北半球冬至日、夏至日太阳高度角计算
北半球冬至日、夏至日太阳高度角计算示意图
北半球某点冬至日中午的太阳高度角An=90-(B1+B0)，夏至日中午的太阳高度角An=90-(B1-B0)，式中：B0、B1分别为回归线和待测点的纬度（注：回归线的纬度B0=23°26′）。
例如：沧州市纬度约为38°，则冬至日太阳高度角=90°-（38°+23°26′）=28°34′；夏至日太阳高度角=90°-（38°-23°26′）=75°26′。
太阳高度角计算和应用
专题5-太阳高度角计算和应用 正午太阳高度变化 规律图解 太阳高度是太阳 光线相对地面的夹角 (即太阳在当地的仰 角),在太阳直射点处太阳高度最大,为90°,在晨昏线上则为0°。而正午太阳高度就是各地一日内最大的太阳高度，也即地方 时为12点的太阳高度。正午太阳高度的变化包括同 一时间随纬度的变化和同一地点（纬度）在一年中随 季节的变化。由于这两种变化的直接原因都是太阳直 射点的回归运动（如图1左），因此，要理解和掌握 正午太阳高度的变化规律需要从太阳直射点和正 1 午太阳高度变化的关系来入手。图2是平行的太阳光线照射在球面上的状况，从中可以得出正午太阳高度的一些基本规律（H表示正午太阳高度，下同）。H D＜H B＜H A＞H C＞H E表明：从纬度分布看，太阳直射点所在纬度正午太阳高度最大，并由此向南北两侧递减，在太阳直射点南北两侧的对称点上，正午太阳高度相等。H A＞H C＞H E，H A＞H B＞H D表明：距离太阳直射点所在纬度近时，正午太阳高度大，反之正午太阳高度小。 下面通过图解来分析正午太阳高度的 变化规律，帮助学生直观掌握、理解其基本
规律。首先对图1左图进行转换，将图中经线圈的右半部“拉直”，可得到图1右图。两图均表示夏至日太阳直射北回归线，冬至日太阳直射南回归线，春分日和秋分日（以下简称二分日）太阳直射赤道。这里以图1右图为基础来深入分析正午太阳高度的季节变化规律和纬度分布规律。 （一）正午太阳高度的季节变化规律 这里我们分六个方面进行分析。假设P为满足条件的任意一地点，H1，H2，H3分别表示夏至日、二分日、冬至日时P地的正午太阳高度，H4为太阳直射南北回归线之间某地P时的正午太阳高度。 1．赤道地区：由图3可以看出，二分日时太阳直射赤道，此时赤道地区正午太阳高度（H2）达最大值90°，二至日正午太阳度（H1和H3）达最小值。以春分日为起点，正午太阳高度变化为： 2．赤道与北回归线之间地区：由图4可以看出，H4大于H1和H2又大于H3，在夏至日前后P地各有一次直射，此时正午太阳高度达最大值（H4），冬至日时正午太阳高度达最小值（H3）。正午太阳高度变化为： 3．北回归线地区：由图5可以看出，H1>H2>H3。夏至日达最大值（H1），冬至日达最小值（H3）。从夏至日到冬至日该地正午太阳高度由最大变为最
对太阳高度角的了解及其计算方法
对太阳高度角的了解及其计算方法 作者：费云霞， 王春顺 作者单位：大庆市气象局 刊名： 中小企业管理与科技 英文刊名：MANAGEMENT & TECHNOLOGY OF SME 年，卷(期)：2008(2) 被引用次数：2次 本文读者也读过(10条) 1.陶元洲.于小平天文方位角测定在一般测量中的应用[会议论文]-2001 2.熊静动手绘简图巧解正午太阳高度角的变化规律及应用计算[期刊论文]-山西师范大学学报（自然科学版）2008,22(z1) 3.吕晨亮.杨轲空间向量与日出、日落方位角的计算和讨论[期刊论文]-中国数学教育（高中版）2011(3) 4.王国安.米鸿涛.邓天宏.李亚男.李兰霞.Wang Guo'an.Mi Hongtao.Deng Tianhong.Li Ya'nan.Li Lanxia太阳高度角和日出日落时刻太阳方位角一年变化范围的计算[期刊论文]-气象与环境科学2007,30(z1) 5.张闯.吕东辉.顼超静.Zhang Chuang.Lv Dong-hui.Xu Chao-jing太阳实时位置计算及在图像光照方向中的应用[期刊论文]-电子测量技术2010,33(11) 6.许红梅谈太阳周日视运动轨迹图的绘制及应用[期刊论文]-成才之路2009(9) 7.赵芳玲.ZHAO Fang-ling太阳能热水器倾角的设计方案[期刊论文]-商洛学院学报2009,23(2) 8.孙素丽.康熙言河北及京津地区在建筑中如何利用太阳能[会议论文]-2008 9.艾彬.宋淑芳.季秉厚.宋进华手动跟踪方阵面上辐照度及曝辐量计算公式的推导[期刊论文]-太阳能学报2002,23(4) 10.呼晓侠.Hu Xiaoxia太阳高度与正午太阳高度[期刊论文]-人力资源管理(学术版)2009(2) 引证文献(2条) 1.栗琳.胡勇.巩彩兰.祝令亚.赫华颖太阳高度角对图像能量的影响及其校正[期刊论文]-大气与环境光学学报2013(1) 2.马月虹.刘霞.马彩雯.孙俪娜.史慧锋.姜鲁艳日光温室合理前后间距计算方法的分析与验证[期刊论文]-中国农机化学报 2013(5) 引用本文格式：费云霞.王春顺对太阳高度角的了解及其计算方法[期刊论文]-中小企业管理与科技 2008(2)
地理相关名词(赤纬角,太阳高度角,经纬度计算公式)
