阳光倾角研究

一、 太阳阳光照射倾角的相关概念

(一)太阳高度倾角

太阳高度倾角：太阳高度倾角是指在地球任意一个地点，太阳光线的射线与地平面之间所形成的角度，确切的说是太阳光线的射线与这个地点的切线所形成的角即为太阳高度倾角（如图1）。在很大程度上太阳高度倾角决定了地面获得太阳能的多少。

图1 太阳高度倾角

(二)阳光照射倾角

阳光照射倾角射倾角的规律是遵早晨日出时，太阳地球自转，太阳高到大也达到了一天阳高度倾角。随后，中午到黄昏。

图2 太阳运动轨迹

的运动轨迹

的运动轨迹，太阳每天的照循着太阳运动轨迹（如图2）的阳光倾角角度最小，随着度角慢慢由小变大从小变化的最大值也即所谓的正午太再由大慢慢的变化到小即从

(三)太阳直射点

太阳直射点地球地表的角度的中心与地球的切的切线点。太

即太阳光线射入地球，与为90度的地方。是太阳中心连线和地球地表相阳直射点所在的地方点

为正午12时。活动规律（如图3）在春分日即3月21日前后太阳直射点在赤道附近（0°），至北移到北回归线（23°26＇N），此时为夏至即6月22号前后。随后由北至南运动，移动到赤道附近（0°）此时为秋分即9月23日前后。最后移动到南回归线附近（23°26＇S），此时为12月22日前后。此后，继续由南向北如此循环运动。太阳直射点的移动引起地球各地的获得的阳光热量在一年四季中变化，白昼与夜晚的时间也由长变短或由短变长，此消彼长。

图3 太阳直射点移动轨迹 二、 太

阳阳光照射倾角运动的相关规律

太阳高度倾角在晨昏线上等于0°地球白昼的一半太阳高度倾角大于0°，地球夜晚的一半太阳高度倾角小于0°即看不到太阳。太阳直射点所在的纬线为90°即此时地球白昼一半最大的太阳高度倾角。太阳高度倾角沿着南北两边递减，太阳高度角随着纬度的变化而变化，在同半球纬度变化1度太阳高度角减少1度，在异半球也是如此。因此，知道了某一时刻太阳直射点所在的纬度即可推测出任意一个地方所在地同一时刻的太阳高度角。由此我们可以推出公式2-1。

其中H为太阳阳光倾角，为阳光直射点所在的纬度，为所求地方的纬度。90°减去两者的纬度差取绝对值，即为所求地方的太阳高度角。需要注意的是，如果直射点与所求的地方在地球同一半球，则两个地方的纬度相减求出来的纬度差取绝对值。如果直射点与所求地方在地球的不同一半球，则两个地方的纬度相加。例如，此时太阳直射点在北纬20°，求北纬30°此时的太阳高度角是。套用公式2-1，为北纬20°，为所求地方的纬度即北纬30°两者纬度之差为-10°由于同在北半球取其绝对值为10°那么，北纬30°的太阳高度角即为H=90°-10°为80°如果此时，太阳高度角直射点在南纬20°要求出北纬30°的阳光高度角也是套用公式2-1，为南纬20°，为所求地方的纬度即北纬30°由于两个地方处在地球的不同半球故两者相加即20°+30°得出50°那么，北纬30°的太阳高度角即为H=90°-50°为30°当然，即便不知道此时太阳所在直射点的纬度亦可通过日期计算出太阳所在的纬度，经而推算出所求地方的太阳高度角。其推算公式如2-2

H90°

（2-1）