Analizator krzywizny Ziemi – widoczność obiektów, horyzont i porównanie modeli

Ten addon to narzędzie do geometrycznej analizy widoczności na dużych dystansach. Wpisujesz wysokość obserwatora (np. wysokość oczu), wysokość celu (np. latarnia, wieżowiec, maszt), odległość oraz – opcjonalnie – parametry zaawansowane: promień Ziemi i współczynnik refrakcji. Kalkulator odpowiada na pytania typu: „czy obiekt powinien być widoczny?”, „ile metrów jest schowane za horyzontem?” oraz „jaki jest kąt elewacji celu w modelu kulistym i płaskim?”.

Co dokładnie policzysz w tym analizatorze?

Jak używać kalkulatora – krok po kroku

1. Ustaw wysokość obserwatora (h1) – zwykle wysokość oczu nad poziomem gruntu/wody. Jeśli stoisz na plaży, wpisz np. 1,7 m. Jeśli jesteś na klifie lub tarasie, wpisz realną wysokość (np. 30 m).
2. Wpisz wysokość celu (h2) – np. wysokość latarni morskiej, budynku, masztu, wiatraka, albo interesującego punktu na obiekcie (np. górna krawędź).
3. Podaj odległość – w metrach lub kilometrach. W praktyce najlepiej działa, gdy dystans jest zmierzony mapą / GPS / dalmierzem.
4. (Opcjonalnie) Promień Ziemi (R) – domyślnie można przyjąć około 6 371 000 m. Zmiana R ma sens przy eksperymentach dydaktycznych lub przybliżeniach lokalnych.
5. (Opcjonalnie) Refrakcja (k) – jeśli chcesz uwzględnić typowe „ugięcie” promieni w atmosferze. Zwiększenie k zwykle „pomaga widoczności” (horyzont się oddala), ale w realnych warunkach bywa zmienne.
6. Kliknij OBLICZ GEOMETRIĘ i sprawdź: status widoczności, procent widocznego obiektu, ile metrów jest „schowane” oraz porównanie kątów.

Co oznaczają wyniki? Proste wyjaśnienia metryk

Status widoczności i „Widoczne % obiektu”

„Widoczny” oznacza, że w modelu kulistym (z uwzględnieniem ustawionej refrakcji) linia wzroku może „trafić” w obiekt, a jego część powinna wystawać ponad linię horyzontu. „Niewidoczny” sugeruje, że obiekt w całości chowa się za krzywizną przy danej wysokości obserwacji i dystansie.

Widoczne % to uproszczona informacja: jaki fragment wysokości celu pozostaje ponad „przesłoną” horyzontu. Jeśli widzisz np. 60%, to znaczy, że dolne 40% wysokości obiektu jest geometrycznie zasłonięte.

„Schowane za krzywizną (m)”

To wartość w metrach mówiąca, ile wysokości obiektu (licząc od dołu) znajduje się poniżej linii widzenia w modelu kuli. Gdy liczba jest dodatnia, część obiektu powinna być zasłonięta. Gdy wynosi 0 (lub bardzo blisko 0), obiekt jest „na granicy” widoczności – wtedy drobne zmiany refrakcji, falowania, temperatury czy wysokości stanowiska mogą sprawić, że obraz „raz jest, raz znika”.

Spadek terenu (Drop)

„Drop” to popularna intuicyjna miara: o ile niżej znajduje się powierzchnia Ziemi na zadanej odległości, w porównaniu do „styku” z linią styczną w punkcie obserwacji. To nie jest „magiczna” wartość z internetu – to zwykła geometria okręgu. Dla krótkich odległości drop jest mały, ale rośnie z dystansem (w przybliżeniu proporcjonalnie do kwadratu odległości).

Twój horyzont

Dystans do horyzontu zależy od wysokości obserwatora. Im wyżej jesteś, tym dalej „sięga” geometria widzenia. Dlatego wejście na wydmę, klif, wieżę widokową czy piętro budynku często radykalnie zmienia to, co da się zobaczyć nad wodą lub płaskim terenem.

Refrakcja (k) – dlaczego jest ważna?

Atmosfera nie jest jednolita. Gdy powietrze ma różne temperatury i gęstości na różnych wysokościach, promienie światła ulegają ugięciu. W praktyce oznacza to, że „linia wzroku” nie zawsze jest idealnie prosta, a horyzont może się wydawać dalszy. Parametr k w kalkulatorze pozwala zasymulować ten efekt.

• k = 0 → brak refrakcji (czysta geometria).
• k > 0 → promienie „uginają się” w dół, co zwykle zwiększa przewidywaną widoczność.
• Zmienne warunki → w realnych obserwacjach k nie jest stałe; przy inwersji temperatury mogą pojawiać się miraże.

Model kulisty vs płaski – co oznacza porównanie elewacji?

W sekcji porównawczej dostajesz dwa kąty: elewację w modelu kulistym oraz elewację w modelu płaskim. To kąt, pod jakim musisz „unieść” (lub „opuścić”) linię wzroku, aby cel znalazł się w osi obserwacji. W modelu płaskim geometria jest prostsza: nie ma krzywizny, więc elewacja wynika głównie z różnicy wysokości i dystansu. W modelu kulistym dochodzi fakt, że powierzchnia „ucieka” i linia styczna do powierzchni ma inny przebieg.

„Musisz być na wysokości X m, aby zobaczyć cel w całości” – jak to czytać?

Ten insight mówi, jakiej wysokości obserwatora (h1) potrzeba, żeby cały obiekt (od podstawy do szczytu) znalazł się ponad „przesłoną” krzywizny. To przydatne w planowaniu obserwacji: zamiast zgadywać, czy warto wejść na wieżę, możesz ocenić, czy 10 m wystarczy, czy potrzebujesz 60 m.

Najczęstsze błędy w danych wejściowych (i jak ich uniknąć)

• Mylenie wysokości oczu z wysokością terenu – jeśli stoisz na klifie 30 m nad wodą, h1 to ~31,7 m, nie 1,7 m.
• Wysokość celu „od poziomu morza” vs „od podstawy” – kalkulator potrzebuje wysokości celu ponad lokalny poziom odniesienia.
• Odległość po mapie vs linia prosta – zwykle używa się odległości po powierzchni. Kalkulator pokazuje też chord jako ciekawostkę.
• Brak uwzględnienia przeszkód pośrednich – wał, drzewa i zabudowa potrafią zasłonić obiekt szybciej niż krzywizna.
• Refrakcja ustawiona „na siłę” – k nie jest pokrętłem do dopasowywania wyniku do oczekiwań; zmienia się z pogodą i warunkami.

FAQ

Podsumowanie

Analizator krzywizny Ziemi pozwala w prosty sposób sprawdzić, co wynika z geometrii: ile obiektu powinno chować się za krzywizną, jak daleko jest horyzont, jaki jest „drop” na danym dystansie i jak refrakcja może zmienić wnioski. To świetne narzędzie do planowania obserwacji, weryfikacji scenariuszy i edukacyjnego porównania modeli.