附件6:可参考的相关概念 1. 太阳时()s t 时间的计量以地球自转为依据，地球自转一周，计24太阳时，当太阳达到正南处为12:00。钟表所指的时间也称为平太阳时（简称为平时），我国采用东经120度经圈上的平太阳时作为全国的标准时间，即“北京时间”。（注：大同的经度为'18113o ）。（该定义摘自《太阳能应用技术》的第二章——太阳辐射） 2. 时角()ω 时角是以正午12点为0度开始算，每一小时为15度，上午为负下午为正，即10点和14点分别为-30度和30度。因此，时角的计算公式为 ()(),1215度-=s t ω (1) 其中s t 为太阳时（单位：小时）。（该定义摘自《太阳能应用技术》的第二章——太阳辐射） 3. 赤纬角()δ 赤纬角也称为太阳赤纬，即太阳直射纬度，其计算公式近似为 ()(),3652842sin 45.23度??? ??+=n πδ (2) 其中n 为日期序号，例如，1月1日为1=n ，3月22日为81=n 。（该定义摘自《太阳能应用技术》的第二章——太阳辐射） 4. 太阳高度角()α 太阳高度角是太阳相对于地平线的高度角，这是以太阳视盘面的几何中心和理想地平线所夹的角度。太阳高度角可以使用下面的算式，经由计算得到很好的近似值： ,cos cos cos sin sin sin ωδφδφα??+?= (3) 其中α为太阳高度角，ω为时角，δ为当时的太阳赤纬，φ为当地的纬度(大同的纬度为o 1.40)。（该定义摘自维基百科） 5. 太阳方位角()A 。 太阳方位角是太阳在方位上的角度，它通常被定义为从北方沿着地平线顺时针量度的角。它可以利用下面的公式，经由计算得到良好的近似值，但是因为反正弦值，也就是()y x 1sin -=有两个以上的解，但只有一个是正确的，所以必需小心的处理。
太阳高度角
太阳高度角 对于地球上的某个地点，太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，专业上讲太阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角。 目录 1太阳高度角定义 2示意图 1太阳高度角定义 太阳高度角简称太阳高度(其实是角度)。 太阳高度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。 我们用h来表示这个角度，它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度。如何得出某地某时的太阳高度角 H当地=90°—纬度差(所求地点纬度与直射点所在纬度的纬差) [*同一半球，纬度相减，反之相加] 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 cos δ 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。日出日落时角度都为0，
正午太阳高度角 正午时太阳高度角最大，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 午夜太阳高度角 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当然是0°啦（因为就是自己嘛）它的太阳高度角就是90°（因为直射它嘛） 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|）
高中地理 正午太阳高度角的计算及应用练习 新人教版
高频考点正午太阳高度角的计算及应用 作为地球运动的结果，正午太阳高度角的变化深刻影响着人类的生产、生活。正午太阳高度的 计算与应用，是高考考查的重点内容，这部分内容很容易和我们人类的生产生活相联系，从而取材 于我们的生产生活，考查考生运用地理知识分析解决实际问题的能力，体现高考命题方向—— 以能力立意，培养学生的创新思维能力。 ●锦囊宝典 1.正午太阳高度的考查涉及以下几方面。 （1）规律：从直射点所在纬线向南北两侧递减；离直射点距离越近（纬度差越小），正午太阳高度 越大。 （2）最值：直射北回归线，北回归线以北地区达一年中最大值，整个南半球达一年中最小值；相 反，直射南回归线时，南回归线以南地区达一年中最大值；整个北半球达一年中最小值。 （3）计算公式：H=90°-｜φ- δ｜，（H表示某日所求地正午太阳高度，φ表示当地纬度，δ表示直射点纬度。如果所求地与直射点 在同一半球，δ取正值；如果所求地与直射点在不同半球，δ取负值）此外，两点间的正午太阳高度差 等于两点间的纬度差。 （4）影子的长短变化与方向：正午太阳高度角变大，影子变短；方向由太阳的位置确定。 （5）地方时：一天之中太阳高度最大时地方时为12时。 （6）楼间距离要抓住正午太阳高度角大小。 2.正午太阳高度的应用已成为高考的热点，应从以下方面突破本难点： （1）列为高考重点反复训练讲解。 （2）抓住规律，图形结合。 （3）研究高考试题，联系生产、生活实际。 ●难点磁场 图3— 1表示某地正午太阳高度和月降水量的变化。读图 回答1～2题。 1.★★★★★该地纬度可能为（） A.90°N～23°26′N之间 B.90°S～23°26′S之间 C.22°N或22°S D.40°30′N或40°30′S 2.★★★★★该地气温及降水特征是（） A.终年高温多雨 B.夏热少雨，冬温多雨 C.冬温少雨，夏热多雨 D.夏热多雨，冬季寒冷干燥 3.★★★★★如图3— 2所示的日期，下列地点：北京（39°54′N），新加坡（1°N），汕头（23°26′N），海口（20°N），正 午太阳高度角从大到小排列正确的是（） A.新加坡、海口、汕头、北京 B.北京、汕头、海口、新加坡 C.汕头、海口、北京、新加坡 D.汕头、海口、新加坡、北京 近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多 的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。