Question

地理正午太阳高度角的计算方法

Answer 1

如果学过三角函数
告诉你一个最简单的办法
正午时刻，北半球的影子都是朝向正北的。
在一块平地上立一根垂直的竹竿
量出竹竿长度m，影子长度n
此时的太阳高度角为α
则tan α=竹竿长m ：影子长n=m/n
用计算器就可以算出高度角α

这是实时实地的做法。
还可以通过查询了解。

如果是一个题目，问你冬至时刻，北纬30°的正午太阳高度角？（设为β）
答：冬至时刻太阳直射南回归线，即南纬23.5°，即南纬23.5°的正午太阳高度角是90°。
南纬23.5°与北纬30°夹角23.5+30=53.5°，
那么太阳平行光与北纬30°水平地面的夹角，就是北纬30°的正午太阳高度角
β=90°-53.5°=36.5°

这是地理常出的问题。

Answer 2

太阳高度角的计算
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

Answer 3

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]
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
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|

Answer 4

午门为什么要这么命名呢？是由于每天正午，太阳出现在正南方，因此宫殿的南门名为午门。为什么每天正午，太阳会出现在正南方呢？更多知识点视频，微信关注相关学科公众号“地理大师”（物理大师…）