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＋sin φ cos δ 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＋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(xì)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(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〕
下面的為延伸閱讀!
太陽直射點的移動,使地球表面接受到的太陽輻射能量,因時因地而變化.這種變化可以通過晝夜長短和正午太陽高度的變化來體現(xiàn).晝夜長短反映了日照時間的長短；正午太陽高度是一日內(nèi)最大的太陽高度,反映了太陽輻射的強(qiáng)弱.二者結(jié)合起來,可以定性地表達(dá)某時某地太陽輻射能量的多少.
(一)晝夜長短的變化 自春分日至秋分日,是北半球的夏半年.在此期間,太陽直射北半球,北半球各緯度晝長大于
夜長；緯度越高,晝越長夜越短.其中,夏至日這一天,北半球各緯度的晝長達(dá)到一年中的最大值,而且北極圈及其以北地區(qū),太陽整日不落,出現(xiàn)極晝現(xiàn)象.南半球反之.
自秋分日至次年春分日,是北半球的冬半年.在此期間,太陽直射南半球,北半球各緯度夜長大于晝長；緯度越高,夜越長晝越短.其中,冬至日這一天,北半球各緯度的晝長達(dá)到一年中的最小值,而且北極圈及其以北地區(qū),太陽整日不出,出現(xiàn)極夜現(xiàn)象.南半球反之.
在春分日和秋分日,太陽直射赤道,全球各地晝夜等長,各為12小時.
(二)正午太陽高度的變化 同一時刻,正午太陽高度由太陽直射點向南北兩側(cè)遞減.
夏至日那天,太陽直射北回歸線,此時,北回歸線及其以北各緯度,正午太陽高度達(dá)到一年中的最大值；南半球各緯度,正午太陽高度達(dá)到一年中的最小值.
冬至日那天,太陽直射南回歸線,此時,南回歸線及其以南各緯度,正午太陽高度達(dá)到一年中的最大值；北半球各緯度,正午太陽高度達(dá)到一年中的最小值.
春分日和秋分日,太陽直射赤道.正午太舊高度自赤道向兩極遞減.
綜上所述,全球除赤道以外,同一緯度地夏,晝夜長短和正午太陽高度隨季節(jié)而變化,吏太陽輻射具有季節(jié)變化的規(guī)律,形成了四車同一季節(jié),晝夜長短和正午太陽高度隨緯廷而變化,使太陽輻射具有緯度分異的規(guī)律,臣成了五帶.