太阳方位角的简介与计算公式

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sinH＝ sinφsinδ＋ cosφcosδcost上式就是求任意时刻太阳高度的三角公式其中,H是太阳高度角,φ是当地的地理纬度,δ是当日的太阳赤纬,t 是当时的太阳时角. 太阳时角(t) 计算公式:t=15×(ST-12) 其中ST为真太阳时，以24小时计。

注意的是，在中国地区，经常采用的是北京时间，不是当地时间(真太阳时)。

中国地域广阔，东西时差最大可达到4h，在进行日照分析时，应当采用当地时间。

真太阳时=北京时间+时差时差=(当地经度-120°)/15°太阳赤纬是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角. 太阳时角是太阳光照到地面的一点和地心的连线与当地正午时地、日中心连线分别在地球赤道平面上的投影之间的夹角.还有日期那就又涉及到太阳赤纬的计算了,太阳赤纬可以简单理解成直射点的纬度,不过北纬为正值,南纬为负值.任意日期的太阳赤纬角的计算公式是sinδ=0.39795cos[0.98563(N-173)] N为积日,就是日期在一年中的序号,比如1月1日是1,平年的12月31日是365.太阳时角就是太阳所处的位置与正午太阳位置之间的角度差.比如正午的太阳时角是0度,二分日日出时的太阳时角是90度.佛职院东门的经纬度：东经112.990291,北纬23.245673太阳高度角：sinH＝ sinφsinδ＋ cosφcosδcostsinH=0.39467447*0.39795cos[0.98563(N-173)]+0.91882102ꇌ1-{0.39795cos[0.98563(N-173)] }²cos [15*（T-12.46731393）] x=sinH ,H=arcsinx(反三角)。

T为北京时间（24时制），N为积日cosA = (sinh⊙sinφ- sinδ) ／cosh⊙cosφ其中: A 太阳方位角h⊙太阳高度角δ太阳赤纬φ当地纬度。

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）。

日出方位角的判断及计算纵观近年来各地的高考题和模拟试题，涉及日出方位角考查的题目不在少数，而这个知识点可以说是高中阶段自然地理的最难点之一，学生很难理解和掌握。

下面本文就这个问题进行具体的阐述。

日出方位角，即日出时，太阳所在方位与正东方向的夹角。

根据太阳视运动图(图1)，可知：太阳直射北半球时，除极昼、极夜区域外，全球太阳东北升西北落；太阳直射南半球时，除极昼、极夜区域外，全球太阳东南升西南落；直射赤道时，除南北极点外，全球太阳正东升正西落。

然而，不同纬度的日出方位角(日出方位偏离正东方的角度)到底多大？日出方位角与太阳直射点的纬度到底是什么关系？本文试图运用中学地理知识，定量研究一下日出方位角问题。

图2表示太阳直射北回归线的日照情况。

0号光线为直射北回归线的光线，光线①②③④⑤分别表示赤道、纬线圈A 、北极圈P 、纬线圈B 和南极圈Q 日出时刻光照情况。

过P 、Q图1 二分、二至日北半球(左)与赤道地区(右)太阳视运动示意图③c ′ c ′①② ②′④ ⑤ABN赤道P12 3abc d oc ′d ′一、赤道地区日出方位角的大小1、赤道夏至时的日出方位角的计算如图2，∵太阳直射北回归线∴∠1=23°26′辅助线ab与赤道共面，且在晨昏圈与赤道的交点a上与赤道相切。

直线ab与光线①的夹角为∠2又∵所有太阳光线均为彼此平行的射线，∴∠2=∠1=23°26′∠2=23°26′的地理意义：夏至时，赤道地区日出方位为东偏北23°26′。

2、推论：赤道地区日出方位角(日出方位偏离正东方的角度)的度数与太阳直射点的纬度度数相等。

赤道地区，冬至时太阳直射23°26′S，日出方位角为23°26′，日出方位为东偏南23°26′。

春秋分时太阳直射赤道，日出方位角为00，日出方位为正东。

二、其它纬度日出方位角的大小变化规律1、夏至日其它纬度日出方位角的计算如图2，辅助线cd、ef分别与纬线圈A、纬线圈B共面，且在地方时为6：00的经线与纬线圈A和纬线圈B的交点c、e处与纬线圈相切。

