有关时间、日期、太阳高度角的计算
正午太阳高度角的计算公式
正午太阳高度角的计算公式正午太阳高度角是指太阳在正午时刻与地平线的夹角，它是天文学中重要的参数之一，也是测定地球上某一地点纬度的重要依据。
下面我们将介绍正午太阳高度角的计算公式。
太阳高度角的计算公式为：sin(α) = sin(δ) * sin(φ) + cos(δ) * cos(φ) * cos(H)其中，α表示太阳高度角，δ表示太阳赤纬，φ表示地点的纬度，H 表示当地的时角。
太阳高度角的计算依赖于太阳赤纬、地点纬度和时角。
太阳赤纬是指太阳在黄道上的投影与赤道平面的夹角，它是由地球公转轨道引起的。
太阳赤纬的数值在一年中是变化的，最大值约为23.5度，最小值约为-23.5度。
地点纬度是指地球上某一点的纬度，它是指该点与地球赤道之间的夹角。
地点纬度的数值在不同地点是不同的，例如赤道的纬度为0度，北极的纬度为90度，南极的纬度为-90度。
时角是指太阳在当地地方子午线上的位置与正午时刻的角度差，它是由地球自转引起的。
时角的数值在一天中是变化的，最大值约为15度，最小值约为-15度。
通过太阳高度角的计算公式，我们可以根据地点纬度和时角的数值，求得正午太阳的高度角。
这个角度可以用来判断太阳在天空中的位置，从而帮助我们定位和导航。
例如，假设我们要计算北京市正午太阳的高度角。
北京市的纬度约为39度54分，时角为0度。
代入计算公式，可以得到太阳高度角的数值。
根据计算结果，北京市正午太阳的高度角大约为68度。
正午太阳高度角的数值越大，表示太阳越高挂在天空中，阳光照射的角度也越大。
这对于植物的光合作用、太阳能的利用以及气象学等领域具有重要意义。
总结起来，正午太阳高度角的计算公式是通过太阳赤纬、地点纬度和时角之间的关系来计算的。
它是天文学中重要的参数，可以用来帮助我们定位和导航，也对植物生长和能源利用等有着重要的影响。
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。
.cos cos sin sin αδω⋅-=A (4) 下面的两个公式也可以用来计算近似的太阳方位角，不过因为公式是使用余弦函数，所以方位角永远是正值，因此，角度永远被解释为小于180度，而必须依据时角来修正。
上海太阳全年照射角度计算
太阳的位置在天空中的角度取决于地球的纬度和日期。
上海位于北纬31度，因此我们可以使用简化的方法来计算太阳在上海全年的照射角度。
首先，我们需要了解太阳在上午和下午的照射角度。
一天中的不同时间，太阳位于不同的高度角。
在上午，太阳逐渐升起，高度角逐渐增加。
在中午，太阳处于最高点，高度角最大。
下午，太阳逐渐下降，高度角逐渐减小。
这些信息对于计算上海全年的照射角度非常重要。
在上午，太阳的高度角可以通过以下简化公式计算：sza = 90 - latitude + declination其中，sza是太阳高度角，latitude是观测地点的纬度，declination是太阳赤纬。
赤纬是一个与日期相关的数值，可以通过以下公式计算：declination = 23.45 * sin(360/365 * (284 + n))其中，n是自年初以来的天数。
通过这个公式计算太阳赤纬可以得到每一天太阳在上海的高度角。
在中午，太阳的高度角最大，等于上午太阳高度角的最大值。
在上海地区，夏至时的赤纬产生最大高度角。
夏至在每年的6月21日或22日。
在下午，太阳高度角可以通过以下简化公式计算：sza = 90 - latitude - declination通过这个公式，我们可以计算出每一天太阳在下午的高度角。
根据给定的日期范围，在每个日期上计算太阳在上午和下午的高度角，可以得到上海全年的太阳照射角度。
由于字数限制，我无法逐一列出每一天的计算结果，但你可以根据上述公式自行计算。
此外，还需要考虑到地球的斜率会影响太阳的照射角度。
地球的轴倾斜度约为23.5度，这意味着在一年中，太阳的照射角度会有一些变化。
然而，在本文中，为了简化计算，我们假设地球的轴倾斜度恒定不变。
日出日落的方位角度计算公式
