正午太阳高度角计算公式(最新)
任意时刻太阳高度角公式
任意时刻太阳高度角公式太阳高度角是指太阳光线与观察者所在位置与地平线之间的角度,它是天文学中一个重要的概念。
太阳高度角的大小决定了太阳光线的入射角度和照射面积,对于气候、能源利用和生物活动等方面都具有重要的意义。
在不同的时间和地点,太阳高度角会发生变化,我们可以通过太阳高度角的计算公式来确定其数值。
太阳高度角的计算公式如下:太阳高度角= 90° - 地理纬度 + 太阳赤纬首先,我们需要了解一些概念。
地理纬度指的是我们所处地点距离地球赤道的角度,通常用度数表示,北半球的地理纬度为正值,南半球为负值。
太阳赤纬是指太阳光线照射到地球上时,太阳光线到达地球赤道的角度,同样用度数表示。
根据太阳高度角的计算公式,我们可以得出以下几个结论:1. 太阳高度角与地理纬度有关:地理纬度越高,太阳高度角越小;地理纬度越低,太阳高度角越大。
例如,在赤道上的太阳高度角始终都接近90°,而在北极或南极附近的高纬度地区,太阳高度角非常小。
2. 太阳高度角与太阳赤纬有关:太阳赤纬先决定了太阳高度角的最大值,然后再加上地理纬度计算出具体数值。
太阳赤纬随着时间的推移而变化,这也是太阳高度角在不同时间会有所变化的原因。
3. 太阳高度角的变化对能源利用和气候等方面具有影响:太阳高度角越大,太阳光照射到地面上的面积越大,能量传递也更强。
这对于太阳能利用、农作物生长和气候变化等都有一定的影响。
例如,在南半球夏季的时候,太阳高度角较大,太阳辐射的能量较为集中,气温升高,有利于生物生长和太阳能利用。
4. 太阳高度角的计算可以用于导航和建筑设计等:太阳高度角的计算公式可以帮助我们确定太阳的位置,从而在航海和航空等方面具有重要的指导意义。
此外,在建筑设计和规划中,太阳高度角的计算也能够帮助我们确定建筑物的遮挡情况,以便更好地利用太阳能。
综上所述,太阳高度角是一个重要的天文学概念,它描述了太阳光线与地平线之间的角度。
太阳高度角的计算公式可以帮助我们确定太阳高度角的数值,从而对气候、能源利用和生物活动等方面进行预测和规划。
正午太阳高度和子夜太阳高度角计算公式关系
正午太阳高度和子夜太阳高度角计算公式关
系
正午太阳高度角和子夜太阳高度角之间存在以下关系:
正午太阳高度角= 90° -子夜太阳高度角
太阳高度角是指太阳光线与地平面之间的夹角,以正午的太阳高
度角为基准来计算其他时刻的太阳高度角更为方便。
正午太阳高度角
是指太阳在当天正午(即太阳最高点)时相对于地平线的夹角;而子
夜太阳高度角指的是太阳在子夜时刻相对于地平线的夹角。
根据几何关系,一天中太阳角度的变化是周期性的,处于北纬θ
度的观察者来说,正午太阳高度角的最大值是90° - θ(当太阳位于
天顶,即正午时),子夜太阳高度角的最小值是-90° - θ(当太阳
在地平以下)。
因此,两者之间存在关系:“正午太阳高度角”= 90° - “子夜太阳高度角”。
需要注意的是,太阳高度角的具体数值还受到观察者所处位置的
纬度以及日期的影响。
地球的自转轴倾角导致太阳在不同季节和地点
的高度角有所差异。
所以在实际应用中,根据具体的时间和地点进行准确的计算会更精确。
正午太阳高度角计算题
正午太阳高度角计算题正午太阳高度角是指太阳在正午时刻相对于地平线的角度。
这个角度对于天文学、地理学和气象学都非常重要,因为它影响着太阳的辐射强度和地面的能量收入。
正午太阳高度角的计算涉及到太阳的位置和地球的几何关系。
