太阳方位角计算

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）。

太阳辐射怎么计算在太阳能利用工作中,太阳辐射计算十分重要。

为了帮助读者掌握太阳辐射计算方法,我们请长期从事太阳辐射研究工作的中国气象科学研究院王炳忠研究员编写了《太阳辐射计算讲座》,供大家学习、参考。

1 日地距离地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的,太阳位于椭圆两焦点中的一个。

发自太阳到达地球表面的辐射能量与日地间距离的平方成反比,因此,一个准确的日地距离值R就变得十分重要了。

日地平均距离R0,又称天文单位,1天文单位=1.496×108km或者,更准确地讲等于149597890±500km。

日地距离的最小值(或称近日点)为0.983天文单位,其日期大约在1月3日;而其最大值(或称远日点)为1.017天文单位,日期大约在7月4日。

地球处于日地平均距离的日期为4月4日和10月5日。

由于日地距离对于任何一年的任何一天都是精确已知的,所以这个距离可用一个数学表达式表述。

为了避免日地距离用具体长度计量单位表示过于冗长,一般均以其与日地平均距离比值的平方表示,即ER=(r/r0)2,也有的表达式用的是其倒数,即r0/r,这并无实质区别,只是在使用时,需要注意,不可混淆。

我们得到的数学表达式为ER=1.000423+0.032359sinθ+0.000086sin2θ-0.008349cosθ+0.000115cos2θ(1)式中θ称日角,即θ=2πt/365.2422 (2)这里t又由两部分组成,即t=N-N0 (3)式中N为积日,所谓积日,就是日期在年内的顺序号,例如,1月1日其积日为1,平年12月31日的积日为365,闰年则为366,等等。

N0=79.6764+0.2422×(年份-1985)-INT〔(年份-1985)/4〕(4)2 太阳赤纬角地球绕太阳公转的轨道平面称黄道面,而地球的自转轴称极轴。

极轴与黄道面不是垂直相交,而是呈66.5°角,并且这个角度在公转中始终维持不变。

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）。

arcgis 太阳辐射计算公式
ArcGIS软件中太阳辐射计算通常涉及到太阳高度角和太阳方位角的计算。

太阳高度角是指太阳在天空中的位置，而太阳方位角则是指太阳在地平面上的位置。

这两个参数可以用来估算太阳辐射的强度。

太阳高度角的计算公式可以用如下的方式表示：
sin(δ) = sin(φ) sin(θ) + cos(φ) cos(θ) cos(H)。

其中，δ表示太阳高度角，φ表示观测点的纬度，θ表示太阳赤纬，H表示太阳时角。

太阳方位角的计算公式可以用如下的方式表示：
cos(α) = (sin(δ) sin(φ) sin(θ)) / (cos(δ)
cos(φ))。

其中，α表示太阳方位角。

在ArcGIS中，可以通过使用内置的工具或者编写自定义的脚本来实现太阳辐射的计算。

一般来说，这些计算公式会结合地理空间数据，比如地形、太阳轨迹等信息，来进行太阳辐射的空间分布模拟和分析。

总的来说，太阳辐射计算涉及到复杂的天文和地理信息计算，需要综合考虑地球的自转、公转、赤道倾斜等因素，而ArcGIS作为专业的地理信息系统软件，提供了丰富的工具和功能来进行太阳辐射计算和分析。

