計算日出日落的方位角度公式

    要計算任意一個地方在任意一天日出日落的方位角度?可以用下面的公式?

    方位角=90 - 0.5arccos[2(sinM/cosN)^2- 1]

    公式中?M表示的是某天太陽直射的緯度?N表示的是某地的緯度?^2表示平方。 例如?北京在北緯40度?則N=40?夏至這一天太陽在北緯23.5度?太陽直射北緯23.5 度??即M=23.5?把N和M的值代入上式?可求得方位角=31度

    意思是?夏至這一天?在北京的人看來?太陽是從東偏北31度的方位升起的?是在西 偏北31度的方位落下的,。

    說明?

    1本公式是在理想條件下推導(dǎo)出來的?即假設(shè)地球是個標(biāo)準(zhǔn)球體,。而實際上地球兩極略 扁?而且各地也有高山、洼地等?所以計算結(jié)果可能與實測結(jié)果有一點誤差,。

    2 太陽圍繞地球旋轉(zhuǎn)的軌跡實際上是螺旋線?好象在地球外面套一根彈簧??所以實際上每天日出和日落的方位角稍微有點差別,。例如?在春分到夏至這段時間?日出方位角要略小于日落方位角。 晝夜長短的計算公式?Cost=-tgδ*tgφ

    太陽視位置

    太陽視位置指從地面上看到的太陽的位置?用太陽高度角和太陽方位角兩個角度作為坐標(biāo)表示,。太陽高度角指從太陽中心直射到當(dāng)?shù)氐墓饩€與當(dāng)?shù)厮矫娴膴A角?其值在0?到90?之間變化?日出日落時為零?太陽在正天頂上為90??本萬年歷中顯示的高度角均已進(jìn)行了蒙氣差的訂正?蒙氣差值取自天文年歷?,。太陽方位角即太陽所在的方位?指太陽光線在地平面上的投影與當(dāng)?shù)刈游缇€的夾角?可近似地看作是豎立在地面上的直線在陽光下的陰影與正南方的夾角。方位角以正南方向為零?由南向東向北為負(fù)?由南向西向北為正?如太陽在正東方?方位角為-90??在正東北方時?方位為-135??在正西方時方位角為90??在正北方時為?180?,。

    實際上太陽并不總是東升西落?只有在春秋分兩天?太陽是從正東方升?正西方落,。在北半球?從春分到秋分的夏半年中?太陽從東偏北的方向升?方位角為-90?到-180?之間??在西偏北的方向落?方位角為90?到180?之間??而從秋分到下一年春分的冬半年中?太陽從東偏南的方向升?方位角為-90?到0?之間??在西偏南的方向落?方位角為0?到90?之間?。

    太陽高度角與地面的太陽光強(qiáng)弱密切相關(guān),。早晚與中午的光強(qiáng)有很大的差異?原因就在于太陽高度角的

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    不同,。在晴天條件下?太陽光的強(qiáng)弱與太陽高度角的正弦成正比。因此了解太陽高度角對分析地面的太陽光強(qiáng),、紫外線的強(qiáng)弱有重要的意義,。

    正午時?指當(dāng)?shù)卣嫣枙r的正午,。不是北京時間的中午12點?也不是地方平時的12點,而是太陽中心正好在子午線上的時間?也即太陽方位角由負(fù)值變?yōu)檎档乃查g?太陽高度角是一天中太陽高度角的最大值?除極地部分地區(qū)外??夏季這個值較大?冬季較小?夏至?xí)r最大?冬至?xí)r最小。

    太陽方位角決定了陽光的入射方向?決定了各個方向的山坡或不同朝向建筑物的采光狀況,。當(dāng)太陽高度角很大?比如大于80??時?太陽基本上位于天頂附近?這時太陽方位角的影響較小,。 日梭萬年歷所顯示的日落太陽方位角?指當(dāng)?shù)赜^測者所見的太陽中心正好下落到地平線時太陽的方位。其中已對大氣的折射作用所產(chǎn)生的蒙氣差?約為34’?作了訂正?故日落時實際的太陽中心在地平線以下34’,。因日出,、日落時的太陽方位可近似地看作是關(guān)于正南方對稱的?故日出時的方位角近似地可看作與日落時的方位角反號?如日落時為120??則日出時約為-120??。日出日落方位可以作為判斷方向的一個可靠依據(jù),。

    太陽高度角,、方位角和晝長

    太陽高度角計算公式

    1.任意緯度、任意一天,、任意時刻的太陽高度角h為

    sinh=sinΦsinδ+cosΦcosδcosω

    –h為太陽高度角? δ為觀測時赤緯

    –Φ為觀測點緯度?ω為觀測時時角

    2.正午太陽高度角計算公式

    h(正午)=90?-Φ?δ

    3.太陽方位角

    –太陽光線在水平面上的投影與當(dāng)?shù)刈游缇€的夾角

    –任意緯度,、任意一天、任意時刻的太陽方位角A為

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    4.正午進(jìn)A=0?正南以西A>0?正南以東A<0>

    –在日出,、日落時?太陽方位角A為

    日出日落方向圖解

    學(xué)生理解?北回歸線以北晝長大于晝長?且正午太陽在南?因此東北_南_西北?太陽視運動軌跡大于180度,。

    鐘表定向推導(dǎo)?夏季日出時在6時以前?因此太陽自東北升起?西北落下。

    不過以上兩種方法缺乏必要的科學(xué)性?雖然都能解釋,、并使學(xué)生進(jìn)一步記憶?但卻不利于進(jìn)一步探究,。對于初中及高一學(xué)生來說足以。

    簡易圖解釋?

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    太陽光線與晨昏線垂直?上圖中能表示??站在晨線上看太陽?圖中選擇了幾個點?也就是藍(lán)點位置??應(yīng)該就是順著太陽光線的方向看到的,。從圖中可以明顯看出?夏至日除極晝,、極夜區(qū)外?太陽都從東北升起?赤道上是東偏北23度26分?向南北兩側(cè)角度變大。夏半年的其它日期同理可得,。

    視運動圖分析?

    左圖是南半球中緯度的太陽視運動?右圖是北半球中緯度的太陽視運動?可以很明顯的看出日出日落方向,。

    下面是從原初中課本上的圖簡化來的。

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    這是網(wǎng)友制作的?大家都可以依據(jù)地概的相關(guān)知識制作?也都可以說明日出日落的方向,。

    如果再進(jìn)一步細(xì)化的分析?要計算任意一個地方在任意一天日出日落的方位角度?可以用下面的公式?

     方位角=90 - 0.5arccos[2(sinM/cosN)^2 - 1]

    公式中?M表示的是某天太陽直射的緯度?N表示的是某地的緯度?^2表示平方,。

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