请 读图3—3，运用以下公式回答4～5题。 ①某地正午太阳高度的大小： H=90°-｜φ-δ｜ 式中H为正午太阳高度；φ为当地纬度，取正 值；δ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值， 冬半年取负值。 ②tan 35°≈0.7tan 45°=1tan 60°≈1.732 4.★★★★★房地产开发商在某城市（北纬30度）建造了两幢商品住宅楼（图3— 3），某个居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住，请 问房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是（） A.1个月 B.3个月 C.6个月 D.9个月 5.★★★★★为使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射，那么在两幢楼间距不变 的情况下，南楼的高度最高约为（） A.20米 B.30米 C.40米 D.50米 6.★★★★北纬38°一开阔平地上，在楼高为H的楼房北面盖新楼，欲使新楼底层全年太阳光 线不被遮挡，两楼距离不小于（1999年广东卷）（） A.Htan(90°-38°) B.Htan(90°-38°-23.5°) C.Hcot(90°-38°) D.Hcot(90°-38°-23.5°) ●案例探究 ［案例1］某校所在地（120°E，40°N）安置一台太阳能热水器，为了获得最多的太阳光热，提高 利用效率，需要根据太阳高度的变化随季节调整其支架倾角，下列四幅日照图中与热水器安置方式 搭配不合理的是 命题意图：本题主要考查太阳高度角在生产生活实践中的应用，考查学生应用地理知识分析问 题、解决问题的能力，很好地体现了高考命题趋向，突出对学生能力的考查。
高中地理 极昼区正午太阳高度和子夜太阳高度公式的证明 湘教版必修1
极昼区正午太阳高度和子夜太阳高度公式的证明. 极昼区的正午太阳高度角（H ）和子夜太阳高度角（H 最小）可以用 下面公式求得。 (φ为当地纬度。δ为当天太阳直射点的纬度) 我们用两种方法证明： 法一：太阳视运动图法 如图１（１）所示，北半球某极昼区某日太阳视运动图，Z 为天顶，P 为北天极，ESWNO 所在平面为地平圈，AEBWO 所在平面为天赤道，Ｏ为地心，CD O ′平面切天球的圆为该天太阳在天球上的运动轨迹，它平行赤道平面，是天球上的纬线圈。图１（2）为简图，∠AOC ＝δ，∠NOP ＝φ , ∠SOC ＝Ｈ，∠NOD ＝H 最小。 我们用图1（2）来推导一下上面的公式： H ＝90°－（φ－δ） H 最小＝φ＋δ―90°
如图所示∠AO C＝∠BO D＝δ，∠CO S＝H， ∠ZO A＝∠NO P＝φ（等量代换） ∠ZO A＝∠Z′O B＝φ（对角相等） ∠PO A＝90°（天轴垂直天赤道平面） ∠ZO S＝90°（天顶垂直地平圈） H＝∠ZO S－∠ZO C ＝90°－(∠ZO A－∠AO C) ＝90°－(φ－δ) H最小＋∠NO Z′＝∠DO Z′ H最小＋90°＝∠Z′OB＋∠BO D ∴H最小＝φ＋δ－90°（等量代换）法二：地球剖面图法 如图3所示，太阳直射点在北半 球δ时，（90°N－δ）以北地区为极 昼,图中A点(纬度φA )位于极昼地 区，此时A点的太阳高度为子夜的 太阳高度，是一天中最小的太阳高 度即H最小，A′点的太阳高度为正午 太阳高度角（H），A与A′点同纬 度。现来探讨H最小、H与φ、δ之 间的关系。 证明：（1）已知直射点δ，H δ＝90°，
正午太阳高度角的计算及应用
难点3 正午太阳高度角的计算及应用 作为地球运动的结果，正午太阳高度角的变化深刻影响着人类的生产、生活，成为高考考查的重点，主要考查学生的空间思维能力和知识应用能力。近几年上海、广东及江苏大综合卷都有所体现。该类试题取材于人类生产、生活，突出考查学生运用地理基本原理、规律的能力，同时能进行科际的综合，代表高考命题方向——以能力立意，培养学生的创新思维能力。因此在高三复习中应予以高度重视。 ●难点磁场 图3—1表示某地正午太阳高度和月降水量的变化。读图回答1～2题。（2000年山西综合卷） 1.★★★★★该地纬度可能为（） A.90°N～23°26′N之间 B.90°S～23°26′S之间 C.22°N或22°S D.40°30′N或40°30′S 2.★★★★★该地气温及降水特征是（） A.终年高温多雨 B.夏热少雨，冬温多雨 C.冬温少雨，夏热多雨 D.夏热多雨，冬季寒冷干燥 3.★★★★★如图3—2所示的日期，下列地点：北京（39°54′N），新加坡（1°N）， 汕头（23°26′N），海口（20°N），正午太阳高度角从大到小排列正确的是（）
A.新加坡、海口、汕头、北京 B.北京、汕头、海口、新加坡 C.汕头、海口、北京、新加坡 D.汕头、海口、新加坡、北京 近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。请读图3—3，运用以下公式回答4～5题。（2002年大综合卷） ①某地正午太阳高度的大小： H=90°-｜φ-δ｜ 式中H为正午太阳高度；φ为当地纬度，取正值；δ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。 ②tan 35°≈0.7 tan 45°=1 tan 60°≈1.732 4.★★★★★房地产开发商在某城市（北纬30度）建造了两幢商品住宅楼（图3—3），某个居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住，请问房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是（） A.1个月 B.3个月 C.6个月 D.9个月