太阳的高度角可以通过以下公式计算:sin(θ) = sin(δ) * sin(φ) + cos(δ) * cos(φ) * cos(H)其中,θ是太阳的高度角,δ是太阳的赤纬,φ是地点的纬度,H是太阳时角。
太阳的赤纬可以通过以下公式计算:sin(δ) = sin(ε) * sin(λ)其中,ε是地球的倾角,λ是太阳的黄经。
太阳的时角可以通过以下公式计算:H = 15 * (T - 12)其中,T是当地的真太阳时。
为了更好地理解这些公式,我们可以逐步计算正午太阳高度角的值。
首先,我们需要确定地点的纬度φ。
假设我们选择的地点是纬度为30°的城市。
然后,我们需要确定太阳的黄经λ。
黄经的值可以通过以下公式计算:λ = 360 * (N - 1) / 365其中,N是一年中的天数,从1到365。
假设我们计算的是一年中的第183天,即7月2日,那么N的值为183。
代入公式,我们可以得到λ的值。
接下来,我们需要确定地球的倾角ε。
倾角的值可以通过以下公式计算:ε = 23.45 * sin(360 * (284 + N) / 365)继续以上述的日期为例,代入公式,我们可以得到ε的值。
现在,我们可以计算太阳的赤纬δ。
代入上述得到的λ和ε的值,我们可以得到δ的值。
最后,我们需要确定当地的真太阳时T。
真太阳时是指当地的时钟时间与太阳在天空中通过本子午线的时间的差值。
为了计算T,我们需要知道当地的时区和经度。
假设我们选择的城市位于东经120°,时区为UTC+8。
那么当地的真太阳时可以通过以下公式计算:T = 当地标准时间 + (经度 - 120) / 15 = 当地标准时间 + (经度 - 120) / 15 + 8假设当地标准时间为12:00,代入公式,我们可以得到T的值。
正午太阳高度的计算
正午太阳高度的计算
正午太阳高度的计算
正午太阳高度的计算
正午太阳高度的计算是指在地球表面上,当太阳位于天空中最高位置时,太阳离地面的角度。
这一角度可以通过地理位置和日期的计算得出。
首先,需要确定观测位置的经纬度。
经度表示在地球上东西方向上的位置,通常用度数表示,范围在0度到360度之间。
纬度表示在地球上南北方向上的位置,同样用度数表示,范围在0度到90度之间。
一般可通过地图或GPS等工具获取位置的经纬度。
其次,需要确定观测日期。
太阳高度的计算需要知道观测日期的儒略日数,即从格林尼治时间的当年1月1日0时算起的天数。
最后,利用公式计算太阳高度角。
太阳高度角的计算公式为:h = arcsin(sinδsinφ+cosδcosφcosH),其中,δ为太阳赤纬,φ为观测位置的纬度,H为太阳时角。
太阳时角计算公式为:H = 15(t-12) + L,其中,t为当日12时的时角,L为观测位置的经度。
通过以上三步计算,就可以得到正午太阳的高度角。
太阳高度角的大小决定了太阳光线射入地面的角度,进而影响到地球上的气候和生态环境。
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太阳高度角计算公式