最近为了更精确地计算楼房的采光情况特意推导了一下太阳高度角和方位角的计算式，现在将得到的几个相关公式贴出来，希望对需要的人有所帮助。

（1）太阳直射点纬度的公式：太阳直射点的纬度为β（北纬β取正值，南纬β取负值），黄道面与赤道面的二面角为α（α即地理和天文中的“黄赤交角”，α的大小为23.5°），太阳在黄道上的点相对春分点的角度为ω（ω以下简称“黄道角”，一年中某天的ω角度可利用这天与春分日3月21日的天数差 n 表示，对平年近似算式为ω = 360°* n / 365 ，对闰年近似算式为ω= 360°* n / 366 ）。

直射点纬度δ，黄赤交角α，黄道角ω三者之间的关系为： sin(β) = sin (α) *sin(ω) ，利用该公式即可计算出太阳直射点的纬度。

（2）地球上某地任意时刻太阳高度角和方位角的计算：建立地心坐标系：Z 轴方向取从地心指向地轴北极的方向，X轴取赤道面与太阳直射经度线平面的交线方向，Y轴取赤道上位于 X轴东侧90°角的方向。

建立本地坐标系：z 轴取垂直地面指向正天顶的方向，x轴取正南方向，y轴取正东方向。

假设某地在地球上的纬度为θ（北纬θ取正值，南纬θ取负值），该地某时刻对应的时间角为φ（φ为当地经度与太阳直射经度之间的差值，φ每小时转过的角度为15°，φ的大小可以利用该时刻与当地正午时刻的时间差 t 表示，公式为：φ = 15°* t ，t 的单位为小时，上午 t 取负值，下午 t取正值），则地心坐标系与本地坐标系之间的转化关系为：x = X* sin(θ)*cos(φ) +Y*sin(θ)*sin(φ) - Z*cos(θ) ，y = - X*sin(φ) + Y*cos(φ) ，z = X*cos(θ)*cos(φ) + Y* cos(θ)*sin(φ) + Z*sin(θ) 。

设当天的太阳的直射点纬度为δ，则太阳直射点的位置矢量在地心坐标系中的表达式 S = cos(δ) * i + sin(δ) * k ，则由两个坐标系的转化关系可得到太阳直射点位置矢量在本地坐标系中的表达式为 S =[ cos(δ)*sin(θ)*cos(φ) - sin(δ)*cos(θ) ] * i +[ - cos(δ)*sin(φ) ] * j + [ cos(δ)*cos(θ)*cos(φ) +sin(δ)*sin(θ) ] * k 。

光伏板方位角计算公式
光伏板方位角计算公式如下：
方位角 = (一天中负荷的峰值时刻（24小时制）-12) × 15 + (经度-116)。

在这个公式中，经度是指光伏板所在地的经度，而纬度则是光伏板所在地的纬度。

然而，这个公式只适用于在北半球的情况下，对于南半球和其他复杂情况，可能有不同的计算方法。

此外，如果要计算光伏支架的高度，可以使用以下公式：H = (L tanα) / (tanβ - tanα)，其中H代表光伏支架的高度，L代表光伏支架距离太阳能电池板的距离，α代表太阳能电池板的倾斜角，β代表地面的坡度角。

请注意，这些公式仅供参考，实际应用中可能需要根据具体情况进行调整。

如果需要更精确的计算，建议咨询专业人士或使用专业的计算工具。

常用太阳角度太阳位置地球上某一点所看到的太阳方向，称为太阳位置。

太阳位置常用两个角度来表示，即太阳高度角b和太阳方位角a。

高度角太阳高度角是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，太阳高度角简称太阳高度(其实是角度)。

太阳高度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。

太阳高度角随着时角和赤纬角的变化而变化。

太阳赤纬（与太阳照射点纬度成正比）以δ则表示，观测地地理纬度用φ则表示（太阳赤纬与地理纬度都就是北纬为也已，南纬为负），时角以t则表示，存有太阳高度角的计算公式：sinh=sinφsinδ+cosφcosδcost日再升日落，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，正午时太阳高度角最小，时角为0，正午太阳高度角计算公式：h=90°-|φ-δ|谋当地纬度与太阳照射纬度之差。