太阳高度角方位角计算公式
太阳高度角用公式（1）计算。 )cos cos cos sin arcsin(sin t s s h ωωωωθ+= （1） 式中θh 为太阳高度角(°)；ωs 为太阳赤纬(°)，ω为观测地点的地理纬度(°)；t 为观测时刻太阳时角(°)。 公式（1）的赤纬W S 可用公式（2）计算。 ()()() ()()() o W S θθθθθθ3cos 0201.02cos 3656.0cos 7580.03sin 1712.02sin 1149.0sin 2567.233723.000000++--++= （2） 公式（2）中，0θ（°）用公式（3）计算。 ()242.365/36000N N N -?+??=θ （3） 公式（3）中，N （d ）为按天数顺序排列的积日。1月1日为0，2日为1；其余类推。 N ?（d ）为积日修正值，用公式（4）计算。 ()()24/60/15/60/F S M D N +++±=? （4） 公式（4）中，D 为观测点经度的度值，M 为分值，东经取负号，西经取正号。S 为观测时刻的小时值，F 为分钟值。 公式（3）中的0N （d ）用公式（5）进行计算。 ()()()198525.019852422.06764.790-?--?+=Y INT Y N （5） 公式（5）中，Y 为年份。 公式（1）中的时角t 可用公式（6）进行计算。 ()??-+++=151260/60/Q C E L F S t （6） 公式（6）中， C L （h ）为以时间表示的经度修正值，每15度对应的时间为1小时，可用公式（3）计算。 15/)12060/(-+=M D L C （7） 式中D 为观测点经度的度值，M 为分值，如果地方子午圈在标准子午圈的东边，则C L 为正，反之为负； Q E （min ）为真太阳时与地方平均太阳时之差，用公式（8）进行计算。 ()() ()() 00002cos 6882.0cos 0924.72sin 9059.9sin 9857.10028.0θθθθ--+-=Q E （8） 公式（8）中，0θ用公式（3）进行计算。
专题九-太阳高度角的应用
正午太阳高度的应用专题 一、【自主学习】 太阳高度角的应用 (1)计算楼距、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。以我国为例，见下图，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：L＝hcotH。 (2)计算太阳能热水器的角度：为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光线与受热板成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如下图)。 (3)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。 (4)确定房屋的朝向 为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。 (5)判断日影长短及方向 正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。如右图中各点旗杆日影长短及日影所在方向(图中是夏至日，经线和纬线的交点是直射点)。 (6)确定当地的地理纬度 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。(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度 一般情况下，由于向阳坡正午太阳高度大，获得太阳光热多，背阴坡得到太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而使同一自然带在阳坡的分布高度较高，在阴坡的分布高度较低。 二、经典高考例题
1．太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。据此完成下题。 若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长与塔高的比值为P，则( ) A．春、秋分日P＝0 B．夏至日P＝1 C．全年P<1 D．冬至日P>1 2．住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风有不同影响。下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图。读图回答(1)～(2)题。 (1)仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是( ) A．① B．② C．③ D．④ (2)为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是( ) A．① B．② C．③ D．④ 3．某纬度φ的正午太阳高度H＝90°－|φ-δ|，其中δ为太阳直射点纬度，夏半年取正值，冬半年取负值。下图示意某地北京时间18时的太阳位置。据此完成(1)～(2)题。 (1)该地的经度为( ) A．30°E B．30°W C．60°E D．60°W (2)该地的纬度可能为( ) A．10°N B．10°S C．50°N D．50°S 下图为我国科考队在北极点放置中国结时拍摄的照片。 4.该照片拍摄日期、拍摄者或中国结影子的方位是( )
