Een zonnewijzer van een stok bouwen en de tijd aflezen
Een rechtopstaande stok en een paar stenen worden een zonnewijzer: op de eerste zonnige dag markeer je met een horloge elk heel uur de punt van de schaduw. Op de volgende dagen lees je de tijd af aan de schaduw. Het is een mooi project met kinderen en handig in het kamp als de batterij leeg is. De markeringen blijven alleen een paar dagen tot weken kloppen, omdat de baan van de zon verschuift – en natuurlijk alleen zolang de zon schijnt.
- Opbouw 10 minuten, daarna elk uur een minuut markeren op een zonnige dag
Eenvoudig uitgelegd
Met een stok en een paar stenen kun je je eigen klok bouwen – een zonnewijzer. Je steekt de stok recht in de grond. De zon werpt een schaduw, en overdag beweegt die schaduw om de stok heen als de wijzer van een klok.
Op de eerste dag heb je nog een echt horloge nodig. Elke keer als het een heel uur is, leg je een steen precies op de punt van de schaduw en schrijf je het cijfer ernaast in het zand. 's Avonds heb je een boog van stenen. De volgende dag kijk je alleen waar de schaduw ligt – en je weet ongeveer hoe laat het is.
Maar de zonnewijzer klopt niet voor altijd. De zon loopt elke dag een heel klein beetje anders over de hemel, dus na een tijdje moet je de stenen opnieuw leggen. Bij bewolking laat hij helemaal niets zien. En denk eraan: je kijkt alleen naar de schaduw, nooit in de zon.
Hoe het werkt
De zon beweegt overdag gestaag over de hemel, en de schaduw van een rechtopstaande stok draait mee. Op het noordelijk halfrond wijst die 's ochtends ruwweg naar het westen, 's middags naar het noorden en 's avonds ruwweg naar het oosten – hij beweegt met de klok mee. 's Ochtends en 's avonds is hij lang, rond het middaguur het kortst. Op het zuidelijk halfrond beweegt hij tegen de klok in, en wijst de kortste schaduw naar het zuiden.
Als je op één dag met een horloge bij elk heel uur markeert waar de schaduwpunt ligt, heb je een uurschaal voor die dag. Omdat de zon de volgende dagen bijna dezelfde baan volgt, klopt de schaal nog een tijdje. Je zonnewijzer laat de tijd van je horloge zien, niet de zonnetijd – want je hebt hem met het horloge geijkt.
Waar het om gaat
De plek moet vlak zijn en de hele dag zon krijgen. Een boom die 's middags schaduw werpt, maakt de uren van de middag onbruikbaar. De stok moet stevig en rechtop staan – een koord met een steen eraan hangt precies loodrecht en helpt je hem uit te lijnen. Als de stok wiebelt, verschuiven alle markeringen mee.
Leg de stenen precies op de punt van de schaduw, niet ernaast, en label ze: met een cijfer in het zand, een kras op de steen of een vast aantal takjes. Tussen twee markeringen schat je de minuten. Verwacht niet meer dan een grove tijd.
De markeringen verschuiven omdat de zon in de zomer hoger en verder naar het noorden loopt dan in de winter. Rond maart en september gaat dat sneller, rond juni en december langzamer. Heb je nog een horloge, vergelijk dan om de paar dagen en leg de stenen opnieuw. Bij het verzetten van de klok zitten alle markeringen ineens een uur ernaast.
Met kinderen
Een zonnewijzer is een prachtig project voor een dag in het kamp of in de tuin. Kinderen leggen elk uur hun steen neer, schilderen cijfers op kiezels en zien hoe de schaduw 's ochtends lang is, 's middags kort wordt en 's avonds weer groeit. Ondertussen leren ze dat de kortste markering naar het noorden wijst (op het zuidelijk halfrond naar het zuiden).
Zorg dat de stok bovenaan stomp is of een dopje draagt, dat niemand naar de zon kijkt en dat iedereen af en toe de schaduw in gaat, drinkt en een hoed op heeft. Rond het middaguur is de zon op haar sterkst.