太阳高度角的计算---用于建筑设计计算日照时间(2010-01-07 11:47:39)转载▼标签:杂谈一、太阳高度角hs求算公式Sinhs=sinδsinφ+cosδcosφcosω (1)式中δ为太阳赤纬,表示太阳光线与地球赤道面的夹角,一年四季每天都在变动着,冬至日δ=-23°27′,春分日和秋分日δ=0°,夏至日δ=23°27′;φ为测点纬度,如北京φ=39°48′、西安φ=34°18′、上海φ=31°10′、杭州φ=30°19′、临海φ=28°51′、福州φ=26°05′、台北φ=25°20′、广州φ=23°08′;ω为太阳时角,以当地正午为0°,上午为负,每小时-15°,下午为正,每小时+15°,ω在赤道面上每小时变化为=15°,ω所表示的是真太阳时,与时钟不同。
现举例计算于下:1.求北纬30°地方冬至日正午时刻和下午1时、2时(均指地方时)的太阳高度角。
①正午时刻太阳时角为0°,即ω=0°将δ=-23°27′、φ=30°、ω=0°代入(1)式得Sinh正午=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos0°=-0.3979×0.5+0.9175×0.8660×1=-0.19895+0.79456=0.5956h正午=36°33′(查正弦数学用表所得,下同)则北纬30°地方冬至日正午时刻的太阳高度角为36°33′;②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°,即ω=15°得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos15°=-0.19895+0.79456×0.9659=-0.19895+0.7675=0.5685h下午1时=34°39′则北纬30°地方冬至日上午11时和下午1时(均指地方时,下同)的太阳高度角为34°39′;③下午2时(上午10时与此高度角同),太阳时角为30°,即ω=30°得Sinh下午2时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos30°=-0.19895+0.79456×0.8660=-0.19895+0.6881=0.4892h下午2时=29°17′则北纬30°地方冬至日上午10时和下午2时的太阳高度角为29°17′;2.求浙江临海市冬至日正午和下午1时、2时(均指地方时)的太阳高度角。
正午太阳高度角计算题
正午太阳高度角计算题
正午太阳高度角是指太阳在正午时刻(当太阳位于最高点时)与地平线之间的角度。
它可以用来确定太阳的高度和太阳照射的强度。
要计算正午太阳的高度角,可以使用以下公式:
h = 90° - φ + δ
其中:
h 是正午太阳的高度角(单位为度);
φ是观察点的纬度(单位为度);
δ是太阳的赤纬(单位为度)。
要计算δ的值,可以使用以下公式:
δ = 23.45° * sin [(360/365) * (284 + n)]
其中:
n 是从当年的1月1日开始计算的天数。
最后,将得到的δ值带入第一个公式中,结合现场的纬度值,即可计算出正午太阳的高度角。
需要注意的是,以上公式是在假设地球的轨道是一个椭圆形且太阳在地球的赤道上方时成立的。
实际上,地球的轨道是一个椭圆偏心率接近0的轨道,太阳的赤纬也会因为地球与太阳之间的相对运动而发生变化。
因此,以上公式只能提供一个近似值。
如果需要更精确的计算结果,可以考虑使用更复杂的模型。
正午太阳高度角的计算及应用
H
后楼
α
L
前楼
例2、某疗养院(北纬36.5°) ,计划在一幢20米高 的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要,要求高楼 的每一层一年四季都能晒到太阳,问:新楼至少要距原 楼多少米?
