太陽高度角與方位角計算

2021-06-28 01:55:42 字數 1720 閱讀 7776

參考文件:《建築日照設計》

參考: 維基百科

1.       赤緯角:

赤道面與太陽光線照射方向的夾角  <= 黃道面與赤道面的夾角 <= 23度27 分(23.45度)

(太陽光線照射方向: 地球中心與太陽中心連線形成的方向)

夏至日(6/21,6/22)當太陽位於北半球的北回歸線時,赤緯角為23度27分,春分秋分(3/21,3/22,9/22,9/23)當太陽位於赤道時,赤緯角為0度,冬至(12/22,12/23)當太陽位於南回歸線時,赤緯角為-23度27分

赤緯角粗略的計算公式:(peter j.iumde)

赤緯δ = 23.45 * sin((n-80)/370.0 * 360)

23.45 --- 黃赤夾角23度27分

n—從元旦起的天數

例如:春分日代入,(n-80)/370.0 * 30 約等於0度,此時赤緯角約為0

秋分日代入,(n-80)/370.0 * 30約等於180度,此時赤緯角約為0

2.       太陽時角

時角按地球自轉一周(約24h)相當於太陽在天球圖上繞一周360度,這個和經線對應。平均下來,一小時15度,乙個經線相隔15度。

時角計算公式為:

時角ω= 15 *(t-12)

t-當地時間

例如:當地中午12點時,時角為0,太陽位於當地經線的正上方

當地午夜12點時,時角為180,太陽位於當地經線的正下方

當時時間與北京時間

當地時間指真太陽時,北京時間並非當地時間,如果換算的話,新疆區域需要推後1個小時,位於東7區

換算方法:  (120度 – 當地經度) * 4,1個小時15度,平均下來,1度4分鐘。

3.       太陽高度角

太陽光線與地平面的夾角稱為太陽高度角。範圍[-90度,90度]

一般情況下,在北回歸線與北極圈之間,當地時間12點時,太陽高度角最大,24點時,太陽高度角最小。

sin高度角h = cosωcosδcosφ + sinδsinφ

ω-太陽時角

δ-赤緯角

φ-緯度

4.       太陽方位角

太陽光線在地平面上的投影線與地平面正南方向的夾角稱為太陽方位角。範圍[-180度, 180度]。一般情況下,在北回歸線與北極圈之間,當地時間12點時,太陽高度角為0度,24點時,太陽高度角為180度/-180度。

sin方位角a = (-sinωcosδ)/cosh (維基)

(維基)下面的公式也可以用來計算近似的太陽方位角,不過因為公式是使用余弦函式,所以方位角永遠是正值,因此,角度永遠被解釋為小於180度,而必須依據時角來修正。當在上午時角為負值時 (上午),方位角的角度小於180度,時角為正值時 (下午),方位角應該大於180度,即要取補角的值。(大於180度的角沒有補角,讀者慎重。)

cos方位角a=(sinδ*cosφ – cosω*cosδ*sinφ)/cosh (維基)

cos 方位角a=(sinδ – sinh*sinφ)/cosh (維基)

cos方位角a=( sinh*sinφ - sinδ)/cosh (《建築日照設計》)

ω-太陽時角

δ-赤緯角

φ-緯度

h-太陽高度角

太陽高度角方位角計算

本文不在此介紹太陽高度角 方位角是什麼,相關概念請移步wikipedia。鑑於很多相關專業人員需要計算太陽高度角 方位角,而網上介紹的公式多數或是不正確,或是雜亂無章。作者經查閱相關理論和教程,在此整理了下太陽高度角 方位角等的計算公式,並根據此公式做出了相關產品,通過了檢驗。如有錯誤,請各位指正。...

太陽高度角方位角計算

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