Grenzen
Een zonnewijzer van een stok laat alleen een bij benadering juiste tijd zien en alleen zolang de zon schijnt. Voor alles waarbij de tijd echt telt – medicijnen, een ontmoetingspunt, de terugkomsttijd van een tocht – heb je een echt horloge nodig. De zonnewijzer zonder horloge die overlevingshandboeken beschrijven, rekent zonsopgang als 6 uur 's ochtends en zonsondergang als 6 uur 's avonds en is nog grover.
Stap voor stap
Een zonnige, vlakke plek kiezen
Zoek een plek die zo lang mogelijk van de dag zon krijgt en vlak is – een weiland, een stuk zand of een open plek in het kamp. Bomen, rotsen of tenten mogen er overdag geen schaduw op werpen. Hij moet uit de buurt van paden liggen zodat niemand de stenen wegschopt.
- 1
Een zonnige, vlakke plek kiezen
Zoek een plek die zo lang mogelijk van de dag zon krijgt en vlak is – een weiland, een stuk zand of een open plek in het kamp. Bomen, rotsen of tenten mogen er overdag geen schaduw op werpen. Hij moet uit de buurt van paden liggen zodat niemand de stenen wegschopt.
- 2
De stok rechtop zetten
Druk de stok stevig in de grond zodat hij niet meer beweegt. Houd naast de stok een koord vast met een kleine steen eraan: het hangende koord is precies loodrecht, dus richt je de stok daarop uit. Als de stok scheef staat of wiebelt, kloppen de markeringen later niet.
- 3
Het eerste uur markeren
Wacht tot er een heel uur op je horloge staat, bijvoorbeeld 9 uur. Leg een steen precies bij de punt van de schaduw en schrijf of kras het getal ernaast in de grond. Kijk daarbij alleen naar de schaduw, nooit naar de zon.
- 4
Elk heel uur een markering
Leg nu elk heel uur een nieuwe steen bij de punt van de schaduw, tot laat in de middag. De stenen vormen een boog rond de stok. Op het noordelijk halfrond beweegt de schaduw met de klok mee; op het zuidelijk halfrond tegen de klok in. Zoek tussendoor wat schaduw op, drink iets en draag een hoed.
- 5
De kortste markering is de zonnemiddag
Look at the arc: the shadow is shortest around solar noon. That is usually not 12 o'clock – with daylight saving time the shortest shadow in our latitudes often comes at 1 p.m. or later. Your sundial still shows the time of your watch, because you calibrated it with it. As a bonus, the line from the stick to the shortest mark points roughly north (southern hemisphere: south).
- 6
De volgende dag de tijd aflezen
Kijk op de volgende zonnige dag waar de schaduwpunt op dat moment ligt. Ligt die precies op een steen, dan is het dat uur. Ligt die tussen twee stenen, bijvoorbeeld ongeveer halverwege 10 en 11, dan is het ongeveer half elf. De minuten schat je – nauwkeuriger wordt het niet.
- 7
Regelmatig opnieuw afstellen
De markeringen kloppen maar een paar dagen tot een paar weken, omdat de baan van de zon met het seizoen verschuift. Heb je nog een horloge, vergelijk dan telkens opnieuw en leg de stenen opnieuw neer. Bij bewolking laat de zonnewijzer helemaal niets zien. En als de klok wordt verzet (zomertijd/wintertijd), staan alle markeringen een uur ernaast.
Veelgemaakte fouten
- De stok staat scheef of wiebelt
- De plek komt in de loop van de dag in de schaduw te liggen
- Naar de zon omhoogkijken in plaats van naar de schaduw
- De markeringen maandenlang blijven gebruiken
- De wisseling van zomer- en wintertijd vergeten
- Stenen niet gemerkt en later door elkaar gehaald
Kort overzicht
Materiaal
Stevige stokken / palen
Een rechte stok, ongeveer armlang, of een tentstok
Snijd geen levend hout waar dat verboden is.
Kleine steentjes of takjes als markering
Ongeveer een dozijn stenen of takjes voor de uurmarkeringen
Analoog polshorloge
Op de eerste dag om af te stellen; een telefoon werkt ook
Slechts een zeer grove richtingshulp – nooit een vervanging voor een kompas bij nauwkeurige navigatie.