解析:当太阳直射南回归线时, 正午太阳高度角达一年中最小值, 若此时该楼的一层能被太阳照射 的话,则各楼层都能被阳光照射。 求出此时的正午太阳高度角是 30°,两楼间最小距离应为 L=20×cot 30°=34.7 m。 答案: 34.7 m
一、正午太阳高度角的计算:
0 H=90 -纬度差
纬度差:即所求地点纬度与太阳 直射点的所在纬度的差距。
和冬至 日的正午太阳高度? 五原县(41°N) 41° 41° + 23.5° 23.5°
0°
夏至
冬至
例1、求五原县(41°N)夏至日和冬至 日的正午太阳高度? 夏至日:直射点纬度为23.5°N,
A
16º 34′
B
63º 26′
C
40º
D
23º 26′
2、楼间距问题
楼间距问题实际是一个影长的问题。其基本原则是前一幢楼产生的影子不能挡 住后一幢楼的采光(一般以太阳光线能照射至后一幢楼的底层为标准),如下图
图中H为正午太阳高度,一般取当地的最小值。因为正午太阳高度最小值, 意味着前一幢楼的影子是一年中最长的,而此时的楼间距能保证,则一年 四季都能确保。故一般地北半球取冬至日的正午太阳高度,南半球的取夏 至日的正午太阳高度。 计算过程如下: tanH=h/L →L=h· cotH 结论:楼间距与正午太阳高度大小呈反比;与前一幢楼的楼高呈正比。
【审题】太阳能热水器利用的实质是 热水器倾角与正午太阳高度角之和为 90° 解析:当地楼房影子最长时,太阳直射点位于南回归线上,进一
【解题方略】正午太阳高度角计算公式与变化规律
1 / 1
【大招解题】正午太阳高度角计算公式与变化规律
1.解题要点:远小近大,来增去减。
直射90°
与直射点纬度差越小(大),正午太阳高度越大(小)
2.计算公式:H=90-某地与直射点的纬度差
3.适用问题:求日影长短、正午太阳高度角大小的题目可用。
或通过日影长短变化,反向推断所在地地理纬度的题目
典型例题
2015年某日出现了日食现象。
在四幅日照图中,深色阴影为夜半球,浅色阴影为当时可观测到日食的地区范围。
发生日食的这天,在上图所示四地中,正午太阳高度角最大的是( )
A .甲
B .乙
C .丙
D .丁 答案:A
大招解题:
根据“远小近大”原则,甲距离直射点纬度差最小,则正午太阳高度最大。
子夜正午太阳高度角计算公式
子夜正午太阳高度角计算公式咱们先来聊聊啥是子夜正午太阳高度角。
简单说,就是在子夜和正午这两个特别的时间点,太阳照射角度的测量数值。
这计算公式呢,其实就像是一把解开太阳高度神秘之门的钥匙。
咱先从正午太阳高度角说起,公式是:H = 90° - |φ - δ| 。
这里面的 H 就是正午太阳高度角,φ 是当地的地理纬度,δ 是太阳直射点的纬度。
就拿咱们中国来说吧,比如夏天的时候,太阳直射点在北回归线附近,咱要是在北京,北京的纬度大概是北纬 40 度。
这时候,太阳直射点的纬度δ 差不多是北纬 23 度 26 分。
那算一算,正午太阳高度角就大概是 73 度 26 分。
子夜太阳高度角的计算稍微复杂点。
假设出现极昼的最低纬度是φ' ,那子夜太阳高度角h = φ' - (90° - δ)。
我记得有一次给学生们讲这个知识点的时候,有个小家伙瞪着大眼睛一脸懵地问我:“老师,这太阳高度角算来算去有啥用啊?”我笑着跟他说:“你想想啊,要是咱盖房子,得考虑阳光能不能照进来吧?要是种庄稼,也得知道啥时候阳光足,啥时候得遮阴吧?这太阳高度角的计算就能帮咱们弄明白这些事儿。
”那孩子听了,似懂非懂地点点头。
在实际生活里,这子夜正午太阳高度角的计算用处可大了。
比如咱要规划一个太阳能电站,就得清楚当地的太阳高度角变化情况,才能选到最合适的安装角度和位置,让太阳能板最大限度地吸收阳光,多发电。
还有啊,要是出去旅游,知道了目的地的太阳高度角,就能提前准备好防晒用品,免得被太阳晒得晕头转向。
总之,这子夜正午太阳高度角的计算公式虽然看起来有点复杂,但只要咱们多琢磨琢磨,多联系实际,就能发现它真的很有用,能帮咱们解决不少生活中的实际问题呢!。
太阳高度角hs求算公式
