计算太阳高度角
发布网友
发布时间：2022-05-09 15:52
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热心网友
时间：2023-10-08 19:22
简称太阳高度(其实是角度!)
对于地球上的某个地点，太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角。太阳
高度是决定地球表面获得
太阳热能
数量的最重要的因素。
我们用h来表示这个角度，它在数值上等于太阳在
天球
地平坐标系
中的
地平高度
。
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
以δ表示，观测地地理
纬度用φ表示，地方时(
时角
)以t表示，有太阳高度角的计算公式：
sin
h＝sin
φ
sin
δ＋cos
φ
cos
δ
cos
t
日升日落
，同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。日出日落时角度都为零度，正
午时太阳高度角最大。
正午时时角为0，以上公式可以简化为：
sin
H＝sin
φ
sin
δ＋cos
φ
cos
δ
其中，H表示
正午太阳高度
角。
由两角和与差的
三角函数公式
，可得
sin
H＝cos(φ－δ)
因此，
对于北半球而言，H＝90°－(φ－δ)；
对于
南半球
而方，H＝90°－(δ－φ)。
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
这点离太阳直射点的纬度距离当然是
0度
啦（因为就是自己嘛）
此时，（0°，120°e）的太阳高度角就是90°（因为直射它嘛）
另外一个观测点，（1°n，120°e）与太阳直射点的纬度差为1度
此时，这一点的太阳高度角为89°（涉及
立体几何
计算，我就不详细推导了）
聪明的你肯定知道，（1°s，120°e）与太阳直射点的纬度差也是1度
因此，当地的太阳高度角也是89°！right！
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度（与太阳直射点相距2纬度）：88°（＝90°－2°）
南北纬3度（与太阳直射点相距3纬度）：87°（＝90°－3°）
南北纬10度（与太阳直射点相距10纬度）：80°（＝90°－10°）
南北纬30度（与太阳直射点相距30纬度）：60°（＝90°－30°）
南北纬80度（与太阳直射点相距80纬度）：10°（＝90°－80°）
南北纬90度（与太阳直射点相距90纬度）：0°（＝90°－90°）
但是，这个“纬度差”的计算可是有讲究的：
设太阳直射点纬度为θ°，观测点纬度δ°
如果θ与δ在同一半球，则“纬度差”为|θ-δ|（θ减δ差的绝对值）
如果θ与δ在异半球，则“纬度差”为θ＋δ
说起来好像很麻烦，其实只要脑袋里有个地球的模型就简单了
比如太阳直射点是北纬10°，观测点是
北纬30°
，纬度差当然是20°
如果太阳直射点是南纬10°，观测点是北纬30°，纬度差当然是40°
事实上，计算“正午太阳高度角”，根本就不要考虑“正午”这个因素
只要用90°减去观测点与太阳直射点的纬度差，得出的就是正午太阳高度角。
行了，就写这么多吧，即使你前面都没搞明白也没关系，只要你记住一个公式
正午太阳高度角＝90°－该地与太阳直射点纬度差