太阳高度角的计算
太阳高度角的计算 1.某地某时的太阳高度角(α)=90°-(当地纬度-太阳直射点纬度)。(注:北纬为正，南纬为负)如宁波(30°N)夏至日的太阳高度为:90°-(30°-23.5°)=83.5°；北京(40°N)冬至日的太阳高度为:90°-[40°-(-23°)]=26.5°;赤道春分日的太阳高度为:90°-(0°-0°)=90°;赤道冬至日的太阳高度为:90°-[0°-(-23.5°)]=113.5°,当太阳高度(α)＞90°时，则太阳高度应为180°-α，即为当地的太阳高度，因此赤道冬至日的太阳高度为:180°-113.5°=66.5°。直射点的纬度＝1/2×（出现极昼的点最大的太阳高度＋该点最小的太阳高度） 注：出现极昼时：①极点的最大的太阳高度＝该点最小的太阳高度 ②刚出现极昼的点最小的太阳高度=0 2.太阳直射点纬度=arcsin(sin2 3.5×sin到春分或秋分的天数） 注:夏半年是到春分的天数，冬半年是到秋分的天数，夏半年为北纬，冬半年为南纬，arcsin 是反正弦函数，计算器上通常用sin的负一次方表示。 则太阳高度角=90°-(当地纬度-太阳直射点纬度） 如7月9日武汉，距春分110天，太阳直射纬度=arcsin(sin23.5×sin110)=北纬22度，当地纬度为北纬30度，所以7月9日武汉正午太阳高度角为90-（30-22）=82度 太阳直射点的移动在一年中并不是匀速的，而是靠近赤道时快，靠近回归线时慢，这也是我国大多数地方冬夏长，春秋短的原因。 另一方法就是，找一竖直于地面的物体，量出物体长度和影长，则太阳高度角=arctan(物体长/影长），arctan是反正切函数，计算器上通常用tan的负一次方表示。用此方法可以算出任何时刻的太阳高度角，不一定是正午的，其他时间的也可以算出来。 3. 最简单的方式就是根据太阳直射点来推算。太阳直射纬线的正午太阳高度是90度，然后全球正午太阳高度由直射的纬线向南北两侧递减，纬度差一度，正午太阳高度就减一度（即用90度来减去两地的纬度差）。例如某天太阳直射纬线为北纬20度，侧北纬21度和北纬19度的正午太阳高度就都是89度，再如这一天南纬20度与北纬20度差40度，侧这一天南纬20度的正午太阳高度就是90－40＝50度。 4.正午太阳高度=90-纬度差。纬度差就是当地纬度与太阳直射纬度的差，纬度差是个正数正午太阳高度角H（光线与地面的夹角）=90°-地面从太阳直射点到某地所跨的纬度（光线偏的角度） 太阳高度角计算公式 太阳光线与地面的夹角 H=90°--│α(+/-)β│α是代表当地地理纬度β是代表太阳直射点地理纬度 (+/-)是所求地理纬度与太阳直射是否在同一半球：如果在同一半球就是-；在南北两个半球就是+
正午太阳高度角计算公式
正午太阳高度角计算公式：h=90°-|φ-δ|。假设春分日某时刻太阳直射(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°。 太阳高度角公式 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： sinh=sinφsinδ+cosφcosδcost 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： 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)； 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|）。 （1°S，120°E）与太阳直射点的纬度差也是1°。
有关时间、日期、太阳高度角的计算
专题：有关时间、日期、正午太阳高度的计算方法对于时间、日期、正午太阳高度的计算一直是学生在学习过程中的难点，也是教学工作中的重点，本文试图通过对它们计算方法的简单归纳，找到正确而又快速的解题方法。 在学习过程中，学生经常会遇见一些关于时间、日期和正午太阳高度的计算题，如何才能迅速而正确地解出答案呢？下面我结合一些具体例子对它们的计算方法作简单的归纳。 一、时间和日期的计算 学习了“地球的运动”一节知识后，我们经常会碰到有关时间和日期的计算，如： 例1：某游轮于2006年10月5日10:00从上海港出发，船行20小时到达纽约（西五区），请问到达纽约时的时间是几月几日几时？ 解这类题目，可以用以下公式解答： 所求地时间＝已知地时间±时区差＋路程所用时间 注意：①若所求地在已知地东，用“＋”，若所求地在已知地西则用“－”； ②得数若大于24，则先将得数减24小时，后在已知地日期上加1天；若得数在0到24之间，则得数即为所求的日期和时间；若得数为负数，则先将得数减24小时，后在已知地日期上加1天； ③考虑是否因越过国际日界线而导致日期变化：若没有越过，则经过第二步“得数的处理”所得的日期就是最后答案；若是从已知地由西向东越过国际日界线到达所求地，则所求地日期需在第二步“得数的处理”所得的日期上减1天；若是从已知地由东向西越过国际日界线到达所求地，则所求地日期需在第二步“得数的处理”所得的日期上加1天。 根据以上公式解答上题： 假设向东行驶，则：纽约时间＝10月5日10时＋11＋20＝10月5日41时 根据注解修正： ①时间大于24，因此需用41－24＝17时；日期加1天，变为10月6日17时； ②考虑是否因穿越国际日界线而导致日期的改变，因为此解是假设向东航行，因此穿越了国际日界线，所以日期应减1天，变为10月5日17时。 最后得出答案是：纽约时间是10月5日17时。 假设向西航行，则：纽约时间＝10月5日10时－13＋20＝10月5日17时 根据注解修正：①得数在0到24之间，时间、日期保持不变； ②向西航行没有经过国际日界线，因此日期不需改变。最后得出答案是：纽约时间是10月5日17时。