希望这个回答能够帮助到你。

日期时间和当地经纬度计算太阳天顶角和方位角太阳天顶角和方位角是与太阳相关的重要概念，通过日期、时间和当地的经纬度可以计算得出。

这两个概念在航海、天文学以及可再生能源等领域有着广泛的应用。

接下来，我将详细介绍如何通过日期、时间和当地经纬度来计算太阳天顶角和方位角。

首先，我们需要了解一些基本概念。

1. 太阳天顶角（Solar Zenith Angle）：太阳天顶角是指太阳光线与垂直于地球表面的直线之间的夹角。

太阳天顶角越小，太阳光线越垂直于地球表面，到达地面的能量越大。

2. 方位角（Azimuth Angle）：方位角是指太阳光线在地平面上的方向角度。

0度表示正北方向，90度表示正东方向，180度表示正南方向，270度表示正西方向。

接下来，我们来讨论如何通过日期、时间和当地经纬度来计算太阳天顶角和方位角。

1. 计算太阳时角（Solar Hour Angle）：太阳时角是指太阳在当地经度上的角度，以正午为0度。

太阳时角的范围在-180度到180度之间。

太阳时角的计算公式如下：太阳时角=(时差+当前时间的时角)-(当地经度/15)其中，时差是指太阳时角和平太阳时角之间的差异，可以通过经纬度和日期来计算得出，具体的计算公式可以参考天文学的相关文献或者使用计算工具进行计算。

当前时间的时角的计算公式如下：当前时间的时角=15*(当前时间-12)注意，这里的时间以24小时制表示。

2. 计算太阳的高度角（Solar Altitude Angle）：太阳的高度角是指太阳光线与地平面的夹角。

太阳高度角的计算公式如下：太阳高度角 = arcsin(sin(纬度) * sin(太阳赤纬) + cos(纬度) * cos(太阳赤纬) * cos(太阳时角))其中，纬度是指当地的纬度，太阳赤纬是根据日期和时间计算得出的赤纬。

3. 计算太阳的方位角（Solar Azimuth Angle）：太阳的方位角是指太阳光线在地平面上的方向角度。

求太阳升起的方位角广东省佛山市顺德区一中刘华新太阳从何方升起，这似乎是一个再简单不过的问题，一般人会不假思索地回答是从东方升起。

从总体上来说，这也是对的，但是这种情况只能是说从全年的平均情况看是这样的。

对于我们有了一定的地理知识，特别是有了地球运动、地平圈、方位角、天球概念有关知识的人来说就不能简单地这么认为了。

实际上在不同的季节、不同的纬度，太阳升起的方位角是不同的，不一定是从正东方升起。

在夏季时，较高纬度地区太阳可以从东偏北50°到60°甚至更高角度升起，在西偏北同样的角度落下；冬季时可以从东偏南50°或者更多升起，在西偏南50°或以上落下。

这时候我们还能说太阳是从东方升起吗？显然不能这么说。

所以我们在夏天时可以说：“一轮红日从东北方升起，在西北方落下”。

那么怎样来准确计算太阳升起的方位角呢？这里我们来推导一个计算公式，把地理概念和数学中的立体几何知识结合起来就不难解决这个问题了。

例：当太阳直射北纬20度时，求北纬30度地区太阳升起的方位角。

具体解决这个问题我想可以通过下面的8个步骤来解决和说明（1）我们可绘如下的图图一设观测者在北纬30度线上的某一点A点上，则D圈为A点所在的地平圈（注意地平圈一定与观测点A点到地心O的连线是垂直的，另外由图中可看出地平圈与赤道平面的夹角即二面角为60度）。