得Sinh正午=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28 °51′cos0°=-0.3979×0.4826+0.9175×0.8755×1=- 0.1920+0.8033=0.6113 h正午=37°41′ 则临海冬至日正午时刻的太阳高度角为37°41′; ②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°,即ω=15° 得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27 ′)cos28°51′cos15°=-0.1920+0.8033×0.9659=- 0.1920+0.7759=0.5839 h下午1时=35°44′ 则临海冬至日上午11时和下午1时的太阳高度角为35°44′; ③下午2时(上午10时与此高度角同),太阳时角为30°,即ω=30° 得Sinh下午2时=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27 ′)cos28°51′cos30°=-0.1920+0.8033×0.8660=- 0.1920+0.6957=0.5037 h下午2时=30°15′ 则临海冬至日上午10时和下午2时的太阳高度角为30°15′。 今列冬至日各纬度各时次的太阳高度角表于下,见表-1 表-1 冬至日各纬度各时次的太阳高度角表
节气 春分 清明 谷雨 立夏 小满 芒种
月、日
δ
节气
3.2 0°00′ 21
夏至
太阳高度角方位角计算公式
太阳高度角方位角计算公式
cos(θ) = sin(δ)sin(φ) + cos(δ)cos(φ)cos(H)
其中,θ是太阳高度角,δ是太阳赤纬,φ是地点的纬度,H是太阳时角。
太阳赤纬是太阳相对于地球赤道的角度,在夏至时为+23.5°,在冬至时为-23.5°,在春分和秋分时为0°。
太阳时角是太阳相对于地方子午线(经度0°)的角度,表示地方子午线到太阳在天空中的角度差。
太阳时角的计算公式如下:
H=15*(t-12)+λ
其中,t是当地的标准时间(以小时为单位),λ是当地的经度(以度为单位)。
方位角的计算公式如下:
sin(A) = - (cos(δ)sin(H)) / cos(θ)
其中,A是太阳的方位角。
以上就是太阳高度角和方位角的计算公式,这些公式可以通过已知的时间、纬度和经度来计算太阳在天空中的位置角度。
这对于日常生活中的定位、导航和天文观测等领域都有很大的应用价值。
不同地点和时间的太阳高度角和方位角会有所不同,因此这些公式可以用于确定太阳在不同地点和时间的位置。
最大正午太阳高度角计算公式
最大正午太阳高度角计算公式好的,以下是为您生成的文章:咱来聊聊这个最大正午太阳高度角的计算公式哈,这可是个挺有意思的知识呢。
要说这最大正午太阳高度角,那可是跟咱的日常生活、地理现象都息息相关。
比如说,夏天为啥那么热?冬天为啥又冷得让人打哆嗦?这里头就有最大正午太阳高度角的事儿。
咱先瞅瞅这个计算公式:H = 90° - |φ - δ| 。
这里的 H 呢,就是最大正午太阳高度角;φ 是当地地理纬度;δ 是太阳直射点的纬度。
这公式看起来有点复杂,别急,咱慢慢捋捋。
就拿我之前的一次经历来说吧。
有一回夏天,我去了一个挺有意思的地方旅游,那地方纬度不算高。
大中午的时候,太阳那叫一个晒啊!我就琢磨着,这太阳高度角得多大呀。
我掏出手机查了查当地的纬度,又想了想当时太阳直射点的大致纬度,然后就按照这个公式算了算。
嘿,还真算出来个差不多的数!这让我觉得特有成就感。
咱再深入讲讲这个公式里的门道。
比如说,要是当地纬度和太阳直射点纬度在同一半球,那计算的时候就直接用减法;要是不在同一半球,那就得用加法。
这可不能弄混了,不然算出来的结果可就差得老远啦。
而且呀,这个最大正午太阳高度角还能解释好多现象。
比如说,为啥越靠近赤道的地方,一年四季温差相对较小?就是因为那里的最大正午太阳高度角变化没那么大呗。
再比如,为啥南北极会有极昼极夜?也是跟这最大正午太阳高度角有关系。
在学习这个计算公式的时候,大家可别死记硬背,得多结合实际情况去理解。
比如说,想想自己所在的地方不同季节太阳高度的变化,再对照着公式去琢磨琢磨。
总之呢,最大正午太阳高度角计算公式虽然看起来有点复杂,但只要咱用心去学,多联系实际,就能把它拿下!以后再碰到跟太阳高度有关的问题,咱就能轻松应对啦!您看,这最大正午太阳高度角的计算公式是不是还挺有趣的?希望大家都能把它学明白,用起来!。
