TITIK BALIK MATAHARI

 TITIK BALIK MATAHARI

 Dalam paham astronomi modern heliosenris dengan luar angkasa dengan matahari sebagai kerangka acuan gerak, bumi bersama planet-planet lainnya bergerak mengitari matahari dalam garis edar yang disebut bidang ekliptika sambil berotasi terhadap sumbu rotasi, pergerakan revolusi bumi ini membutuhkan waktu 355-356 hari dalam sekali masa edarnya. Pergerakan revolusi bumi inilah yang mengakibatkan terjadinya pergantian musim, peredaran semu tahunan matahari, zodiak dan rasi bintang, pergeseran matahari antara garis balik utara dengan garis balik selatan dan perubahan panjang siang dan malam hari di bumi.

Bidang ekuator (bidang yang membelah bumi dua bagian sama besar utara selatan) tegak lurus dengan sumbu rotasi bumi. Bidang ekuator bumi tidak sejajar dengan sumbu bidang ekliptika, tetapi membentuk sudut sebesar 23,5 derajat. Sudut yang dibentuk dari perpotongan ini mengakibatkan adanya deklinasi matahari selama satu tahun lama bumi mengitari bumi berubah secara periodik. Deklinasi ini tidak lain adalah jarak  antara matahari dengan bidang ekuator dan nilai deklinasi perharinya bervariasi mulai dari 23,5 derajat sampai minus 23,5 derajat.

Posisi Bumi terhadap matahari berubah-ubah mengikuti garis lintasannya. Setiap 3 bulan sekali sinar matahari mengenai daerah berbeda secara signifikan di bumi. Hal ini mengakibatkan pada waktu tertentu di lintang 23,5 derajat Utara atau Lintang Selatan mengalami malam hari yang lebih panjang dibandingkan lintang lainnya di permukaan bumi.

Berikut ini akan gambar posisi bumi dan matahari seklaligus menunjukkan waktu saat terjadinya Ekuinoks dan Solstis.

 

Ekuinoks adalah kedudukan matahari tepat di ekuator, hal ini juga terjadi 2x dalam satu tahun, yaitu pada Tanggal 21-22 Maret, dan 22-23 September. Pada saat Ekuinoks terjadi, maka bumi belahan Utara dan Selatan mengalami malam dan siang yang sama panjangnya. Ekuinoks pada Tanggal 21-22 Maret, disebut sebagai musim Semi (Spring) sedangkan ekuinoks di Tanggal 22-23 September disebut sebagai musim Gugur (Autumn).

Pada hari dan tanggal 21 Maret, deklinasi matahari sama dengan nol yang disebut titik ekuinoks. Saat itu, matahari sejajar dengan bidang ekuator. Atau garis kaulistiwa bumi Deklinasi matahari dengan nilai dama namun dalam posisi berbeda akan kembali terjadi pada 23 september. Bagi orang yang tinggal di garis khatulistiwa yaitu wilayah yang memiliki nilai lintang tempat pada kisaran 0 derajat seperti kota Pontianak yang berada pada kisaran lintang 0 derajat 5 detik lintang selatan dan 109 derajat 22 menit bujur timur, di siang hari mereka akan menyaksikan saat-saat matahari berada di titik tertinggi atau tegak lurus di atas kepala atau kulminasi matahari tepat berada di titik zenith. Meraka juga akan menyaksikan, secara praktis matahari terbit tepat di titik timur dan terbenam tepat di titik barat. Bagi daerah yang berada pada lintang nol derajat ini, lama waktu siang praktis sama dengan lama waktu malam.

Keadaan ini dapat dibuktikan dengan rumus transformasi koordinat yaitu SIN (Altitude) = SIN (Lintang) * SIN (Delta) + COS (Lintang) * COS (Delta) * COS (Hour Angle). Saat terbit maupun terbenam matahari, altitudeya = 0. SIN (Altitude) = 0. Sementara itu Delta = 0 sehingga SIN (Delta) = 0 dan COS (Delta) = 1. Rumus di atas menjadi COS (Lintang) * COS (Hour Angle) = 0. Sebenarnya nilai altitudeva berkisar pada minus 0,833 derajat, namun untuk tujuan kalkulasi perhitungan praktis maka nilai altitudeva dianggap bernilai genap = 0

Karena Lintang di permukaan bumi bisa sembarang atau lintang pada garis katulistiwa, maka otomatis COS (Hour Angle) = 0. Hour Angle = 90 derajat = 6 jam. Waktu 6 jam ini adalah waktu dari terbit sampai di titik tertinggi melewati garis meridian, demikian juga 6 jam adalah waktu dari titik tertinggi sampai terbenam matahari. Jadi total waktu di siang hari sejak terbit hingga terbenam matahari adalah 12 jam. Demikian juga lama waktu malam adalah 12 jam.

Namun sebenarnya perhitungan di atas mengabaikan sudut altitude matahari saat terbit ataupun saat terbenam yaitu sebesar minus 0,8333 derajat sebagaimana koreksi yang telah disebutkan sebelumnya. Rumus perhitungan itu juga tidak memperhitungkan perubahan sudut deklinasi matahari selama rentang satu hari, walaupun nilanya memang kecil. Juga tidak memperhitungkan perubahan besar Equation of Time dalam rentang satu hari, meski perubahannya hanya pada kisaran detik saja. Jika semua aspek di atas diperhitungkan, sebenarnya pada tanggal 21 Maret siang masih sedikit lebih panjang dari malam hari dengan batas perbedaan masih pada kisaran belasan menit.

Setelah tanggal 21 Maret ini, selanjutnya matahari bergerak ke utara atau berada di belahan bumi utara hingga pada tanggal 21 Juni nanti akan mencapai titik deklinasi terjauh sebelum akhirnya kembali bergerak ke selatan hingga mencapai titik kebalikan aries pada 23 september. Deklinasi matahari bernilai positif. Yang seperti ini dinamakan dengan soltis

Solstis adalah kedudukan matahari di Lintang 23,5 derajat Utara/Selatan, biasanya terjadi 2x dalam satu tahun, yaitu pada 21-22 Juni dan 21-22 Desember. Pada saat Solstis terjadi di bulan Juni, Bumi dikatakan sedang mengalami Musim Panas (Summer). Sedangkan pada saat Solstis di bulan Desember terjadi disebut dengan musim Dingin (Winter).