太阳高度角计算练习题
1 …………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ …………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… 专题：太阳高度角训练题组一 一、选择题： 下图所示区域为地球某日的昼半球。O 为圆心，ENF 为赤道，曲线段AEB 为晨线，曲线段AFB 为昏线。读图完成下列各题。 1．图中A 、B 两点情况相同的是 A ．此刻的地方时 B ．此刻观测到的太阳方位 C ．当日的正午太阳高度 D ．当日的白昼长短 2．若该日一架飞机从P 地飞往N 地，途中飞行员始终看到太阳在地平线上，则飞机飞行的方向和时间分别是 A ．西北，5小时 B ．东北，5小时 C ．西北，6小时 D ．东北，6小时 三地同学共同开展一个“影子长度”的探究学习活动，他们在当地时间10：00—14：00每隔一小时测量一根1米长的杆的影子长度，并将所得数据绘制成图。下图为6月22日三个地区同学所提供的观测结果。回答下列各题。 3．甲、乙、丙三地纬度由低到高的顺序是 A ．甲、乙、丙 B ．甲、丙、乙 C ．乙、甲、丙 D ．丙、乙、甲 4．关于乙地此时气候特征的描述，最可能出现的是 A ．一年中气温较高、降水较多的季节 B ．一年中降水较少、草木枯黄的季节 C ．一年中气温较低、降水较多的季节 D ．一年中降水较多、作物生长旺盛季节 图为北京时间2011年1月1日20时的光照图，阴影部分表示黑夜。读图回答下列各题。 5．该日飞机从A 地起飞，经过三小时抵达B 地，在飞行过程中飞行员始终看到日出景观，则该日B 地的日落时间是 A ．18：30 B ．19：00 C ．19：30 D ．20：00 6．下列地点中，该日最先看到新年曙光的是 A ．① 8．② C ．③ D ．④ 读下图，图中虚线表示晨昏线，每两条经线之间的经度差相等，阴影部分与非阴影部分日期不同，回答下列各题。 7．若图中的日期为6日与7日，则北京时间是
2015冬至日太阳高度角计算方法与公式
2015冬至日太阳高度角计算方法与公式 冬至过节源于汉代，盛于唐宋，相沿至今。《清嘉录》甚至有“冬至大如年”之说。这 表明古人对冬至十分重视。人们认为冬至是阴阳二气的自然转化，是上天赐予的福气，。汉朝以冬至为“冬节”，官府要举行祝贺仪式称为“贺冬”，例行放假。《后汉书》中有这样 的记载：“冬至前后，君子安身静体，百官绝事，不听政，择吉辰而后省事。”所以这天朝 庭上下要放假休息，军队待命，边塞闭关，商旅停业，亲朋各以美食相赠，相互拜访，欢乐地过一个“安身静体”的节日。 唐、宋时期，冬至是祭天祭祀祖的日子，皇帝在这天要到郊外举行祭天大典，百姓在这一天要向父母尊长祭拜，现在仍有一些地方在冬至这天过节庆贺。 冬至传说之一 过去老北京有“冬至馄饨夏至面”的说法。相传汉朝时，北方匈奴经常骚扰边疆，百姓 不得安宁。当时匈奴部落中有浑氏和屯氏两个首领，十分凶残。百姓对其恨之入骨，于是用肉馅包成角儿，取“浑”与“屯”之音，呼作“馄饨”。恨以食之，并求平息战乱，能过上太 平日子。因最初制成馄饨是在冬至这一天，在冬至这天家家户户吃馄饨。 吃“捏冻耳朵”是冬至河南">河南">河南人吃饺子的俗称。缘何有这种食俗呢?相传南 阳医圣张仲景曾在长沙为官，他告老还乡那时适是大雪纷飞的冬天，寒风刺骨。他看见南阳白河两岸的乡亲衣不遮体，有不少人的耳朵被冻烂了，心里非常难过，就叫其弟子在南阳关东搭起医棚，用羊肉、辣椒和一些驱寒药材放置锅里煮熟，捞出来剁碎，用面皮包成像耳朵的样子，再放下锅里煮熟，做成一种叫“驱寒矫耳汤”的药物施舍给百姓吃。服食后，乡亲们的耳朵都治好了。后来，每逢冬至人们便模仿做着吃，是故形成“捏冻耳朵”此种习俗。以后人们称它为“饺子，也有的称它为“扁食”和“烫面饺”，人们还纷纷传说吃了冬至的饺子不冻人。 冬至传说之二 冬至吃狗肉的习俗据说是从汉代开始的。相传，汉高祖刘邦在冬至这一天吃了樊煮的狗肉，觉得味道特别鲜美，赞不绝口。从此在民间形成了冬至吃狗肉的习俗。现在的人们纷纷在冬至这一天，吃狗肉、羊肉以及各种滋补食品，以求来年有一个好兆头。 冬至传说之三 在江南水乡，有冬至之夜全家欢聚一堂共吃赤豆糯米饭的习俗。相传，有一位叫共工氏的人，他的儿子不成才，作恶多端，死于冬至这一天，死后变成疫鬼，继续残害百姓。
时区、区时、地方时和太阳高度角计算
时区、区时、地方时、太阳高度角计算方法相对于传统方法要求对东西方向进行判断再利用东加西减的口诀，本方法可以减少因为学生不能准确判断东西，不能记住时区分布图所造成的解题错误，也能利用类似的思想解决地方时和太阳高度角的问题。以下将举例说明如何解决时区、区时、地方时和太阳高度角的计算： 一、时区的计算方法 要求地点的时区=该地点的经度÷15°，所得的结果四舍五入保留整数为所在的时区；判断是东时区还是西时区根据地点的经度位置确定，即东经为东时区，西经为西时区（当计算的结果为0除外，当为0时，表示中时区）。 例1：分别求以下各个地点所在的时区： （1）东经116° （2）（6°W，35°N） （3）（175°W，35°N） （4）（65°E，20°S） 解： （1）116°÷15°=…≈8（四舍五入保留整数），即该地所处为东八区
