想知道太阳高度角怎么算?这个简单方法你一定要知道!
想知道太阳高度角怎么算这个简单方法你一定要知道
大家好我是你们的老朋友,今天咱们来聊一个既实用又有点酷的话题——太阳高度角的计算方法你可能觉得,这玩意儿是不是挺专业的,得靠什么高深的数学公式其实啊,别被吓着,咱们普通人也能轻松掌握一个简单的方法来计算太阳高度角这个方法简单到让你拍案叫绝,关键是,它真的管用你想想,咱们平时出门,是不是总想知道太阳在哪儿比如,夏天中午太阳最毒辣的时候,咱们得找阴凉地儿避一避;冬天呢,太阳高度角低,阳光暖暖的,正是晒太阳的好时候再比如,咱们搞园艺的,知道太阳高度角,就能给花草树木安排最好的光照时间甚至,一些户外运动爱好者,比如徒步、露营的,也得懂这个,不然太阳太大容易中暑,太阳太小又怕着凉所以啊,学会计算太阳高度角,不仅是个知识储备,更是个生活小技能,关键时刻能帮上大忙
第一章:什么是太阳高度角
咱们得先搞明白,啥叫太阳高度角简单来说,太阳高度角就是太阳光线跟地平线之间的夹角这个角度从0度开始算,太阳刚好在地平线上的时候是0度,太阳升到头顶正上方的时候是90度你想想,太阳从东边升起,慢慢往西边落,它离咱们头顶的距离是越来越近还是越来越远对,就是越来越近,所以太阳高度角是变化的
这个变化可不是瞎变的,它跟好几个因素有关首先是时间,一天之中,太阳高度角是不断变化的,早上刚升起的时候比较低,中午的时候最高,然后慢慢又降下去其次是地点,你在赤道边上,太阳几乎天天都直射你头顶,所以太阳高度角变化不大;你要是在北极圈,那太阳高度角变化就特别大,有时候甚至整天都在地平线以下(就是极夜)还有一个重要因素是季节,夏天太阳直射北半球,咱们这边的太阳高度角就比较高,阳光也特别强烈;冬天呢,太阳直射南半球,咱们这边的太阳高度角就低,阳光也显得温柔多了
科学家们早就研究透了这些规律比如,著名的天文学家托勒密,他在两千多年前就提出了一个计算太阳位置的模型,虽然现在看来有点粗糙,但当时可是相当厉害的后来,随着科技发展,天文学家们又提出了更精确的计算方法,比如利用三角函数来计算太阳高度角但这些方法对咱们普通人来说,可能有点复杂今天我要分享的这个简单方法,就是基于这些科学原理,但把复杂的东西简化了,让咱们不用搞太多数学,就能大概估算出太阳高度角
举个例子,假设现在是夏天中午,你在北京,你可以大致估算一下太阳高度角因为夏天太阳比较北,所以太阳高度角会比较高你可以想象,如果太阳正好在头顶上,那就是90度;如果太阳在正东或正西方向,那就是0度实际上一般情况下,夏天中午的太阳高度角可能都在70度到80度之间这只是一个大概的估算,具体还得看那天是夏天的第几天,因为太阳的轨迹也不是完全固定的但这个估算方法,足够咱们日常使用了
第二章:影响太阳高度角的因素
聊了这么多,咱们再深入聊聊,到底有哪些因素会影响太阳高度角主要有这么几个:时间、地点和季节前面已经提过时间,咱们再详细说说一天之中,太阳从东边升起,慢慢往西边落,这个过程中,太阳高度角是不断变化的刚升起的时候,太阳高度角很小,可能只有几度;慢慢升到中午,太阳高度角达到最大值;然后又慢慢往下降,最后落到西边,太阳高度角又变回几度,然后消失在地平线下这个变化是有规律的,咱们可以利用这个规律来估算太阳高度角
比如,早上7点左右,太阳刚升起,太阳高度角可能只有10度左右;中午12点左右,太阳高度角达到最大值,可能是70度到80度;下午5点左右,太阳快要落山了,太阳高度角又降到10度左右这个只是个大概的估算,具体还得看那天的日期和地点比如,如果是夏天的中午,太阳高度角就会更高;如果是冬天的中午,太阳高度角就会更低
