太陽高度

指太陽光線與地平面之間的夾角,即太陽在當地的仰角,又稱太陽高度角。

簡介

太陽光線與地平面之間的夾角,即太陽在當地的仰角,又稱太陽高度角。在任何地點,進入晨昏線時太陽在天空的位置為最低,這時的太陽高度為0°。
在正午時太陽在天空的位置為最高,這時的太陽高度稱為正午太陽高度。一日之內,自日出至正午期間,太陽高度逐漸增高,正午之後,太陽高度逐漸降低,日落時為0°。 只有在太陽能夠直射的區域(南北回歸線之間),正午太陽高度才可以達到90°。(即此地什麼時候最熱,太陽高度角最大)以北京地區為例,夏至時太陽照在北回歸線上,北京的太陽高度角最大,為73.5度。

季節的形成

由於地球以一定的傾斜角度繞太陽公轉,導致太陽直射點的南北移動,進而引起正午太陽高度和晝夜長短的變化,產生了季節的更替。
太陽高度在正午時(中午12點)達到一天的最大高度,稱為正午太陽高度,它的大小隨緯度不同和季節變化而規律的變化。

太陽高度的意義

這裡試舉一例:比如你要選樓,假設你在一層,距離南邊的樓100m,北京地區太陽高度最高時是26.5度,
那么南邊那棟樓最高不能超過100 × tan26.5 = 49.8m,否則冬至這一天你家就不可能被陽光射到了。
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|<--------------100m ----------->| 49.8m
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太陽高度的符號

方位和高度用來描述太陽在天空中的位置。當太陽在地平面以上時,太陽高度為正;當太陽在地平面以下時,太陽高度為負(也稱為“太陽低度”。此時當地為黑夜)。

太陽高度的計算公式

太陽高度與太陽直射點的緯度(δ)和當地的緯度(φ)有關,一般地計算比較複雜,下面給出上中天和下中天時的太陽高度。

上中天時的太陽高度(正午太陽高度)

H=90°-|φ-δ|
正午太陽高度:一天中正午太陽高度最大值出現在正午

下中天時的太陽高度(子夜太陽高度)

H=90°-|φ+δ|
正午太陽高度角的計算公式
某地 正午太陽高度=90°- 緯差(該地緯度與太陽直射點的緯度差)
原則是,這個緯差要以赤道為參照物,同側相減,異側相加
例如:北緯40度夏至這一天,太陽直射在北回歸線,代入公式 40度與北回歸線的緯差是16度34分,這時太陽直射點與北緯40度都在北半球所以緯差要用減號,然後代入公式,90度減去16度34分就是當地的正午太陽高度角了。又如當冬至日時,太陽直射南半球南回歸線時,求北緯40度的正午太陽高度角是多少度時,這時緯差就要與前面所說的原則了,異側相加,這進緯差就等於40度加上23度26分了等於63度26分,然後90度減去63度26分,結果就是北緯40度的正午太陽高度角了。

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