地平圈和赤道（这里理解为天赤道）的交点E为正东方（东点）、交点W为正西方（西点）。

另外，N为正北、S为正南、O为地心。

（2）还是见上面的图（图一），设地平圈与北纬20°的交点为B。

由于太阳直射在北纬20°线上，随着地球的自转，总有一刻太阳会直射到B点，光线同时指向地心O，太阳和地平圈在同一平面上，这时候A点的人太阳刚好可看到太阳升起。

（为什么这样说呢？这里我们要引入天球的概念，地平圈和赤道都无限延伸与天球面相交，在天球尺度上，地球可以认为是一个点，位于天球的中心。

太阳高度角是指太阳离地平面的角度，对于日出和日落来说，太阳高度角等于0度。

太阳高度角的变化主要受到地球自转轴的倾斜度（地轴倾角）的影响，地轴倾角约为23.5度。

地球公转轨道的椭圆度也会对太阳高度角产生一定的影响。

在一年中，太阳高度角的变化是周期性的。

在春分和秋分的时候，太阳高度角在正午达到最大值，约为90度减去地轴倾角。

而在冬至和夏至时，太阳高度角在正午达到最小值，约为90度加上地轴倾角。

此外，在赤道附近的地区，太阳高度角的变化更加平缓，而在极地附近的地区，太阳高度角的变化更加剧烈。

计算两个显而易见的日期，即夏至和冬至的太阳高度角。

夏至时，太阳直射点位于北回归线上，即北纬23.5度，此时太阳高度角最大，约为90度加上地轴倾角23.5度，即113.5度。

相应地，冬至时，太阳直射点位于南回归线上，即南纬23.5度，此时太阳高度角最小，约为90度减去地轴倾角23.5度，即66.5度。

除了太阳高度角，太阳的方位角也会随着季节而变化。

太阳方位角是指太阳相对于观察者的位置，通常用正东方向为0度，正南方向为90度，正西方向为180度，正北方向为270度。

太阳方位角的计算需要考虑地球自转和公转的影响，以及观察者所在的经度和纬度。

在一年中，太阳方位角的变化也是周期性的。

在春分和秋分的时候，太阳方位角在正午达到最大值，即正南方向。

而在冬至和夏至时，太阳方位角在正午达到最小值，即正北方向。

此外，观察者所在的经度也会对太阳方位角产生影响，比如位于东经120度的观察者，在夏至时，太阳在正午的方位角约为80度，而在冬至时，太阳在正午的方位角约为160度。

为了计算太阳高度角和方位角的变化范围，可以采用数学模型和计算工具，如天文学软件或在线计算器。

这些工具可以根据地球自转、公转和观察者所在位置的参数，计算出太阳高度角和方位角在一年中的变化。

通过观察和分析计算结果，我们可以得出太阳高度角和方位角的最大值和最小值，以及变化的趋势。

太阳方位角/高度角计算公式2014/4/14Micheal-Yang1. 太阳高度角sinHs sin sin cos cos cost ϕδϕδ=⋅+⋅⋅式中，表示太阳高度角，表示地理纬度，表示太阳赤纬，表示时角。

(太阳赤纬和时角的概念请自行百度。

)由式中可见，地理纬度，还需要求太阳赤纬和时角。

太阳赤纬和时角的求法见下。

2. 太阳方位角()()/cosAs sinHs sin sin cosHs cos ϕδϕ=⋅−⋅式中，表示太阳高度角，表示地理纬度，表示太阳赤纬。

3. 太阳赤纬设太阳赤纬为delta ，有：delta(deg)=[0.006918-0.399912cos(b)+0.070257sin(b)-0.006758cos(2b)+0.000907sin(2b)-0.002697cos(3b)+0.00148sin(3b)](180/pi)其中delta 的单位为度(deg)；pi=3.1415926为圆周率；b(deg)=360N/365，单位为度(deg)； N 为日数，自每年1月1日开始计算。

4. 时角时角由太阳时求得。

太阳时角在正午时约为零，上午为负，下午为正，日出时约为-90°，日没时约为90°。

平均每小时时角变化15°。

太阳时角t = ( 真太阳时(called True Time) - 12 ) * 15°我们知道，一般情况下，我们的时钟显示12:00时，太阳并没有位于正中间，这是因为我们的时钟时间(也叫“平太阳时”)与真太阳时有一定的偏差，而真太阳时的12:00正是太阳位于正中，即方位角为0的时间。

