如何准确地计算太阳直射的角度 ?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/05 01:29:04
为了能在地球的个个角落,随时随地准确地计算出太阳直射地面角度,一直是个比较头疼的问题。 原因是太阳从东升至西落,及一年内太阳直射点的南北迁移,都给计算造成了麻烦。

因此,我们在计算过程中,要考虑以下两个重要因素:
1)节气的变更。
大家都知道,地球在太阳系中,以大约 30公里/秒 的速度,以地日重心为轴,做公转运动。 在周期 360 天的公转轨迹上,地球自身会出现南北倾斜现象,这便形成了大家所说的黄赤交角 23.5 度。 如:在 6月22日夏至,太阳会直射在北回归线上,北回归线所处纬度为 23.5 度 (在此也证明了,我们定义北回归线,是来标示太阳直射至北的纬线)。
那么,处于北纬 52 度的城市 “漠河”在6月22日夏至时的阳光直射角度如何计算 ?
此直射角度是否意味着,站在地平线上,以同样角度正好能看到太阳 ?
处于北纬 52 度的城市 “漠河”在12月22日东至时的阳光直射角度又如何计算 ?

2)时间的变化
太阳每天东升西至,我们能看见太阳的角度,也会随着时间的变化而改变。 这也给我们准确地计算太阳直射角度,带来了第二个难题。
还是以 处于北纬 52 度的城市 “漠河”为题。 在6月22日夏至 9:00 至 18:00 每一整点时刻,阳光直射角度如何计算 ?
在12月22日东至 9:00 至 18:00 每一整点时刻,阳光直射角度又如何计算 ?

我所出的这两组题目,难道了不少北大地球物理系的高级讲师,当然他们回答问题,是有30分钟时间限制的。 以此看来,他们在这方面的认知能力远远不如我们网上,地球物理学的爱好者们。 希望我们网上的高手,能尽快地回答这些难题,谢谢。

首先我想告诉你:地理上根本不存在"太阳直射的角度","阳光直射角度"这样的概念!
只有说“太阳高度”“正午太阳高度”的说法,太阳高度就是太阳相对于地平面的高度角。
不知道你所说的"太阳直射的角度","阳光直射角度"是不是就是说的“太阳高度”,如果是继续往下看,如果不是就当我没说。
第一题
第一问应该是90°-(52°-23.5°)=61.5°(正午太阳高度)
第二问还要你把握好角度,不要高度角和方位角同时都正确才能正好看到太阳,而你所说的角度,好像只包括了高度角。
第三问 冬至时,太阳直射南纬23.5°此时漠河的正午太阳高度应该是90°-(52°+23.5°)=14.5°

第二题
这题的确有点难,担不是在地理上难,而是在数学上难。
地理上一般计算的都是正午套样高度,而这个要求计算出每一正点的太阳高度。那就牵扯到立体几何上的东西,计算起来太麻烦。在此我就部一一计算了,如果还有什么需要反驳的可以给我留言。
如果你部知道怎么留言,那就算了~
还有你说这样的问题难道了不少北大地球物理系的高级讲师,我有点不相信。不管有多少时间限制,因为这个不是难题,只是很基本的东西~
不知道难道的是谁?

在地球上任何地点,只要有只表,有根竹竿,一根卷尺,就可知道当地经纬度。但表必须与该国标准时校对。
方法如下:
先算两分日
比如在中国某地,杆影最短时是中午13点20分,且杆长与影长之比为1,则可知该地是北纬45°(tgα=1),东经100°(从120°里1小时减15°,4分钟减1°)
杆长与影长之比需查表求α,这里用了特殊角。
再算两至日
经度的算法不变
纬度在北半球冬至α+23.5°,夏至α-23.5°
在任意一天加减修正值即可。
修正值算法:就是距两分或两至日的天数差乘以94/365.
比如今天是2月17日,与3月22日春分差33天,即太阳直射点在南纬
33×94/365=8.5°
所以今天正午时得到的纬度是(arctg