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太阳高度角地计算

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φ=39°48′、φ=34°18′、 φ=31°10′、φ=30°19′、临海φ=28°51′、φ=26°05′、台北φ=25°20′、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

h下午1时=35°44′

则临海冬至日上午11时和下午1时的太阳高度角为35°44′；

客流监测系统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′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos30°=－0.1920+0.8033×0.8660=－0.1920+0.6957=0.5037

h下午2时=30°15′

则临海冬至日上午10时和下午2时的太阳高度角为30°15′。

今列冬至日各纬度各时次的太阳高度角表于下，见表－1

表－1 冬至日各纬度各时次的太阳高度角表

纬度（北纬度）	正午时刻太阳高度角	11时和13时太阳高度角	10时和14时太阳高度角	9时和15时 aa183太阳高度角	8时和16时太阳高度角
20	46°33′	44°09′	37°38′	28°18′	17°10′
25	41°34′	39°25′	33°30′	24°49′	冰铲14°20′
30	36°33′	34°39′	29°17′	21°17′	10°02′
35	31°34′	29°51′	25°00′	17°39′	8°29′
40	26°33′	25°01′	20°39′	13°57′	5°29′
45	21°33′	20°12′	16°17′	10°13′	2°28′
50	16°34′	15°21′	11°53′	6°26′

二、太阳赤纬δ求算公式

δ(n)=0.0063218－0.4057476cos（ +0.1532310）

－0.0058798 cos（ +0.2070988）

－0.0032334 cos（ +0.6201293）……（2）

式中n为一年中某日的日期序数，所求的太阳赤纬是个平均值，单位是弧度，实际使用时应化为度才是。日常使用中，太阳赤纬δ一般可查阅太阳赤纬表所得，也可从地球仪上的黄道线上所标的日期所在位置读取纬度数值所得，不需另行计算，今列24节气所在日的太阳赤纬δ值于下，见表－2。

表－2 二十四节气所在日的太阳赤纬δ值

聚乙烯醇树脂

节气	月、日	δ	节气	月、日	δ	节气	月、日	δ	节气	月、日	δ
冬至	12.22-23	-23°27′	春分	3.20-21	0°00′	夏至	6.21-22	23°27′	秋分	9.23	0°00′
小寒	1.6	-22°35′	清明	4.5-6	6°01′	小暑	7.7-8	22°35′	寒露	10.8-9	-6°01′
大寒	1.20-21	-20°05′	谷雨	4.20-21	验光组合 11°30′	大暑	7.23	20°05′	霜降	10.23-24	-11°30′
立春	2.4-5	-16°15′	立夏	5.5-6	16°23′	立秋	8.7-8	16°15′	立冬	11.7-8	-16°23′
雨水	2.18-19	-11°22′	小满	5.20-21	20°11′	处暑	8.23-24	11°22′	小雪	11.22-23	-20°11′
惊蛰	3.5-6	-5°50′	芒种	6.5-6	包装箱制作 22°37′	白露	9.7-8	5°50′	大雪	12.7-8	-22°37′