太阳高度角计算公式 关于地方时和太阳高度角计

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太阳高度角计算公式

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太阳高度角计算公式 关于地方时和太阳高度角计

太阳高度角计算公式:太阳赤纬的计算

太阳 高度角简称太阳高度(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+sin 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+sin 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,就写这幺多吧,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 由于太阳赤纬角在周年运动中任何时刻的具体值都是严格已知的,所以它(ED)也可 以用与式(1)相类似的表达式表述,即: ED=0.3723+23.2567sinθ+0.1149sin2θ-0.1712sin3θ-0.758cosθ+0.3656cos 2θ+0.0201cos3θ(5) 式中θ称日角,即θ=2πt/365.2422(2) 这里t又由两部分组成,即 t=N-N0 (3) 式中N为积日,所谓积日,就是日期在年内的顺序号,例如,1月1日其积日为1,平年12月 31日的积日为365,闰年则为366,等等。 N0=79.6764+0.2422×(年份-1985)-INT〔(年份-1985)/4〕太阳赤纬角计算公式。

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