Question

日照角度和时间纬度的关系

Answer 1

正午太阳高度角＝90°－该地与太阳直射点纬度差

时间问题，地球是球体立体几何要学好
H表示正午太阳高度角。

对于北半球而言，H＝90°－(φ－δ)；

对于南半球而方，H＝90°－(δ－φ)。

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

这点离太阳直射点的纬度距离是0度
此时，（0°，120°e）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度

此时，这一点的太阳高度角为89°（涉及立体几何计算，我就不详细推导了）

聪明的你肯定知道，（1°s，120°e）与太阳直射点的纬度差也是1度

因此，当地的太阳高度角也是89°

同一时刻，下列各观测点，报告的太阳高度角度数如下：

南北纬2度（与太阳直射点相距2纬度）：88°（＝90°－2°）

南北纬3度（与太阳直射点相距3纬度）：87°（＝90°－3°）

南北纬10度（与太阳直射点相距10纬度）：80°（＝90°－10°）

南北纬30度（与太阳直射点相距30纬度）：60°（＝90°－30°）

南北纬80度（与太阳直射点相距80纬度）：10°（＝90°－80°）

南北纬90度（与太阳直射点相距90纬度）：0°（＝90°－90°）

但是，这个“纬度差”的计算可是有讲究的：

设太阳直射点纬度为θ°，观测点纬度δ°

如果θ与δ在同一半球，则“纬度差”为|θ-δ|（θ减δ差的绝对值）

如果θ与δ在异半球，则“纬度差”为θ＋δ

说起来好像很麻烦，其实只要脑袋里有个地球的模型就简单了

比如太阳直射点是北纬10°，观测点是北纬30°，纬度差当然是20°

如果太阳直射点是南纬10°，观测点是北纬30°，纬度差当然是40°

事实上，计算“正午太阳高度角”，根本就不要考虑“正午”这个因素

只要用90°减去观测点与太阳直射点的纬度差，得出的就是正午太阳高度角。