真太阳时=平太阳时+真太阳时时差。

还有一点我们要注意，由于我国全国使用的都是“北京时间”，因此在计算真太阳时时，还要计算由于经度不同带来的时差。

虽然是“北京时间”，但“北京时间”是根据东经120°测得的，因此计算时差时，要以东经120°为标准。

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。

太阳方位角计算公式是什么太阳方位角计算公式是什么太阳方位角是太阳所在的方位，有很多的高中生不知道太阳方位角的计算方法。

下面是店铺为你精心推荐的太阳方位角计算公式的内容，希望对您有所帮助。

太阳方位角计算公式太阳高度角hs：sinhs=sinφ·sinδ+cosψ·cosδ·cosΩ式中 hs-太阳高度角φ-地理纬度δ-赤纬Ω-时角2,求太阳方位角AsCOSAs= sinhs·sinψ-sinδ/(coshs·cosψ)As-太阳方位角太阳方位角的测定方法对于中国区域，早上太阳光从东边射来，中午太阳光从南边射来，傍晚太阳光从西边边射来，早上的太阳方位角在90°左右(但一年当中，有一定的角度范围变化)，正中午的太阳方位角在180°(正南方)，傍晚的太阳方位角在270°左右(但一年当中，有一定的角度范围变化)。

例如北京处在北纬约40°，一年中，早上的.太阳方位角变化量约为90°±31°。

对于陆地卫星系统而言，如美国的Landsat TM/ETM+，该卫星的过境(中国)时间大概是早上到中午之间，因此其太阳方位角一般在0°和90°之间。

对于地球上任何位置，当太阳处于春分点或秋分点，即太阳赤纬是0°的时候，初升的太阳方位角是90°整，正午太阳方位角是180°，落日的时候太阳方位角是270°。

对北半球而言，当太阳赤纬大于0°的时候太阳从东偏北方向升起，此时太阳方位角小于90°，中午180°，落日时太阳方位角大于270°。

当太阳赤纬小于0°的时候太阳从东偏南方向升起，此时太阳方位角大于90°，中午180°，落日时太阳方位角小于270°。

日地距离计算公式地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆两焦点中的一个。

太阳方位角变化规律一、引言在地球上，太阳是我们最重要的能量来源之一。

太阳方位角是指太阳在地平面上的位置与正南方向之间的夹角。

太阳方位角的变化规律对于许多领域都具有重要意义，如太阳能利用、天文观测、导航等。

本文将探讨太阳方位角随时间的变化规律，并分析其影响因素和应用。

二、太阳方位角的基本概念在地球上的任意一个位置，在一天中不同的时间，太阳的位置是不同的。

太阳方位角是用来描述太阳位置的参数之一。

太阳方位角的单位通常以度数来表示，其中正南方向为0度，正西方向为90度，正北方向为180度，正东方向为270度。

三、太阳方位角的变化规律太阳方位角的变化规律主要受到以下几个因素的影响：1. 季节的影响随着季节的变化，太阳方位角也会不断变化。

在春分和秋分时，太阳直射赤道，此时太阳方位角在正南方向上。

在夏至时，太阳在北回归线上，太阳方位角在正北方向上。

在冬至时，太阳在南回归线上，太阳方位角在正南方向上。

因此，随着季节的变化，太阳方位角也会相应改变。

2. 时间的影响在一天中不同的时间，太阳方位角也会发生变化。

在中午时分，太阳的位置最高，太阳方位角在正南方向上。

在早晨和傍晚时分，太阳的位置较低，太阳方位角在东方或西方。

而在夜间，太阳方位角无法测量，因为太阳已经下山。

3. 纬度的影响地球上不同纬度的地区，太阳方位角也有所不同。

在赤道附近的地区，太阳方位角变化不大，基本在正南方向上。

而在极地地区，太阳方位角变化非常大，甚至出现极夜和极昼的现象。

四、太阳方位角的计算方法太阳方位角的计算方法主要有几种，其中比较常用的是太阳高度角和方位角的计算方法。

太阳高度角是指太阳光线与地平面夹角，可以通过观测太阳的仰角来计算。

太阳方位角可以通过太阳高度角和太阳时角的计算来获得。

太阳时角是指太阳与地球表面上某一点的子午线（正南北方向）之间的夹角，可以通过观测太阳通过地方子午线的时间来计算。

五、太阳方位角的应用太阳方位角的变化规律在许多领域都有广泛的应用，以下是其中一些常见的应用：1. 太阳能利用太阳能是一种清洁、可再生的能源，通过利用太阳能可以发电、供热等。

