太陽高度角簡稱太陽高度(其實(shí)是角度!)
對于地球上的某個(gè)地點(diǎn),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(gè)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(shí)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(shí)(時(shí)角)以t表示,有太陽高度角的計(jì)算公式：
sin h＝sin φ sin δ＋sin φ cos δ cos t
日升日落,同一地點(diǎn)一天內(nèi)太陽高度角是不斷變化的.日出日落時(shí)角度都為零度,正
午時(shí)太陽高度角最大.
正午時(shí)時(shí)角為0,以上公式可以簡化為：
sin H＝sin φ sin δ＋sin φ cos δ
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(gè)例子來推導(dǎo),假設(shè)春分日（秋分日也可,太陽直射點(diǎn)在赤道）
某時(shí)刻太陽直射(0°,120°e)這一點(diǎn),120°e經(jīng)線上各點(diǎn)都是正午
這點(diǎn)離太陽直射點(diǎn)的緯度距離當(dāng)然是0度啦（因?yàn)榫褪亲约郝铮?
此時(shí),（0°,120°e）的太陽高度角就是90°（因?yàn)橹鄙渌铮?
另外一個(gè)觀測點(diǎn),（1°n,120°e）與太陽直射點(diǎn)的緯度差為1度
此時(shí),這一點(diǎn)的太陽高度角為89°（涉及立體幾何計(jì)算,我就不詳細(xì)推導(dǎo)了）
聰明的你肯定知道,（1°s,120°e）與太陽直射點(diǎn)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(shí)刻,下列各觀測點(diǎn),報(bào)告的太陽高度角度數(shù)如下：
南北緯2度（與太陽直射點(diǎn)相距2緯度）：88°（＝90°－2°）
南北緯3度（與太陽直射點(diǎn)相距3緯度）：87°（＝90°－3°）
南北緯10度（與太陽直射點(diǎn)相距10緯度）：80°（＝90°－10°）
南北緯30度（與太陽直射點(diǎn)相距30緯度）：60°（＝90°－30°）
南北緯80度（與太陽直射點(diǎn)相距80緯度）：10°（＝90°－80°）
南北緯90度（與太陽直射點(diǎn)相距90緯度）：0°（＝90°－90°）
但是,這個(gè)“緯度差”的計(jì)算可是有講究的：
設(shè)太陽直射點(diǎn)緯度為θ°,觀測點(diǎn)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(shí)只要腦袋里有個(gè)地球的模型就簡單了
比如太陽直射點(diǎn)是北緯10°,觀測點(diǎn)是北緯30°,緯度差當(dāng)然是20°
如果太陽直射點(diǎn)是南緯10°,觀測點(diǎn)是北緯30°,緯度差當(dāng)然是40°
事實(shí)上,計(jì)算“正午太陽高度角”,根本就不要考慮“正午”這個(gè)因素
只要用90°減去觀測點(diǎn)與太陽直射點(diǎn)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(gè)公式
正午太陽高度角＝90°－該地與太陽直射點(diǎn)緯度差
由于太陽赤緯角在周年運(yùn)動中任何時(shí)刻的具體值都是嚴(yán)格已知的,所以它（ED）也可
以用與式（1）相類似的表達(dá)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〕