计算日出日落的方位角度公式要计算任意一个地方在任意一天日出日落的方位角度，可以用下面的公式：方位角=90 - 0.5arccos[2(sinM/cosN)^2- 1]公式中，M表示的是某天太阳直射的纬度，N表示的是某地的纬度，^2表示平方。
例如，北京在北纬40度，则N=40，夏至这一天太阳在北纬23.5度（太阳直射北纬23.5度），即M=23.5，把N和M的值代入上式，可求得方位角=31度意思是，夏至这一天，在北京的人看来，太阳是从东偏北31度的方位升起的，是在西偏北31度的方位落下的。
说明：1本公式是在理想条件下推导出来的，即假设地球是个标准球体。
而实际上地球两极略扁，而且各地也有高山、洼地等，所以计算结果可能与实测结果有一点误差。
2 太阳围绕地球旋转的轨迹实际上是螺旋线（好象在地球外面套一根弹簧），所以实际上每天日出和日落的方位角稍微有点差别。
例如，在春分到夏至这段时间，日出方位角要略小于日落方位角。
昼夜长短的计算公式：Cost=-tgδ*tgφ太阳视位置太阳视位置指从地面上看到的太阳的位置，用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。
太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，其值在0°到90°之间变化，日出日落时为零，太阳在正天顶上为90°（本万年历中显示的高度角均已进行了蒙气差的订正，蒙气差值取自天文年历）。
太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。
方位角以正南方向为零，由南向东向北为负，由南向西向北为正，如太阳在正东方，方位角为-90°，在正东北方时，方位为-135°，在正西方时方位角为90°，在正北方时为±180°。
实际上太阳并不总是东升西落，只有在春秋分两天，太阳是从正东方升，正西方落。
在北半球，从春分到秋分的夏半年中，太阳从东偏北的方向升（方位角为-90°到-180°之间），在西偏北的方向落（方位角为90°到180°之间）；而从秋分到下一年春分的冬半年中，太阳从东偏南的方向升（方位角为-90°到0°之间），在西偏南的方向落（方位角为0°到90°之间）。
太阳高度角方位角与月份、一日时刻、海拔的数学关系
太阳高度角方位角与月份、一日时刻、海拔的数学关系
太阳高度角和方位角与月份、一日时刻、海拔之间存在一定的数学关系。
这些关系可以通过天文学的计算方法来确定。
1. 月份：太阳高度角和方位角与月份之间存在一定的周期性变化。
太阳高度角在一年中的变化可以用太阳赤纬来描述，太阳赤纬在一年中的变化是由地球公转引起的。
方位角则与太阳的赤经有关，赤经也会随着时间的变化而变化。
因此，太阳高度角和方位角会随着月份的变化而有所不同。
2. 一日时刻：太阳高度角和方位角还与一日时刻有关。
太阳高度角在一天中的变化可以用太阳时角来描述，太阳时角是指太阳相对于地方子午线的角度。
方位角则与太阳的方位角有关，方位角是指太阳相对于地方子午线的方位角度。
因此，太阳高度角和方位角会随着一日时刻的变化而有所不同。
3. 海拔：太阳高度角和方位角还与海拔有关。
海拔的增加会导致大气密度的变化，从而影响太阳光线的传播和折射。
因此，太阳高度角和方位角会随着海拔的变化而有所不同。
总之，太阳高度角和方位角与月份、一日时刻、海拔之间存在一定的
数学关系，这些关系可以通过天文学的计算方法来确定。
太阳高度角的有关问题
试析太阳高度角的有关问题太阳高度角在整个高中地理知识中，是学生学习、理解最困难的知识点之一，对学生能力要求高。
它与实际生产、生活联系紧密，应用意义强，常成为出题者光顾的对象。
在备考复习中，可从以下方面突破该难点。
首先要分清是太阳高度角还是正午太阳高度角的问题。
虽然正午太阳高度角是太阳高度角的特殊情况，但在考查的知识方面二者还是有所差异，下面分别探讨之。
一：太阳高度角的有关问题（一）太阳高度角的分布：任一时刻的太阳高度角都以直射点为圆心，呈同心圈状向外逐渐递减。
如图1，圆心为直射点，太阳高度角为90º，外圆为晨昏圈，太阳高度角为0º。
（即昼半球的太阳高度角大于0º，夜半球的太阳高度角小于0º。
）（二）太阳高度角的大小与影子长短的关系：1：太阳高度角越大，物体的影子越短；太阳高度角越小，物体的影子越长(影子的方向在太阳的相反方向)。