（2）6°÷15°=≈0，即该地所处为中时区 （3）175°÷15°=…≈12，即该地所处为西十二区 （4）65°÷15°=…≈4，即该地所处为东四区 二、区时的计算 要计算的区时=已知区时-(已知区时的时区-要计算区时的时区)，(注:东时区为正，西时区为负，中时区代入数值0)。 例1:已知北京(东八区)时间为5月1日12:00，求东京(东九区) 的区时 解：东京时间=12:00-(8-9)=13:00(即东京时间为5月1日13:00)。例2:已知北京时间为5月1日12:00，求伦敦(中时区)的区时 解：伦敦时间=12:00-(8-0)=4:00(即伦敦时间为5月1日4:00)。 例3:已知北京时间为5月1日12:00，求纽约(西五区)的区时 解：纽约时间=12:00-[8-(-5)]=-1:00+24:00-1天=23:00(即纽约时间为4月30日的23:00)。(注:当算出的区时为负数时，应加上24:00，日期减一天，即从5月1日变为4月30日)。 例4:已知纽约时间为5月1日12:00，求东京的区时 解：东京时间=12:00-[(-5)-9]=26:00-24:00+1天=2:00)即东京时间为5 月2日2:00)。(注:当算出的区时大于或等于24:00时，应减去24:00，日期加一天，即从5月1日变为5月2日)。
太阳高度角的计算
太阳高度角的计算---用于建筑设计计算日照时间 一、太阳高度角hs求算公式 Sinhs=sinδsinφ+cosδcosφcosω (1) 式中δ为太阳赤纬，表示太阳光线与地球赤道面的夹角，一年四季每天都在变动着，冬至日δ=－23°27′，春分日和秋分日δ=0°，夏至日δ=23°27′； φ为测点纬度，如北京φ=39°48′、西安φ=34°18′、φ=31°10′、杭州φ=30°19′、临海φ=28°51′、福州φ=26°05′、台北φ=25°20′、广州φ=23°08′； ω为太阳时角，以当地正午为0°，上午为负，每小时－15°，下午为正，每小时+15°，ω在赤道面上每小时变化为=15°，ω所表示的是真太阳时，与时钟不同。现举例计算于下： 1．求北纬30°地方冬至日正午时刻和下午1时、2时（均指地方时）的太阳高度角。 ①正午时刻太阳时角为0°，即ω=0° 将δ=－23°27′、φ=30°、ω=0°代入（1）式 得Sinh正午=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos0° =－0.3979×0.5+0.9175×0.8660×1 =－0.19895+0.79456=0.5956 h正午=36°33′（查正弦数学用表所得，下同） 则北纬30°地方冬至日正午时刻的太阳高度角为36°33′； ②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°，即ω=15° 得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos15°
=－0.19895+0.79456×0.9659 =－0.19895+0.7675=0.5685 h下午1时=34°39′ 则北纬30°地方冬至日上午11时和下午1时（均指地方时，下同）的太阳高度角为34°39′； ③下午2时(上午10时与此高度角同),太阳时角为30°，即ω=30° 得Sinh下午2时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos30° =－0.19895+0.79456×0.8660 =－0.19895+0.6881=0.4892 h下午2时=29°17′ 则北纬30°地方冬至日上午10时和下午2时的太阳高度角为29°17′； 2．求浙江临海市冬至日正午和下午1时、2时（均指地方时）的太阳高度角。临海城关位在北纬28°51′，即φ=28°51′ ①正午时刻太阳时角ω=0° 将δ=－23°27′、φ=28°51′、ω=0°代入（1）式 得Sinh正午=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos0°=－0.3979×0.4826+0.9175×0.8755×1=－0.1920+0.8033=0.6113 h正午=37°41′ 则临海冬至日正午时刻的太阳高度角为37°41′； ②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°，即ω=15° 得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos15°=－0.1920+0.8033×0.9659=－0.1920+0.7759=0.5839
太阳高度角计算
