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  • 1 # 使用者3293251291998

    太陽高度角:

    太陽高度角簡稱太陽高度(其實是角度!)

    對於地球上的某個地點,太陽高度是指太Sunny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量的最重要的因素。

    我們用h來表示這個角度,它在數值上等於太陽在天球地平座標系中的地平高度。

    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:

    sinh=sinφsinδ+sinφcosδcost

    日升日落,同一地點一天內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:

    sinh=sinφsinδ+sinφcosδ

    其中,h表示正午太陽高度角。

    由兩角和與差的三角函式公式,可得

    sinh=cos(φ-δ)

    因此,

    對於北半球而言,h=90°-(φ-δ);

    對於南半球而方,h=90°-(δ-φ)。

    還是舉個例子來推導,假設春分日(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經線上各點都是正午

    這點離太陽直射點的緯度距離當然是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,當地的太陽高度角也是89°!right!

    同一時刻,下列各觀測點,報告的太陽高度角度數如下:

    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,其實只要腦袋裡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,就寫這麼多吧,即使你前面都沒搞明白也沒關係,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

    由於太陽赤緯角在週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)相類似的表示式表述,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)

    這裡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〕

    |\

    |\

    |\

    |\

    太陽直射點==>>|____\<<==這個角就是太陽高度角

    ______________________________________<<==地平面

    正午太陽高度角:

    某一地區的正午太陽高度角的大小,決定了該地的太陽輻射量的多少,那麼,一個地區的正午太陽高度角是否可計算出來呢?

    我們已經知道,地球繞太陽公轉,由於地軸的傾斜,地軸與軌道平面始終保持著大概66`34"的夾角,這樣,才引起太陽直射點在南北緯23`26’之間往返移動,並決定了太陽可能直射的範圍:春,秋分日,太陽直射赤道---即直射點的緯度為0`;冬至日,太陽直射南迴歸線--即直射點的緯度為23`26’s;夏至日,太陽直射北迴歸線--即直射點的緯度為23`26’n。如果某地的緯度已經知道,依據下面的公式就可以計算出此地的正午太陽高度角的大小:

    h=90`-緯差(緯差是指某地的地理緯度與當日直射點所在緯度之間的差值)

    例如:a地的緯度為40`n,求a地夏至日的正午太陽高度。

    夏至日太陽直射的緯度為23`26’n,與a地的緯度差=40`-23`26’=16`34’,那麼h=90`-16`34’=73`26’。

    如果求a地冬至日的正午太陽高度。冬至日太陽直射的緯度為23`26’s,與a地的緯度差=40`+23`26’=63`26’,那麼h=90`-63`26’=26`34’。

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