如何计算太阳高度角

Question

如题所述

Answer 1

太阳高度角的算法如下：

太阳高度角计算公式：α=90°-|β-γ|，其中α为正午太阳高度角，β为观察者所处的纬度，γ为太阳直射点的纬度。太阳高度角指的是正午的太阳光线与地平面的夹角。

太阳高度的应用

1、确定地方时

当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。

2、确定房屋的朝向

确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方。因此房屋坐南朝北。

3、确定当地的地理纬度

当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日（二分二至日）正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。

4、判断日影长短及方向

太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。

5、确定楼间距、楼高

为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。

正午时间高度角：

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：sinh=sinφsinδ＋cosφcosδ。

由两角和与差的三角函数公式，可得sinh=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）。

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｜。