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南京冬至日太陽(yáng)高度角計(jì)算公式
太陽(yáng)高度角,地理學(xué)術(shù)語(yǔ),是指對(duì)地球上的某個(gè)地點(diǎn)太陽(yáng)光入射方向和地平面的夾角。以下是小編為大家整理的南京冬至日太陽(yáng)高度角計(jì)算公式相關(guān)內(nèi)容,僅供參考,希望能夠幫助大家。
如果當(dāng)你在進(jìn)行冒險(xiǎn)等活動(dòng)的時(shí)候,身邊并沒有刻意提示時(shí)間的工具的時(shí)候該怎么辦呢,太陽(yáng)高度角的算法可能可以提供幫助,因?yàn)樵诎滋觳煌臅r(shí)間段太陽(yáng)高度角是不同的,今天就要介紹南京冬至日一天最大的太陽(yáng)高度角的計(jì)算公式。
冬至日太陽(yáng)高度角計(jì)算方法可以由一個(gè)公式得出,只需要知道你的經(jīng)緯度即可。
冬至日太陽(yáng)高度角計(jì)算公式:An=90°-(B1+B0),AN為太陽(yáng)高度角,B1為城市緯度,B0為回歸線緯度=23°26′。
南京的緯度為32°03′,那么代入公式就得出:
南京冬至日太陽(yáng)高度角=90°-(32°03′+23°26′)=34°71′。
在南京歷史上,有“冬至大似年”一說(shuō)。冬至習(xí)俗是非常豐富的,主要有“燒包數(shù)九吃豆腐”。“燒包在老南京人的說(shuō)法里,就是燒一包一包的紙錢!”此舉主要是祭奠先祖。而“數(shù)九”則是一個(gè)歌謠,由于天氣寒冷,人們只能“屈指”度日,通過(guò)對(duì)于天氣寒暖、物候以及人事物事的觀察,聯(lián)綴了九九歌,廣泛流傳,以數(shù)九消寒。
以前老南京有種說(shuō)法叫“蔥煎豆腐燒大腸”,說(shuō)的是當(dāng)時(shí)吃豆腐還要配上蔥和大腸,這樣油水豐富,能夠滿足物質(zhì)匱乏時(shí)期人們的需求。又有一種“逗富”、“長(zhǎng)旺”的寓意。
擴(kuò)展:
太陽(yáng)高度角簡(jiǎn)稱為“太陽(yáng)高度”(其實(shí)是角度,不是高度)。太陽(yáng)高度是決定地球表面獲得太陽(yáng)熱能數(shù)量的最重要的因素。我們用h來(lái)表示這個(gè)角度,它在數(shù)值上等于太陽(yáng)在地球地平坐標(biāo)系中的地平高度。
一般時(shí)間
太陽(yáng)高度角隨著地方時(shí)和太陽(yáng)的赤緯的變化而變化。太陽(yáng)赤緯(與太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度相等)以δ表示,觀測(cè)地地理緯度用φ表示(太陽(yáng)赤緯與地理緯度都是北緯為正,南緯為負(fù)),地方時(shí)(時(shí)角)以t表示,有太陽(yáng)高度角的計(jì)算公式:
sin h= sin φ sin δ+cos φ cosδ cos t
正午時(shí)間
正午太陽(yáng)高度角日升日落,同一地點(diǎn)一天內(nèi)太陽(yáng)高度角是不斷變化的。時(shí)角是以正午12點(diǎn)為0度開始算,每一小時(shí)為15度。即14點(diǎn)和10點(diǎn)分別為30度和-30度。日出日落時(shí)角度都為0,正午時(shí)太陽(yáng)高度角最大(90°),時(shí)角為0,以上的公式可以簡(jiǎn)化為:
sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ
由兩角和與差的三角函數(shù)公式,可得
sin h=cos(φ-δ)
因此,
對(duì)于太陽(yáng)位于天頂以北的地區(qū)而言,h=90°-(φ-δ);
對(duì)于太陽(yáng)位于天頂以南的地區(qū)而言,h=90°-(δ-φ);
二者合并,因?yàn)闊o(wú)論是(φ-δ)還是(δ-φ),都是為了求當(dāng)?shù)鼐暥扰c太陽(yáng)直射緯度之差,不會(huì)是負(fù)的,因此都等于它的絕對(duì)值,所以正午太陽(yáng)高度角計(jì)算公式:
h=90°-|φ-δ|
具體計(jì)算:
還是舉個(gè)例子來(lái)推導(dǎo),假設(shè)春分日(秋分日也可,太陽(yáng)直射點(diǎn)在赤道)某時(shí)刻太陽(yáng)直射(0°,120°E)這一點(diǎn),120°E經(jīng)線上各點(diǎn)都是正午。
對(duì)于(0°,120°E)這點(diǎn)來(lái)說(shuō),它離太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度距離是0°,它的太陽(yáng)高度角就是90°。
另外一個(gè)觀測(cè)點(diǎn),(1°N,120°E)與太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度差為1°
太陽(yáng)高度角計(jì)算此時(shí),這一點(diǎn)的太陽(yáng)高度角為89°(根據(jù)上面的公式h=90°-|φ-δ|)。
(1°S,120°E)與太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度差也是1°.因此,當(dāng)?shù)氐奶?yáng)高度角也是89°.
同一時(shí)刻,下列各觀測(cè)點(diǎn),報(bào)告的太陽(yáng)高度角度數(shù)如下:
2°N/S(距太陽(yáng)直射點(diǎn)2°):88°=90°-2°
3°N/S(距太陽(yáng)直射點(diǎn)3°):87°=90°-3°
10°N/S(距太陽(yáng)直射點(diǎn)10°):80°=90°-10°
30°N/S(距太陽(yáng)直射點(diǎn)30°):60°=90°-30°
80°N/S(距太陽(yáng)直射點(diǎn)80°):10°=90°-80°
90°N/S(距太陽(yáng)直射點(diǎn)90°):0°=90°-90°
赤緯算法
上述式子中都涉及太陽(yáng)赤緯,太陽(yáng)赤緯的算法如下:
由于太陽(yáng)赤緯角在周年運(yùn)動(dòng)中任何時(shí)刻的具體值都是嚴(yán)格已知的,所以它(ED)也可
以用與式(1)相類似的表達(dá)式表述,即:
ED=0.3723+23.2567sinθ+0.1149sin2θ-0.1712sin3θ-0.758cosθ+0.3656cos
2θ+0.0201cos3θ(5)
式中θ稱日角,即 θ=2πt/365.2422(2)
這里t又由兩部分組成,即 t=N-N0 (3)
式中N為積日,所謂積日,就是日期在年內(nèi)的順序號(hào),例如,1月1日其積日為1,平年12月31日的積日為365,閏年則為366,等等。
N0=79.6764+0.2422×(年份-1985)-INT〔(年份-1985)/4〕
。ㄊ街蠭NT表示取整數(shù)部分,例如INT(3.25)=3)
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