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太陽高度角簡稱太陽高度(其實是角度!) 對于地球上的某個地點,太陽高度是指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角.太陽 高度是決定地球表面獲得太陽熱能數(shù)量的最重要的因素. 我們用h來表示這個角度,它在數(shù)值上等于太陽在天球地平坐標(biāo)系中的地平高度. 太陽高度角隨著地方時和太陽的赤緯的變化而變化.太陽赤緯以δ表示,觀測地地理 緯度用φ表示,地方時(時角)以t表示,有太陽高度角的計算公式： sin h＝ sin φ sin δ+cos φ cosδ cos t 日升日落,同一地點一天內(nèi)太陽高度角是不斷變化的.日出日落時角度都為零度,正 午時太陽高度角最大. 正午時時角為0,以上公式可以簡化為： sin H＝ sin φ sin δ+cos φ cosδ 其中,H表示正午太陽高度角. 由兩角和與差的三角函數(shù)公式,可得 sin H＝cos(φ－δ) 因此, 對于北半球而言,H＝90°－(φ－δ)； 對于南半球而方,H＝90°－(δ－φ). 還是舉個例子來推導(dǎo),假設(shè)春分日（秋分日也可,太陽直射點在赤道） 某時刻太陽直射(0°,120°e)這一點,120°e經(jīng)線上各點都是正午 這點離太陽直射點的緯度距離當(dāng)然是0度啦（因為就是自己嘛） 此時,（0°,120°e）的太陽高度角就是90°（因為直射它嘛） 另外一個觀測點,（1°n,120°e）與太陽直射點的緯度差為1度 此時,這一點的太陽高度角為89°（涉及立體幾何計算,我就不詳細推導(dǎo)了） 聰明的你肯定知道,（1°s,120°e）與太陽直射點的緯度差也是1度 因此,當(dāng)?shù)氐奶柛叨冉且彩?9°!right! 同一時刻,下列各觀測點,報告的太陽高度角度數(shù)如下： 南北緯2度（與太陽直射點相距2緯度）：88°（＝90°－2°） 南北緯3度（與太陽直射點相距3緯度）：87°（＝90°－3°） 南北緯10度（與太陽直射點相距10緯度）：80°（＝90°－10°） 南北緯30度（與太陽直射點相距30緯度）：60°（＝90°－30°） 南北緯80度（與太陽直射點相距80緯度）：10°（＝90°－80°） 南北緯90度（與太陽直射點相距90緯度）：0°（＝90°－90°） 但是,這個“緯度差”的計算可是有講究的： 設(shè)太陽直射點緯度為θ°,觀測點緯度δ° 如果θ與δ在同一半球,則“緯度差”為|θ-δ|（θ減δ差的絕對值） 如果θ與δ在異半球,則“緯度差”為θ＋δ 說起來好像很麻煩,其實只要腦袋里有個地球的模型就簡單了 比如太陽直射點是北緯10°,觀測點是北緯30°,緯度差當(dāng)然是20° 如果太陽直射點是南緯10°,觀測點是北緯30°,緯度差當(dāng)然是40° 事實上,計算“正午太陽高度角”,根本就不要考慮“正午”這個因素 只要用90°減去觀測點與太陽直射點的緯度差,得出的就是正午太陽高度角. 行了,就寫這么多吧,即使你前面都沒搞明白也沒關(guān)系,只要你記住一個公式 正午太陽高度角＝90°－該地與太陽直射點緯度差 由于太陽赤緯角在周年運動中任何時刻的具體值都是嚴格已知的,所以它（ED）也可 以用與式（1）相類似的表達式表述,即： ED=0.3723＋23.2567sinθ＋0.1149sin2θ－0.1712sin3θ－0.758cosθ＋0.3656cos 2θ＋0.0201cos3θ（5） 式中θ稱日角,即 θ=2πt／365.2422（2） 這里t又由兩部分組成,即 t=N－N0 （3） 式中N為積日,所謂積日,就是日期在年內(nèi)的順序號,例如,1月1日其積日為1,平年12月 31日的積日為365,閏年則為366,等等. N0=79.6764＋0.2422×（年份－1985）－INT〔（年份－1985）／4〕 |
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