L’angolo zenit è l’angolo tra un punto di interesse e lo zenit, il punto direttamente sopra la testa. In un sistema di coordinate tridimensionale, lo zenit è l’asse perpendicolare al piano orizzontale. L’angolo di zenit viene misurato da uno zenit locale, il che significa che cambia in base alla posizione della persona o del dispositivo che effettua la misurazione. L’angolo di zenit solare, l’angolo tra lo zenit e il sole, è utile per determinare se il sole sta sorgendo o tramontando e per prevedere gli effetti solari sulle comunicazioni radio.
Matematicamente, lo zenit corrisponde all’asse z su un insieme di coordinate sferiche. Questo tipo di sistema di coordinate tridimensionale descrive le posizioni su una sfera. Gli assi x e y, che sono orizzontalmente perpendicolari tra loro, formano un piano piatto. Il terzo asse, o asse z, è verticalmente perpendicolare a questo piano piatto nella terza dimensione. Se la Terra fosse tracciata su coordinate sferiche con il centro della Terra come punto di origine, l’asse z attraverserebbe il centro della Terra dal polo nord al polo sud.
Quando viene misurato l’angolo zenitale, il punto di origine viene definito in base alla posizione in cui avviene la misurazione. Ad esempio, una persona in piedi a terra crea un asse verticale che va dal centro della Terra attraverso la testa fino al cielo. Questa linea è lo zenit locale. Se quella persona osservasse il sole e misurasse l’angolo tra la sua posizione nel cielo e lo zenit locale, avrebbe trovato l’angolo dello zenit solare.
Questa misurazione può essere utile per determinare la posizione, poiché può essere misurata da qualsiasi oggetto celeste. I satelliti e le stelle, così come il sole, possono essere individuati con l’angolo zenitale. L’angolo tra lo zenit locale e un punto come un satellite è talvolta noto come angolo di visualizzazione dello zenit.
Più piccolo è l’angolo dello zenit solare, più alto è il sole nel cielo. Al sorgere del sole, l’angolo diminuisce gradualmente fino a mezzogiorno. La posizione del sole può essere importante nella navigazione così come nelle comunicazioni radio, dove viene utilizzata per prevedere il livello di interferenza dei brillamenti solari. Quando l’angolo è basso e il sole è alto nel cielo, è più probabile che i segnali radio vengano attenuati o persi a causa dell’attività di brillamento solare.