正午太阳高度和子夜太阳高度角计算公式关系
正午太阳高度和子夜太阳高度角计算公式关系正午太阳高度和子夜太阳高度角是天文学中常用的概念,它们在日常生活中也有着重要的应用。
下面将详细介绍这两个概念的定义和它们之间的计算公式关系。
首先,我们来了解一下正午太阳高度是什么。
正午太阳高度是指太阳在正午时刻(中午12点)相对于地平线的高度角。
简单来说,就是从地面测量到太阳位置的角度。
正午太阳高度的计算公式为:h_sun = 90° - Φ + δ,其中h_sun为正午太阳高度,Φ为观测点的纬度,δ为太阳赤纬。
太阳的赤纬是指太阳相对于地球赤道的位置。
它与地球的轴倾角有关。
太阳的赤纬从南到北变化,一年中最大的赤纬为夏至,为+23.45°;而最小的赤纬为冬至,为-23.45°。
通过观测点的纬度和太阳的赤纬,我们可以计算出正午太阳的高度角。
接下来,我们来介绍一下子夜太阳高度角。
子夜太阳高度角是指太阳在子夜时刻(午夜12点)相对于地平线的高度角。
由于太阳在子夜时不可见,所以子夜太阳高度角必然为0°。
子夜太阳高度角的计算公式为:h_mn = 0°,其中h_mn为子夜太阳高度角。
无论观测点的纬度如何,子夜太阳高度角始终为0°。
正午太阳高度和子夜太阳高度角之间的关系是:正午太阳高度角等于90°减去子夜太阳高度角(h_sun = 90° - h_mn)。
这是因为正午太阳高度角是太阳相对于地平线的角度,而子夜太阳高度角为0°,所以正午太阳高度角应该等于90°。
正午太阳高度和子夜太阳高度角的关系对于许多实际应用有重要的指导意义。
例如,对于太阳能发电系统的设计和布置,正午太阳高度和子夜太阳高度角的计算可以帮助确定太阳能板的最佳倾角和朝向,以获得最大的太阳能收集效率。
此外,正午太阳高度和子夜太阳高度角的关系还可以用于农业、测量和导航等领域。
通过准确计算正午太阳高度和子夜太阳高度角,可以帮助确定作物种植的最佳时机、测量地理位置和航向,以及进行导航和定位。
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正午太阳高度角计算公式:h=90°-|φ-δ|。
假设春分日某时刻太阳直射(0°,120°E)这一点,120°E经线上各点都是正午。
对于(0°,120°E)这点来说,它离太阳直射点的纬度距离是0°,它的太阳高度角就是90°。
一般时间
太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。
太阳赤纬(与太阳直射点纬度相等)以δ表示,观测地地理纬度用φ表示(太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正,南纬为负),地方时(时角)以t表示,有太阳高度角的计算公式:
sinh=sinφsinδ+cosφcosδcost
正午时间
日升日落,同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。
时角是以正午12点为0度开始算,每一小时为15度。
即14点和10点分别为30度和-30度。
日出日落时角度都为0,正午时太阳高度角最大(90°),时角为0,以上的公式可以简化为:
sinh=sinφsinδ+cosφcosδ
由两角和与差的三角函数公式,可得sinh=cos(φ-δ)
因此,对于太阳位于天顶以北的地区而言,h=90°-(φ-δ);
对于太阳位于天顶以南的地区而言,h=90°-(δ-φ);
二者合并,因为无论是(φ-δ)还是(δ-φ),都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差,不会是负的,因此都等于它的绝对值,所以正午太阳高度角计算公式:h=90°-|φ-δ|
具体计算:
还是举个例子来推导,假设春分日(秋分日也可,太阳直射点在赤道)某时刻太阳直射(0°,120°E)这一点,120°E经线上各点都是正午。
对于(0°,120°E)这点来说,它离太阳直射点的纬度距离是0°,它的太阳高度角就是90°。
另外一个观测点,(1°N,120°E)与太阳直射点的纬度差为1°
此时,这一点的太阳高度角为89°(根据上面的公式h=90°-|φ-δ|)。
(1°S,120°E)与太阳直射点的纬度差也是1°。
因此,当地的太阳高度角也是89°!