Dun touwtje
Met een steen eraan als schietlood om de stok rechtop te zetten
Lage breeksterkte – alleen voor lichte lasten.
Notitieboekje en potlood
Datum en uren noteren
Zonnebrandcrème en zonnebril
Zonnebrandcrème bij het markeren in de zon
Zonnebrandcrème heeft een houdbaarheidsdatum; vervang oude tubes.
Geschikt voor
- Een kamp van meerdere dagen zonder stroom
- Een leerproject met kinderen
- Begrijpen hoe zon en tijd samenhangen
- Ongeveer weten hoeveel van de dag nog over is
Niet geschikt voor
- Nauwkeurige tijdmeting
- Bewolkte dagen
- Onderweg tijdens een wandeling (de stok moet blijven staan)
- Meerdere maanden zonder opnieuw af te stellen
Voorwaarden
- Een zonnige dag om af te stellen
- Een vlakke plek die de hele dag zon heeft
- Een horloge op de eerste dag
- Nooit in de zon kijken
Veiligheid
- Lang in de zon staan om schaduwen te bekijken leidt gemakkelijk tot zonnebrand of hitteziekte. UV-straling is rond het middaguur het sterkst, en nog sterker op sneeuw, op water en in de bergen. Een hoed, zonnebrandcrème, water en pauzes in de schaduw horen erbij – vooral voor kinderen.
- Een scherpe stok op ooghoogte is gevaarlijk voor kinderen. Gebruik een stok met een stompe top, of zet een pet, een dennenappel of een doek op de punt, en zet de zonnewijzer weg van paden en speelplekken.
- De zonnewijzer laat alleen bij benadering de tijd zien. Voor dingen waarbij de tijd ertoe doet – medicijnen, een afgesproken ontmoetingsplek, je terugkeertijd – heb je een echt horloge nodig.
Hoe het werkt
De zon beweegt overdag gestaag over de hemel en de schaduw van een stok draait mee. In de gematigde breedtegraden van het noordelijk halfrond beweegt de schaduw met de klok mee, op het zuidelijk halfrond tegen de klok in. Als je op één dag met een horloge markeert waar de schaduwpunt elk heel uur ligt, kun je de tijd op de volgende dagen daar aflezen. Maar omdat de zon elke dag een iets andere baan volgt – hoger of lager, meer naar het noorden of zuiden – verschuiven de lengte en richting van de schaduw langzaam. Rond maart en september gaat dat sneller, rond juni en december langzamer. Daarom moet je de markeringen telkens opnieuw afstellen.
Voordelen
- Heeft alleen een stok, stenen en één keer een horloge nodig
- Een spannend project voor kinderen
- Werkt zonder stroom
- Laat ook nog de noordrichting zien
Nadelen
- Alleen bij zon
- Markeringen kloppen maar een paar dagen tot weken
- Onnauwkeurig
- Moet op dezelfde plek blijven staan
Achtergrondkennis
Vakinhoudelijke achtergrond
De eenvoudigste zonnewijzer is een rechtopstaande staaf; de Grieken noemden die een gnomon. Overlevingshandboeken zoals FM 3-05.70 beschrijven een schaduwklok die op de schaduwstok is gebouwd en waarbij zonsopkomst als 6 uur 's ochtends en zonsondergang als 6 uur 's avonds telt; ze wijzen erop dat het geen klok in de gebruikelijke zin is.
De markeringen verschuiven door de scheve aardas: in de zomer staat de zon hoger en meer naar het noorden, in de winter lager en meer naar het zuiden. Waar de schaduw op een bepaalde dag op een bepaald tijdstip valt, kun je berekenen uit de zonnehoogte en zonrichting in de zonnecalculator van NOAA.
Varianten
- Met kinderen
- Kinderen kunnen elk uur 'hun' steen neerleggen en met een takje het getal in het zand schrijven, of een beschilderde steen gebruiken. Een wekker of telefoon herinnert je aan het volgende uur. 's Avonds kijk je samen hoe de schaduw 's ochtends lang was, 's middags kort en 's avonds weer lang. Let op hoeden, zonnebrandcrème en pauzes in de schaduw – en zorg dat niemand in de zon kijkt.