在晨昏线上的各地太阳高度为0°，表示正经历昼夜更替；在昼半球上的各地太阳高度大于0°，表示白昼；在夜半球上的各地太阳高度小于0°，表示黑夜。

方位角太阳方位角为太阳方向的水平投影偏离南向的角度。

太阳方位角即为太阳所在的方位,指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角,可以对数地看做就是立起在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角.时角一个天体的时角则表示该天体与否通过了当地的子午圈（中天）。

其数值则则表示了该天体与当地子午圈的角距离，并借予时间的单位，以小时去计量（1ha=15度）。

比如，一个天体的时角就是2.5ha，就则表示他已经在2.5个小时之前通过当地的子午圈，并且在当地子午圈的西方37.5度的距离上。

负数则则表示在多少小时之后将通过当地的子午圈。

当然，当时角为0时的意思就是这个天体就在当地的子午圈上。

规定正午时角为0,上午时角为负值,下午时角为正值.地球自转一周360度,对应的时间为24小时,即每小时相应的时角为15度,每4分钟的时角为1度.同样就是9点,冬天和夏天的太阳高度相同,影子的边线就相同,因此方位角相同,但是时角就是一样的.赤纬角赤纬角，就是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角，与太阳照射点纬度成正比。

太阳方位角概念
太阳方位角是指太阳光线在水平面上的投影和当地子午线的夹角，它表示太阳在天空中的方位。

方位角以目标物的正北方向为起算方向，即0度。

其取值范围在0-360度，计算旋转方式为：以目标物为轴心，以目标物的北方向为起始点，按顺时针方向旋转一周，方位角逐步增大至360°。

太阳方位角一般是以目标物的北方向为起始方向，以太阳光的入射方向为终止方向，按顺时针方向所测量的角度。

例如，对于中国区域，早上太阳光从东边射来，中午太阳光从南边射来，傍晚太阳光从西边射来。

太阳方位角与纬度的关系：如何计算方位角
及根据纬度预测太阳高度
太阳方位角与纬度密切相关，了解它们之间的关系有助于我们更
好地预测太阳在不同地点、不同时间的高度和方向。

首先，我们需要了解什么是太阳方位角。

简单地说，太阳方位角
是指太阳相对于参照系的方位角度，也就是太阳相对于地球的位置关系。

通常使用北偏东（NNE）、正东（E）、南偏东（SSE）等向标表示。

太阳方位角与纬度之间的关系可以通过以下公式计算：tan A =
sin H / (cos H * sin φ - tan δ * cos φ)，其中A为太阳的方
位角，H为当地恒星时与太阳时角的差值，φ为纬度，δ为太阳赤纬角。

通过这个公式，我们就能够在不同地点和不同时刻计算出太阳的
方位角。

为了更好地预测太阳高度，我们还需要了解太阳高度角与纬度之
间的关系。

太阳高度角是指太阳与地平线的夹角，也就是太阳的仰角。

可以通过以下公式计算：sin h = sin φ * sin δ + cos φ * cos
δ * cos H，其中h为太阳高度角。

通过这个公式，我们就能够在不
同地点和不同时刻计算出太阳的高度角，从而预测太阳在不同地点的
高度和方向。

总之，太阳方位角与纬度之间存在着密切的关系，了解它们之间的计算公式可以帮助我们更好地预测太阳的位置、高度和方向，为我们的日常生活、旅游、建筑设计等提供参考和指导。

太阳高度角和太阳方位角太阳高度角简称太阳高度(其实是角度!)对于地球上的某个地点，太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角,专业上讲太阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角。

太阳高度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。

我们用h来表示这个角度，它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度。

太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。

太阳赤纬以δ表示，观测地地理纬度用φ表示，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零度，正午时太阳高度角最大。

正午时时角为0，以上公式可以简化为：sin H＝sin φ sin δ＋cos φ cos δ其中，H表示正午太阳高度角。

由两角和与差的三角函数公式，可得sin H＝cos(φ－δ)因此，对于北半球而言，H＝90°－(φ－δ)；对于南半球而方，H＝90°－(δ－φ)。

还是举个例子来推导，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当然是0度啦（因为就是自己嘛）此时，（0°，120°e）的太阳高度角就是90°（因为直射它嘛）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°！right！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。