太陽高度角計(jì)算公式
來源：高考網(wǎng)整理 2023-01-31 17:55:42
太陽高度角計(jì)算公式：α=90°-|β-γ|，其中α為正午太陽高度角，β為觀察者所處的緯度，γ為太陽直射點(diǎn)的緯度。太陽高度角指的是正午的太陽光線與地平面的夾角。
1太陽高度角的計(jì)算公式是什么
一般時(shí)間
太陽高度角隨著地方時(shí)和太陽的赤緯的變化而變化。太陽赤緯（與太陽直射點(diǎn)緯度相等）以δ表示，觀測(cè)地地理緯度用φ表示（太陽赤緯與地理緯度都是北緯為正，南緯為負(fù)），地方時(shí)以t表示，有太陽高度角的計(jì)算公式：
sin h= sin φ sin δ+cos φ cosδ cos t
正午時(shí)間
日升日落，同一地點(diǎn)一天內(nèi)太陽高度角是不斷變化的。時(shí)角是以正午12點(diǎn)為0度開始算，每一小時(shí)為15度。即14點(diǎn)和10點(diǎn)分別為30度和-30度。日出日落時(shí)角度都為0，正午時(shí)太陽高度角最大（90°），時(shí)角為0，以上的公式可以簡(jiǎn)化為：
sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ
由兩角和與差的三角函數(shù)公式，可得
sin h=cos(φ－δ)
因此，
對(duì)于太陽位于天頂以北的地區(qū)而言，h=90°－(φ－δ)；
對(duì)于太陽位于天頂以南的地區(qū)而言，h=90°－(δ－φ)；
二者合并，因?yàn)闊o論是(φ－δ)還是(δ－φ)，都是為了求當(dāng)?shù)鼐暥扰c太陽直射緯度之差，不會(huì)是負(fù)的，因此都等于它的絕對(duì)值，所以正午太陽高度角計(jì)算公式：
h=90°-|φ-δ|
具體計(jì)算：
還是舉個(gè)例子來推導(dǎo)，假設(shè)春分日（秋分日也可，太陽直射點(diǎn)在赤道）某時(shí)刻太陽直射(0°，120°E)這一點(diǎn)，120°E經(jīng)線上各點(diǎn)都是正午。
對(duì)于（0°，120°E）這點(diǎn)來說，它離太陽直射點(diǎn)的緯度距離是0°，它的太陽高度角就是90°。
另外一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，（1°N，120°E）與太陽直射點(diǎn)的緯度差為1°
此時(shí)，這一點(diǎn)的太陽高度角為89°（根據(jù)上面的公式h=90°-|φ-δ|）。
（1°S，120°E）與太陽直射點(diǎn)的緯度差也是1°.因此，當(dāng)?shù)氐奶柛叨冉且彩?9°.
2什么是太陽高度角
太陽高度角是指對(duì)地球上的某個(gè)地點(diǎn)太陽光入射方向和地平面的夾角。
專業(yè)上講，太陽高度角是指某地太陽光線與通過該地與地心相連的地表切面的夾角。當(dāng)太陽高度角為90°時(shí)，太陽輻射強(qiáng)度最大；太陽斜射地面程度越大（即太陽高度角越小），太陽輻射強(qiáng)度就越小。
太陽高度角簡(jiǎn)稱為“太陽高度”（其實(shí)是角度，不是高度）。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(gè)角度，它在數(shù)值上等于太陽在地球地平坐標(biāo)系中的地平高度。
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