosta paikkakunnan maantieteellisen leveyden komplementtikulman verran (suorakulma - leveys) ja siinä on kohtisuorassa tasoa vasten oleva varjosauva (josta näin tulee maapallon pyörimisakselin suuntainen), niin varjosauvan ympäri kierrettävä 24 tunnin tasavälinen aika-asteikko vain kierretään sellaiseen asentoon että auringon varjosauvasta heittämä varjo näyttää asteikolla virallista aikaa. Ei tarvitse tietää kesäaika-, pituusaste- ja ajantasauskorjauksista yhtään mitään jos ei halua. Tarkistetaan silloin tällöin. Ei kuluta sähköä, ei pidä meteliä, ei saastuta, on kestävä ja helppohoitoinen, ei ole naapureiden hermoja raastava kerskakulutustuote. Ehkä sen voisi naamioida puutarhatontuksi?

Jos se Aurinko tosiaan räjähtää 6:n vuoden sisällä niin onhan tässä vielä hyvää aikaa rakennella aurinkokelloa, parannella sitä ja nautiskella sen hienouksista.

Auringon räjähdettyä siellä aurinkokellolla ei enää tee mitään, mutta eipä tee millään muuallakaan. Kaikki muukin kiva loppuu siinä samalla.

Kevätpäivänseisauksen päivänä aurinko melko tarkkaan nousee idästä ja laskee länteen. Jos tuolloin pitäisi miettiä että miten aurinko paistaa Juhannuksena vaikkapa pohjoisen puoleiselle seinälle niin yrittäisin ensin mitata tuon seinän suunnan mahdollisimman tarkkaan esim. havaintojen ja kartan avulla. Keväällä se aurinko ei ole näkyvissä siihen kellonaikaan ja sillä suunnalla mistä tässä on kyse, joten auringosta ei ole välitöntä apua.

Auringon nousu- ja laskupisteiden atsimuutit on helppo laskea auringon maksimideklinaation arvoilla jos ei olla yöttömän yön vyöhykkeellä. Ja jos ollaan niin auringon alakulminointikorkeus on vielä helpompi laskea. Joka tapauksessa olisi mielenkiintoista laskea mikä on auringon korkeus kun se on "seinän suunnalla" jommalla kummalla puolella, idän tai lännen puolella. Näiden tulosten valossa voisi siellä seinän vierellä katsella horisonttia ja muita näköesteitä että miten aurinko oletettavasti paistaisi ko. paikkaan Juhannuksena.

Onhan meillä yleensä tietysti karkea käsitys siitä missä on pohjoinen ja missä on etelä, mutta aurinkokellon tapauksessa sellainen karkea käsitys ei yleensä ole riittävän tarkka.

Valmiina voi ostaa lähinnä metallirakenteisia ekvatoriaalisia "pallon muotoisia" aurinkokelloja joissa aika-asteikko on pallon "ekvaattorin" sisäpinnalla ja varjosauva keskellä palloa, napojen välillä. Tarkoitus on että tällainen yleiskäyttöinen valmis aurinkokello suunnataan niin että varjosauva on maanakselin suuntainen eli kallistetaan pohjoiseen paikkakunnan leveyden mukaisesti.

Ainakaan kaikissa tuollaisissa ei ole rakenteen sisällä mahdollisuutta helposti muuttaa varjosauvan kaltevuutta, eli ne on rakennettu vain yhdelle tietylle leveydelle. Toivottavasti se on sama kuin se leveys jonne aurinkokello sijoitetaan. Tosin eihän sitä alustaa ole pakko asentaa vaakasuoraan. Se ei aiheuta tuollaiselle kiinteälle aurinkokellolle mitään ongelmaa jos sen alustaa hiukan (tai vaikka enemmänkin) kallistaa vaakatasosta niin että varjosauva saadaan oikeaan kaltevuuskulmaan.

Muuten tuollainen "pallokehikko" on kyllä melko mukava kontruktio, mutta olisi vielä parempi jos aika-asteikkoa voisi helposti kiertää eri asentoon pallon sisällä (varjosauvan suuntaa muuttamatta) niin että kellon saisi näyttämään suoraan virallista aikaa. Ilman tällaista mahdollisuutta kello näyttää paikallista tosiaurinkoaikaa. Ei siis sinänsä väärää aikaa, vaan eri aikajärjestelmän aikaa kuin mitä virallinen aika on.

Mökillä voisi ehkä kuvata "horisontin" digikameralla niistä paikoista joita ajattelet mahdollisiksi aurinkokellon sijoituspaikoiksi.

Kuvat voisi ottaa samalla zoomin asetuksella niin että ne menevät osittain päällekkäin. Kun kuvat menevät päällekkäin niin pystyt yhdistämään ne varmasti oikein toisiinsa ilman aukkopaikkoja. Käytä laajakulmaa jos mahdollista. Näin voi koostaa kuvista panoraaman joka kattaa koko horisontin. Kun kuvaat täyden ympyrän eli 360 astetta niin voit panoraamasta laskea paljonko kuvassa on esim. 10 astetta.

Lisäksi pitäisi havaita mahdollisimman tarkasti auringon suunta silloin kun aurinko on sopivan alhaalla ja merkitä aika muistiin. Ajan perusteella voi laskea auringon atsimuutin tuolla hetkellä. Tee aurinkohavainto erikseen jokaisella kuvauspaikalla.

Kuvista näkee paikallisen "horisontin" ja aurinkohavainnon avulla saa yhden suunnan tarkan atsimuutin. Kun kuvat menevät päällekkäin niin tällä perusteella voi panoraamakuvasta kohtalaisen tarkasti mitata ja laskea minkä tahansa kohdan atsimuutin.

Etelän suunnalla aurinko todennäköisesti on kesällä riittävän korkealla, joten sen suunnan esteillä ei sinänsä liene suurta merkitystä aurinkokellolle, mutta kuvaa silti etelähorisonttikin samalla zoomin asetuksella että saat sen 360 astetta katettua ja oikean mittakaavan laskettua.

Panoraamakuvasta voi mittakaavan perusteella arvioida näköesteiden korkeudet asteina tärkeissä suunnissa ja tämän työn voi tehdä mukavasti sisätiloissa pöydän ääressä viivoittimen avulla, ilman kulmanmittausvälineitä. Auringon korkeudet eri suunnissa on helppo laskea ja tältä pohjalta luullakseni pystyy päättämään mihin paikkaan se aurinkokello pitäisi asentaa.

Täytyy siitä huolimatta että maailmalla on viime aikoina tapahtunut paljon, todeta, että aurinkokello yllättää toimivuudellaan, ja selvittää samalla huonoja taloudellisia ja hallinnollisia oloja.