- Helemaal zonder horloge: de schaduwklok
- Overlevingshandboeken beschrijven een schaduwklok zonder horloge: met de schaduwstok bepaal je de west-oostlijn en de noord-zuidlijn en zet je de stok op het punt waar ze elkaar kruisen. De noord-zuidlijn is dan de middaglijn en de west-oostlijn geldt ongeveer als 6 uur 's ochtends en 6 uur 's avonds. De uren daartussen schat je. Dat is zonnetijd, geen kloktijd, en erg ruw – de 'uren' zijn niet even lang.
- Voor gevorderden: een schuine stok
- Echte zonnewijzers hebben een schuine wijzer die op de hemelpool is gericht: op het noordelijk halfrond naar het noorden gekanteld, zo steil als je breedtegraad (in Duitsland ongeveer 50 graden boven de grond). Dan telt niet de punt maar de richting van de hele schaduw, en de uurlijnen blijven het hele jaar ongeveer hetzelfde – alleen de wisseling van zomer- en wintertijd en kleine afwijkingen over het jaar blijven over.
- Zuidelijk halfrond
- De schaduw beweegt tegen de klok in en de kortste schaduw wijst naar het zuiden. De boog van stenen ligt dus aan de zuidkant van de stok. Al het andere werkt hetzelfde.
Veelgemaakte fouten
- De stok staat scheef of wiebelt
- De plek komt in de loop van de dag in de schaduw te liggen
- Naar de zon omhoogkijken in plaats van naar de schaduw
- De markeringen maandenlang blijven gebruiken
- De wisseling van zomer- en wintertijd vergeten
- Stenen niet gemerkt en later door elkaar gehaald
Grenzen en risico's
- Alleen een bij benadering tijd, geen nauwkeurigheidsaanduiding
- Markeringen kloppen maar een paar dagen tot weken
- Laat niets zien bij bewolking
- De wisseling van zomer- en wintertijd verschuift alle markeringen met een uur
Materiaalalternatieven
Afgeleid van materiaaleigenschappen: een vervanger moet alle relevante eigenschappen hebben. Let op de opmerkingen bij de vervanger.
- Dun touwtje
- Touw (Gebruik nooit onbekend of beschadigd touw voor je veiligheid.), Paracord (Geen klim- of veiligheidstouw.), Hulpkoord (Gebruik voor levensreddende doeleinden alleen gecertificeerd koord en na een opleiding.), Band (buisband) (Controleer geknoopte band voor elk gebruik.), Jute- of sisaltouw (gekocht) (Weinig sterk, neemt water op en rot – alleen voor lichte belasting en oefening.), Boombanden (Alleen belasten binnen de limieten van de fabrikant.), Monofiele vislijn (Laat nooit stukjes lijn achter: vogels en andere dieren raken erin verstrikt en gaan langzaam dood. Wikkel stukjes lijn op en neem ze mee.), Dunne, zachte draad (messing- of verzinkte staaldraad) (Draaduiteinden zijn scherp – bescherm bij het buigen je ogen en vingers), Sleepkabel of sleepband (Bevestig alleen aan de door de fabrikant voorziene sleepogen; ga nooit naast het touw staan terwijl het onder spanning staat.)
Resultaten komen uitsluitend uit gestructureerde items. Er worden geen geïmproviseerde instructies gegenereerd.
Bronnen (5)
- Headquarters, Department of the Army (USA) (2002): FM 3-05.70 Survival · Schaduwklok op basis van de schaduwstok; geen klok in de gebruikelijke zin
- NOAA Global Monitoring Laboratory (Global Radiation and Aerosols): NOAA Solar Calculator – sunrise, sunset, solar noon, azimuth and elevation for any place and date · Zonnemiddag, zonnehoogte en zonrichting voor plaats en datum
- U.S. Naval Observatory: Astronomical Applications Department – sun and moon data, phases of the moon · Tijden van zonsopkomst en zonsondergang per plaats en datum
- NASA Science: Eclipse Safety – never look directly at the sun without proper eye protection · Kijk nooit direct in de zon
- World Health Organization (with WMO, UNEP and ICNIRP) (2002): Global Solar UV Index: A Practical Guide · Bescherming tegen de zon bij een langer verblijf in de zon