太阳位置求算公式与计算举例默认分类2022-11-14 21:04:44阅读393评论2 字号：大中小订阅太阳位置求算公式与计算举例杨齐聪在新农村建设和城市高楼群落的规划设计中，为了解决土地采用率与满意采光通风最低要求的冲突，常会遇到各幢楼房各部位的采光时间和日墙方位角的计算。

太阳位置可由太阳高度角hs和方位角as打算，依据球面三角基本公式可得：一、太阳高度角hs求算公式Sinhs=sinδsinφ+cosδcosφcosω (1)式中δ为太阳赤纬，表示太阳光线与地球赤道面的夹角，一年四季每天都在变动着，冬至B δ=-23o27,,春分日和秋分日δ=0°,夏至日5二23。

27'；φ为测点纬度,如北京φ=39°48'∖西安φ=34°18;上海φ=31o10∖杭州φ=30°19;临海φ=28°51'∖福州φ=26°05'∖台北φ=25°20'∖广州φ=23°08∖3为太阳时角，以当地正午为0。

，上午为负，每小时一15。

，下午为正，每小时+15。

，ω在赤道面上每小时变化为=15°, 3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3=0°将5=—23°27'、φ=30∖ 3=0。

代入(1)式得Sinh !E^=sin(-23027,)sin300+cos(-23027,)cos300cos00=-0.3979×0.5+0.9175×0.8660×1=-0.19895+0.79456=0.5956h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=15o得Sinh 下午 1 0'J =sin(-23o27,)si∩3O o+cos(-23o27,)cos3O o cos15°=-0.19895+0.79456×0.9659=-0.19895+0.7675=0.5685h下午1时二34°39'则北纬30。

求太阳升起的方位角太阳从何方升起，这似乎是一个再简单不过的问题，一般人会不假思索地回答是从东方升起。

从总体上来说，这也是对的，但是这种情况只能是说从全年的平均情况看是这样的。

对于我们有了一定的地理知识，特别是有了地球运动、地平圈、方位角、天球概念有关知识的人来说就不能简单地这么认为了。

实际上在不同的季节、不同的纬度，太阳升起的方位角是不同的，不一定是从正东方升起。

在夏季时，较高纬度地区太阳可以从东偏北50°到60°甚至更高角度升起，在西偏北同样的角度落下；冬季时可以从东偏南50°或者更多升起，在西偏南50°或以上落下。

这时候我们还能说太阳是从东方升起吗？显然不能这么说。

所以我们在夏天时可以说：“一轮红日从东北方升起，在西北方落下”。

那么怎样来准确计算太阳升起的方位角呢？这里我们来推导一个计算公式，把地理概念和数学中的立体几何知识结合起来就不难解决这个问题了。

例：当太阳直射北纬20度时，求北纬30度地区太阳升起的方位角。

具体解决这个问题我想可以通过下面的8个步骤来解决和说明（1）我们可绘如下的图图一设观测者在北纬30度线上的某一点A点上，则D圈为A点所在的地平圈（注意地平圈一定与观测点A点到地心O的连线是垂直的，另外由图中可看出地平圈与赤道平面的夹角即二面角为60度）。

地平圈和赤道（这里理解为天赤道）的交点E为正东方（东点）、交点W为正西方（西点）。

另外，N为正北、S为正南、O为地心。

（2）还是见上面的图（图一），设地平圈与北纬20°的交点为B。

由于太阳直射在北纬20°线上，随着地球的自转，总有一刻太阳会直射到B点，光线同时指向地心O，太阳和地平圈在同一平面上，这时候A点的人太阳刚好可看到太阳升起。

（为什么这样说呢？这里我们要引入天球的概念，地平圈和赤道都无限延伸与天球面相交，在天球尺度上，地球可以认为是一个点，位于天球的中心。

图中的观测点A可以认为就在地平圈的中心点，也就是图中地心O点。

卫片像元太阳高度角和方位角的计算原理与方法## 太阳高度角和方位角的计算原理及方法1. 计算原理太阳高度角（Solar Altitude Angle），是指太阳在地球表面的任何地点的本初子午圆与地平面的交点的夹角。

