任意时刻的太阳高度角的计算方法

2024-11-25 14:34:54
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回答1:

sinH= sinφsinδ+ cosφcosδcost

上式就是求任意时刻太阳高度的三角公式。

其中,H是太阳高度角,φ是当地的地理纬度,δ是当日的太阳赤纬,t是当时的太阳时角。

太阳赤纬是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角。

太阳时角是太阳光照到地面的一点和地心的连线与当地正午时地、日中心连线分别在地球赤道平面上的投影之间的夹角。

还有日期那就又涉及到太阳赤纬的计算了,太阳赤纬可以简单理解成直射点的纬度,不过北纬为正值,南纬为负值.任意日期的太阳赤纬角的计算公式是sinδ=0.39795cos[0.98563(N-173)] N为积日,就是日期在一年中的序号,比如1月1日是1,平年的12月31日是365。

上面说了太阳时角是什么了啊,再简单点就是太阳所处的位置与正午太阳位置之间的角度差.比如正午的太阳时角是0度,二分日日出时的太阳时角是90度。

扩展资料:

一般时间

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(与太阳直射点纬度相等)以δ表示,观测地地理纬度用φ表示(太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正,南纬为负),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 cosδ cos t

正午时间

日升日落,同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。时角是以正午12点为0度开始算,每一小时为15度。即14点和10点分别为30度和-30度。日出日落时角度都为0,正午时太阳高度角最大(90°),时角为0,以上的公式可以简化为:

sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ

由两角和与差的三角函数公式,可得

sin h=cos(φ-δ)

因此,

对于太阳位于天顶以北的地区而言,h=90°-(φ-δ);

对于太阳位于天顶以南的地区而言,h=90°-(δ-φ);

二者合并,因为无论是(φ-δ)还是(δ-φ),都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差,不会是负的,因此都等于它的绝对值,所以正午太阳高度角计算公式:

h=90°-|φ-δ|

具体计算:

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。

对于(0°,120°E)这点来说,它离太阳直射点的纬度距离是0°,它的太阳高度角就是90°。

另外一个观测点,(1°N,120°E)与太阳直射点的纬度差为1°

此时,这一点的太阳高度角为89°(根据上面的公式h=90°-|φ-δ|)。

参考资料:百度百科-太阳高度角

回答2:

其实也很简单,但是不同日期和不同纬度情况下不一样,先就二分日时和赤道来说,二分日这天赤道晨线时间为6点整,理论上晨线上太阳角度为0,到了正午12点整,太阳角度为90度,经历了6小时,然后怎么算知道了吧

非直射点且非二分日情况下:晨线上太阳高度还是0 ,重要的是现在需要知道晨线的准确时间,时间可以从时区上算,也可以从赤道于晨线交点时间(必6点)和晨线与昏线交点(必12点整)所在纬度,然后通过时间和纬度差算该地时间,当然这种方法还要知道该地纬度。此时该地晨线时间知道了,那么还差正午的太阳高度,太阳高度没给的话也可以从直射点纬度和晨、昏线交点纬度于相对应太阳高度差的对比算出,这样晨线的时间和太阳高度、正午的时间和太阳高度都清楚了,那么算法就和上面的一样了

图我就不画了,脑袋里画更方便,以课本的晨昏线地图为主,自己要上面草图自己画

回答3:

sinH= sinφsinδ+ cosφcosδcost
上式就是求任意时刻太阳高度的三角公式.
其中,H是太阳高度角,φ是当地的地理纬度,δ是当日的太阳赤纬,t是当时的太阳时角.
太阳赤纬是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角.
太阳时角是太阳光照到地面的一点和地心的连线与当地正午时地、日中心连线分别在地球赤道平面上的投影之间的夹角.
还有日期那就又涉及到太阳赤纬的计算了,太阳赤纬可以简单理解成直射点的纬度,不过北纬为正值,南纬为负值.任意日期的太阳赤纬角的计算公式是sinδ=0.39795cos[0.98563(N-173)] N为积日,就是日期在一年中的序号,比如1月1日是1,平年的12月31日是365.
上面说了太阳时角是什么了啊,再简单点就是太阳所处的位置与正午太阳位置之间的角度差.比如正午的太阳时角是0度,二分日日出时的太阳时角是90度.