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正午太阳高度

从太阳直射点地(此处为90°)所在纬度向南北递减,减少的度数等于当地地理纬度与直射点纬度之差(一南纬、一北纬地区的差,为其数值之和)。 [1]

由于太阳直射点南北回归线之间移动,所以:

1、在回归线之间的地区,一年有两次太阳直射机会,此时正午太阳高度最大,为90°。太阳直射南北回归线时出现极小值。其中除赤道两个极小值都是最小值外,其它地区以太阳直射另一半球回归线时最小。

2、在回归线之上的地区,一年有一次太阳直射机会,分别是夏至冬至

3、在回归线之外的地区,可含南北回归线,在太阳直射本半球回归线时最大,直射另一半球回归线时最小。

例如,北京约在北纬40°,在北半球夏至,太阳直射北回归线,此时这里的正午太阳高度最大,约为73.5°;在冬至,太阳直射南回归线,此时这里的正午太阳高度最小,约为26.5°。

因为地球的公转致使一年内太阳在地球的直射点在南北回归线之间往复一次。以北半球北回归线穿过的地区为例:一年中当太阳光直射北回归线时,正值我国北方的夏至节气,正午太阳在头顶正上方,即太阳高度角为90°,为一年中的最大值;当太阳光直射南回归线时,正值我国北方的冬至节气,此时的太阳高度角为43°,为一年之中的最小值。由于地球自转,产生了太阳的视运动现象(东升西落),即太阳高度的日变化。

由于地球公转,使太阳直射点南北移动,从而产生了正午太阳高度的纬度变化和季节变化现象。

太阳直射点以一年为周期在南北回归线之间移动。夏至日太阳直射北回归线(北纬23°26'),北回归线以北正午太阳高度达到最大,整个南半球正午太阳高度达到最小。冬至日太阳直射南回归线(南纬23°26'),南北情况与夏至时相反。其余时间是这两个状态的过渡。

黄赤交角的存在:因为每天正午的太阳高度角最大.黄赤交角使太阳直射点南北移动,随季节的变化而改变,正午是一天中太阳最高的时刻。 这个最高的高度随季节变化。冬至的时候北半球最低,正午的太阳能从向南的窗户射进大半间屋子,夏至的时候只照进窗台一点点。 这个最高的高度还和你所在的纬度有关。如果你在北回归线上,北纬23度26分,夏至时分正午的太阳在头顶上,它的高度是90度;再往北,随纬度升高,正午时分太阳的高度越低。

概念:是指赤道平面(过地心并与地轴垂直的平面)与黄道平面(地球公转轨道面)的夹角,度数23度26分。

某一地区的正午太阳高度角的大小,决定了该地的太阳辐射量的多少,那么,一个地区的正午太阳高度角是否可计算出来呢?

我们已经知道,地球绕太阳公转,由于地轴的倾斜,地轴与轨道平面始终保持着大概66°34′的夹角,这样,才引起太阳直射点在南北纬23°26′之间往返移动,并决定了太阳可能直射的范围:春,秋分日,太阳直射赤道---即直射点的纬度为0°;冬至日,太阳直射南回归线--即直射点的纬度为23°26′S;夏至日,太阳直射北回归线--即直射点的纬度为23°26′N。如果某地的纬度已经知道,依据下面的公式就可以计算出此地的太阳高度。

H=90°-| 纬差|(纬差是指某地的地理纬度与当日直射点所在纬度之间的差值)

例如:A地的纬度为40°N,求A地夏至日的正午太阳高度。

夏至日太阳直射的纬度为23°26′N,与A地的纬度差=40°-23°26′=16°34′,那么H=90°-16°34′=73°26′。

如果求A地冬至日的正午太阳高度。冬至日太阳直射的纬度为23°26′S,与A地的纬度差=40°+23°26′=63°26′,那么H=90°-63°26′=26°34′。

计算公式:

H=90°-(α-β)

*α为太阳直射点的纬度,β为所求纬度(北纬取正值,南纬取负值)

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