它可以用度量表示，单位是度，通常用符号α表示，它的取值范围是0°～90°，当α=0°时表示此时太阳位于地平线正下方（此时太阳在地平面的任意方向的夹角都是180°），而当α=90°时表示此时太阳处在天空的正上方（此时太阳在地平面的任意方向的夹角都是0几何），太阳高度角是非常重要的天文量，它表示太阳在天空相对位置或高度。

太阳方位角（Solar Azimuth Angle），是指以南北为中轴线，太阳高度角α所在的本初子午圆与地平面的交点的顺逆时针转过太阳测得的角度。

它可以用度量表示，单位是度，通常用符号β表示，它的取值范围是0°～360°，当β=0°或360°时，表示太阳所在的子午圆以东为起点，顺时针旋转一圈360°，而当β=90°时，表示太阳所在的子午圆以南为起点，顺时针转过90°，以逆时针方向延伸为360°，以此类推。

太阳方位角表示太阳在天空的水平位置方向。

2. 计算步骤（1）确定时间及地理位置求解太阳在卫片像元的高度角和方位角需要知道时间和地理位置，时间可以任意指定，可采用当地时间或UTC时间，UTC时间是指国际历法时间，UTC与北京时间有8小时的时差，时区通常以公里数（Km）为指定单位，称为时差（Time Offset）；而地理位置可以指定具体的球坐标（经纬度）。

（2）计算与太阳有关的天文参数太阳高度角和方位角的计算需要太阳的准昼点时间（Solar Noon Time）、太阳视黄经（Solar Apparent Longitude）及太阳的偏心角（Solar Eccentricity）等参数。

日出方位角的判断及计算（教育相关）预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制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太阳视运动示意图③c ′ c ′①②②′④ ⑤AN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。

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。

关于太阳（卫星）天顶⾓，太阳⾼度⾓，太阳⽅位⾓⽆论在摄影测量还是在定量遥感领域经常会和这三个⾓度打交道，尤其是在辐射传输理论中很多公式的推导和结果中⽼是出现θ，h，δ等形式的三⾓函数。

在参考百科知识和⼏篇博⽂的基础上，稍微具体地整理下三者的区别、联系和计算⽅法。

1.天顶⾓(Zenith Angle)天顶⾓指光线⼊射⽅向和天顶⽅向的夹⾓，有个英⽂解释地挺好的：The zenith angle is the angle between the zenith line(pointing straight up) and the direction to the sun (Satellite)。

L p为天空p点的亮度; L z为天顶亮度; ε为天顶与p点间的⾓度；Z0为太阳的天顶⾓；δ为太阳与天空p点间的⾓度(以弧度计)2.太阳⾼度⾓（Solar Elevation Angle）太阳⾼度⾓指太阳光的⼊射⽅向和地平⾯之间的夹⾓，简称太阳⾼度（物理含义为⾓度）。

其是决定地球表⾯获得太阳热能数量的最重要因素。

其中太阳⾼度⾓和太阳天顶⾓互为余⾓。

3.太阳⽅位⾓（Solar Azimuth Angle）⽅位⾓是以⽬标物的正北⽅向（与同⼀地理分区/分带内所在中央⼦午线的北⽅向相同）为起算⽅向，即0度。

其取值范围在0-所谓⽅位⾓太阳⽅位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°。

因此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。

⽽正常来说，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，傍晚太阳光从西边边射来，早上的太阳⽅位⾓在90°左右（但⼀年当中，有⼀定的⾓度范围变化)，正中午的太阳⽅位⾓在180°（正南⽅)，傍晚的太阳⽅位⾓在270°左右(但⼀年当中，有⼀定的⾓度范围变化)。