因此一天中，日出、日落时的影子最长，正午时的影子最短。
据此，当告诉物体影子达一天中最短时，说明该地地方时为12点，若是影子缩为零，则太阳直射该地。
2：根据物体影子还可推知以下知识点。
据日出、日落时的物体影子朝向，推知日出、日落的方向，从而得知太阳直射半球。
如：若日出时物体的影子朝向西南，日落时物体的影子朝向东南，则说明日出东北方日落西北方，太阳直射北半球；若日出时物体的影子朝向西北，日落时物体的影子朝向东北，则说明日出东南方日落西南方，太阳直射南半球；若日出时物体的影子朝向正西，日落时物体的影子朝向正东，则说明日出正东方日落正西方，太阳直射赤道。
（三）太阳高度角的日变化分布图太阳高度角1：极点：在极点上看太阳，太阳在地平圈以上23作圆周运动，表现为不升不落。
这是因为一天中极点离太阳的距离都相等的缘故。
如图2所示：太阳0 12 24（小时）高度在坐标图上呈一直线。
且可推知以下两个知识点：（1）极点上，一年中在极昼期太阳高度在0º到23.5º间变化。
地方时和正午太阳高度角的计算概要
晨昏线中隐藏的时间
• 晨线与赤道交点处的地方时间是 6：00； • 昏线与赤道交点处的地方时间是 18：00； 晨昏线与此时出现极昼最低纬度的切点处的 地方时间为 0：00或24：00； 晨昏线与此时出现极夜最低纬度的切点处的 地方时间为 12：00。 昼半球中央经线的地方时为12时。 夜半球中央经线的地方时为24时或0时。
B点地方时为10:00 -（110°+ 30°）÷ 15°/h =10:00 - 140°÷15°/h =10:00 - 9:20 =0:40
【例5】已知A点100°E的地方时为8：00，求B点 80°W的地方时。
分析：A点为100°E，B点为80°W，则 100°+80°=180°，亦东亦西，即：可以说B点在A点东 方，也可以说B点在A点的西方，A、B两点的地方时差为 180÷15/h=12小时。所以B点的地方时为8：00+12小时 =20：00或8：00—12小时，不够减，在日期中借一天24 小时来，即24小时 +8：00—12小时=20：00。
8:00 +｛360°-（100°+ 90°）｝÷ 15°/h =8:00 + 170°÷15°/h =8:00 + 11:20 =19:20
【例4】已知A点100°E的地方时为8：00，求B点 90°W 90°W的地方时。 （B）
0°
N
180°
100°E（A）
8:00 +｛360°-（100°+ 90°）｝÷ 15°/h =8:00 + 170°÷15°/h =8:00 + 11:20 =19:20
B点地方时为8:00 +（100°+ 80°）÷ 15°/h =8:00 + 180°÷15°/h =8:00 + 12:00 =20:00
太阳高度角的大小及计算
2 1
公式：H=90°－当地纬度与直射点的纬度差（同 减异加） （如夏至日时加，在冬至日时减）
3
H 2
1
3 H
四、正午太阳高度的应用 1、楼间距问题
楼间距问题实际是一个影长的问题。其基本原则是前一幢楼 产生的影子不能挡住后一幢楼的采光（一般以太阳光线能照 射至后一幢楼的底层为标准），如下图
【例题4】房地产公司要建2座塔楼、2座低楼(见下图)，准 备采用相同的楼间距——均以最南侧的两楼间的最短楼间距 为标准，则合理的布局方案有
【解题】对四个选项图的分析如下 A图
H
H
H
B图 ：
H H H
C图
H H
D图
H H H
可以看出，合理的是BD 【答案】BD
2、二分二至日太阳光线与地理位置关系
三、正午太阳高度的年变化
[例题2]： (1)比较图中各点正午太阳高度的 大小 答案：G=E>A=B>F>C>D
G F
(2)此时正午太阳高度达一年中最 大的是哪几个点?最小的呢?为什 么? 答案：最大：C、E、G 最小：A、B、F、D
四、正午太阳高度的计算
[例题3]：求北京（40°N）二分二至日的正午太阳高度。 解答：夏至日：直射点纬度为 23°26°N， 则∠3=∠2-∠1=40°-23°26′ H=90°-∠3=90°-（40°-23°26′） =73°26′ 二分日：直射点纬度为0°， 则∠3=∠2-∠1=40°- 0° H=90°-∠3= 90°- 40°=50°