同一时刻,下列各观测点,报告的太阳高度角度数如下:
南北纬2°(与太阳直射点相距2°):88°(=90°-2°)
南北纬3°(与太阳直射点相距3°):87°(=90°-3°)
南北纬10°(与太阳直射点相距10°):80°(=90°-10°)
南北纬30°(与太阳直射点相距30°):60°(=90°-30°)
南北纬80°(与太阳直射点相距80°):10°(=90°-80°)
南北纬90°(与太阳直射点相距90°):0°(=90°-90°)
正午太阳高度规律
由于太阳直射点在南北回归线之间移动,所以:
1、在回归线之间的地区,一年有两次太阳直射机会,此时正午太阳高度最大,为90°。
太阳直射南北回归线时出现极小值。
其中除赤道两个极小值都是最小值外,其它地区以太阳直射另一半球回归线时最小。
2、在回归线之上的地区,一年有一次太阳直射机会,分别是夏至和冬至。
3、在回归线之外的地区,可含南北回归线,在太阳直射本半球回归线时最大,直射另一半球回归线时最小。
日升日落,同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。
时角是以正午12点为0度开始算,每一小时为15度。
即14点和10点分别为30度和-30度。
日出日落时角度都为0,正午时太阳高度角最大(90°),时角为0,以上的公式可以简化为:
sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ
由两角和与差的三角函数公式,可得
sin h=cos(φ-δ)
因此,
对于太阳位于天顶以北的地区而言,h=90°-(φ-δ);
对于太阳位于天顶以南的地区而言,h=90°-(δ-φ);
二者合并,因为无论是(φ-δ)还是(δ-φ),都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差,不会是负的,因此都等于它的绝对值,所以正午太阳高度角计算公式:
h=90°-|φ-δ|
具体计算:
还是举个例子来推导,假设春分日(秋分日也可,太阳直射点在赤道)某时刻太阳直射(0°,120°E)这一点,120°E经线上各点都是正午。
对于(0°,120°E)这点来说,它离太阳直射点的纬度距离是0°,它的太阳高度角就是90°。
另外一个观测点,(1°N,120°E)与太阳直射点的纬度差为1°
此时,这一点的太阳高度角为89°(根据上面的公式h=90°-|φ-δ|)。
(1°S,120°E)与太阳直射点的纬度差也是1°。
因此,当地的太阳高度角也是89°!
同一时刻,下列各观测点,报告的太阳高度角度数如下:
南北纬2°(与太阳直射点相距2°):88°(=90°-2°)
南北纬3°(与太阳直射点相距3°):87°(=90°-3°)
南北纬10°(与太阳直射点相距10°):80°(=90°-10°)
南北纬30°(与太阳直射点相距30°):60°(=90°-30°)
南北纬80°(与太阳直射点相距80°):10°(=90°-80°)
南北纬90°(与太阳直射点相距90°):0°(=90°-90°)
正午太阳高度:H=90°-|bai 纬差|(纬差是指某地的地理纬du度与当日直射点所在纬zhi度之间的差值)
H=90°-∣α-β∣ α为太dao阳直射点的纬度,β为所求纬度(北纬取正值,南纬取负值)
例如:A地的纬度为40°N,求A地夏至日的正午太阳高度。
夏至日太阳直射的纬度为23°26′N,与A地的纬度差
=40°-23°26′=16°34′,那么H=90°-16°34′=73°26′。