根据日期、时间和当地经纬度计算太阳天顶角和方位角的原理 2012-07-16 11:25:57| 分类：精华文章(转) | 标签：太阳天顶角方位角太阳赤纬平均太阳时太阳方位角|字号大中小订阅 转载中国气象科学研究院王炳忠研究员编写的《太阳辐射计算讲座》。 在开展野外试验的时候，经常需要知道当时的太阳天顶角和方位角，比如测量地物反射率时，需要知道太阳天顶角，来选择恰当的灰板反射率曲线。进行地物BRDF测量时，更需要知道太阳天顶角。 太阳天顶角和方位角可以通过经纬仪实地测量得到，但是经纬仪携带不便。只要知道当地经纬度和时间，就可以根据下文的原理，计算得到当时当地的太阳天顶角和方位角。 1日地距离 地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆两焦点中的一个。发自太阳到达地球表面的辐射能量与日地间距离的平方成反比，因此，一个准确的日地距离值R就变得十分重要了。日地平均距离R0，又称天文单位， 1天文单位=1.496×108km 或者，更准确地讲等于149597890±500km。日地距离的最小值（或称近日点）为0.983天文单位，其日期大约在1月3日；而其最大值（或称远日点）为1.017天文单位，日期大约在7月4日。地球处于日地平均距离的日期为4月4日和10月5日。 由于日地距离对于任何一年的任何一天都是精确已知的，所以这个距离可用一个数学表达式表述。为了避免日地距离用具体长度计量单位表示过于冗长，一般均以其与日地平均距离比值的平方表示，即ER=（r／r0）2，也有的表达式用的是其倒数，即r0／r，这并无实质区别，只是在使用时，需要注意，不可混淆。 我们得到的数学表达式为 ER=1.000423＋0.032359sinθ＋0.000086sin2θ－0.008349cosθ＋0.000115cos2θ（1） 式中θ称日角，即 θ=2πt／365.2422 （2） 这里t又由两部分组成，即 t=N－N0 （3） 式中N为积日，所谓积日，就是日期在年内的顺序号，例如，1月1日其积日为1，平年12月31日的积日为365，闰年则为366，等等。 N0=79.6764＋0.2422×（年份－1985）
太阳高度角方位角计算公式
太阳高度角用公式（1）计算。 )c o s c o s c o s i n a r c s i n (s i n t s s h ωωωωθ+= （1） 式中θh 为太阳高度角(°)；ωs 为太阳赤纬(°)，ω为观测地点的地理纬度(°)；t 为观测时刻太阳时角(°)。 公式（1）的赤纬W S 可用公式（2）计算。 ()()() ()()() o W S θθθθθθ3cos 0201.02cos 3656.0cos 7580.03sin 1712.02sin 1149.0sin 2567.233723.000000++--++= （2） 公式（2）中，0θ（°）用公式（3）计算。 ()242.365/36000N N N -?+??=θ （3） 公式（3）中，N （d ）为按天数顺序排列的积日。1月1日为0，2日为1；其余类推。 N ?（d ）为积日修正值，用公式（4）计算。 ()()24/60/15/60/F S M D N +++±=? （4） 公式（4）中，D 为观测点经度的度值，M 为分值，东经取负号，西经取正号。S 为观测时刻的小时值，F 为分钟值。 公式（3）中的0N （d ）用公式（5）进行计算。 ()()()198525.01985 2422.06764.790-?--?+=Y INT Y N （5） 公式（5）中，Y 为年份。 公式（1）中的时角t 可用公式（6）进行计算。 ()??-+++=151260/60/Q C E L F S t （6） 公式（6）中， C L （h ）为以时间表示的经度修正值，每15度对应的时间为1小时，可用公式（3）计算。 15/)12060/(-+=M D L C （7） 式中D 为观测点经度的度值，M 为分值，如果地方子午圈在标准子午圈的东边，则C L 为正，反之为负； Q E （min ）为真太阳时与地方平均太阳时之差，用公式（8）进行计算。 ()() ()() 00002cos 6882.0cos 0924.72sin 9059.9sin 9857.10028.0θθθθ--+-=Q E （8） 公式（8）中，0θ用公式（3）进行计算。
太阳跟踪系统方位角和高度角的计算
1 如何计算太阳的方位角? 在太阳能利用工作中，太阳辐射计算十分重要。为了帮助读者掌握太阳辐射计算方法，我们请长期从事太阳辐射研究工作的中国气象科学研究院王炳忠研究员编写了《太阳辐射计算讲座》，供大家学习、参考。 1 日地距离 地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆两焦点中的一个。发自太阳到达地球表面的辐射能量与日地间距离的平方成反比，因此，一个准确的日地距离值R就变得十分重要了。日地平均距离R0，又称天文单位， 1天文单位=1.496×108km 或者，更准确地讲等于149597890±500km。日地距离的最小值（或称近日点）为0.983天文单位，其日期大约在1月3日；而其最大值（或称远日点）为1.017天文单位，日期大约在7月4日。地球处于日地平均距离的日期为4月4日和10月5日。 由于日地距离对于任何一年的任何一天都是精确已知的，所以这个距离可用一个数学表达式表述。为了避免日地距离用具体长度计量单位表示过于冗长，一般均以其与日地平均距离比值的平方表示，即ER=（r／r 0）2，也有的表达式用的是其倒数，即r0／r，这并无实质区别，只是在使用时，需要注意，不可混淆。 我们得到的数学表达式为 ER=1.000423＋0.032359sinθ＋0.000086sin2θ－0.008349cosθ＋0.000115cos2θ（1） 式中θ称日角，即 θ=2πt／365.2422 （2） 这里t又由两部分组成，即 t=N－N0 （3） 式中N为积日，所谓积日，就是日期在年内的顺序号，例如，1月1日其积日为1，平年12月31日的积日为365，闰年则为366，等等。 N0=79.6764＋0.2422×（年份－1985） －INT〔（年份－1985）／4〕 （4）