地点也是一个重要因素你想想,赤道和北极,太阳高度角的变化是不是差别很大赤道附近的地区,太阳高度角变化不大,总是在60度到90度之间;而北极圈附近的地区,太阳高度角变化就特别大有时候,太阳会整天都在地平线以上(就是极昼),有时候会整天都在地平线以下(就是极夜)你在计算太阳高度角的时候,一定要考虑你所在的纬度
季节也是一个重要因素夏天太阳直射北半球,咱们这边的太阳高度角就比较高;冬天太阳直射南半球,咱们这边的太阳高度角就低这个规律咱们都知道,夏天阳光明媚,冬天阳光柔和,就是最好的证明你在计算太阳高度角的时候,也要考虑季节
除了这三个主要因素,还有一些次要因素,比如大气层的影响咱们知道,太阳光线要穿过大气层才能到达地面,而大气层并不是均匀的,有时候会有云层、雾霾等,这些都会影响太阳高度角比如,如果天上乌云密布,太阳光线会被遮挡,太阳高度角看起来就会更低你在计算太阳高度角的时候,也要考虑天气情况
科学家们早就研究透了这些规律比如,著名的天文学家开普勒,他提出了行星运动的三大定律,其中一个定律就是行星绕太阳的轨道是椭圆形的,而不是圆形的这个定律对计算太阳高度角很有帮助,因为行星(包括地球)绕太阳的轨道不是完美的圆形,所以太阳高度角的变化也不是完全固定的后来,天文学家们又提出了更精确的计算方法,比如利用三角函数来计算太阳高度角但这些方法对咱们普通人来说,可能有点复杂今天我要分享的这个简单方法,就是基于这些科学原理,但把复杂的东西简化了,让咱们不用搞太多数学,就能大概估算出太阳高度角
第三章:简单方法计算太阳高度角
好了,终于到了重头戏——简单方法怎么算太阳高度角其实啊,这个方法并不神秘,它就是利用了前面咱们说的那些影响因素,比如时间、地点和季节,通过一些简单的估算,就能得出一个大概的太阳高度角这个方法虽然不精确,但足够咱们日常使用了,而且计算起来超级简单,不需要什么高深的数学知识
咱们得知道一个基本规律:太阳高度角随时间变化是有规律的比如,早上7点左右,太阳刚升起,太阳高度角可能只有10度左右;中午12点左右,太阳高度角达到最大值,可能是70度到80度;下午5点左右,太阳快要落山了,太阳高度角又降到10度左右这个规律是基本不变的,不管你在哪里,只要是在白天,太阳高度角都是这样变化的
咱们得知道一个基本规律:太阳高度角随地点变化是有规律的比如,赤道附近的地区,太阳高度角变化不大,总是在60度到90度之间;而北极圈附近的地区,太阳高度角变化就特别大这个规律也是基本不变的,不管是什么季节,只要是在白天,太阳高度角都是这样变化的
咱们得知道一个基本规律:太阳高度角随季节变化是有规律的夏天太阳直射北半球,咱们这边的太阳高度角就比较高;冬天太阳直射南半球,咱们这边的太阳高度角就低这个规律也是基本不变的,不管是什么时间,只要是在白天,太阳高度角都是这样变化的
基于这三个基本规律,咱们就可以利用一个简单的公式来计算太阳高度角了这个公式是这样的:
太阳高度角 = 90度 - |纬度 - 太阳直射点纬度|
这个公式看起来有点复杂,其实很简单咱们得知道自己所在的纬度比如,北京大约在39度北纬,上海大约在31度北纬然后,咱们得知道太阳直射点纬度太阳直射点纬度是随着季节变化的,夏天直射北半球,冬天直射南半球具体来说,夏至时太阳直射北回归线(23.5度北纬),冬至时太阳直射南回归线(23.5度南纬)春秋分时,太阳直射赤道(0度)
咱们可以根据季节来估算太阳直射点纬度比如,夏天的时候,太阳直射点纬度就是23.5度北纬;冬天的时候,太阳直射点纬度就是23.5度南纬;春秋分的时候,太阳直射点纬度就是0度
举个例子,假设现在是夏天中午,你在北京北京的纬度是39度北纬,夏天太阳直射点纬度是23.5度北纬那么,太阳高度角 = 90度 - |39度 - 23.5度| = 90度 - 15.5度 =