金牛指标公式冬至日太阳高度角计算

2020年9月19日发(作者：黄泽)
冬至日太阳高度角计算


【篇一：冬至日各纬度太阳高度表】

表－1 冬至日各纬度各时次的太阳高度角表

【篇二：有关时间、日期、太阳高度角的计算】


专题：有关时间、日期、正午太阳高度的计算方法

对于时间、日期、正午太阳高度的计算一 直是学生在学习过程中的
难点，也是教学工作中的重点，本文试图通过对它们计算方法的简
单归 纳，找到正确而又快速的解题方法。

在学习过程中，学生经常会遇见一些关于时间、日期和 正午太阳高
度的计算题，如何才能迅速而正确地解出答案呢？下面我结合一些
具体例子对它们的 计算方法作简单的归纳。

一、时间和日期的计算

学习了“地球的运动”一节知识后，我们经常会碰到有关时间和日期
的计算，如： 例1：某游轮于20 06年10月5日10:00从上海港出
发，船行20小时到达纽约（西五区），请问到达纽约时的时间 是几
月几日几时？

解这类题目，可以用以下公式解答：

注意：① 若所求地在已知地东，用“＋”，若所求地在已知地西则用
“－”；

② 得数若大于24，则先将得数减24小时，后在已知地日期上加1
天；若得数在0到24之间，则得数即 为所求的日期和时间；若得数
为负数，则先将得数减24小时，后在已知地日期上加1天；

③ 考虑是否因越过国际日界线而导致日期变化：若没有越过，则经
过第二步“得数的处理” 所得的日期就是最后答案；若是从已知地由
西向东越过国际日界线到达所求地，则所求地日期需在第二步 “得数
的处理”所得的日期上减1天；若是从已知地由东向西越过国际日界
线到达所求地，则所 求地日期需在第二步“得数的处理”所得的日期
上加1天。 根据以上公式解答上题：

假设向东行驶，则：纽约时间＝10月5日10时＋11＋20＝10月5
日41时

根据注解修正：

① 时间大于24，因此需用41－24＝17时；日期加1天，变为10
月6日17时； ② 考虑是否因 穿越国际日界线而导致日期的改变，
因为此解是假设向东航行，因此穿越了国际日界线，所以日期应减1
天，变为10月5日17时。

最后得出答案是：纽约时间是10月5日17时。

假设向西航行，则：纽约时间＝10月5日10时－13＋20＝10月5
日17时

根据注解修正：① 得数在0到24之间，时间、日期保持不变；

② 向西航行没有经过国 际日界线，因此日期不需改变。最后得出答
案是：纽约时间是10月5日17时。

例2：如图所示，阴影区为10月5日，非阴影区为10月6日，请
判定：

⑴ na、nb的时间和经度； ⑵ 北京是几月几日几时？

这里用到的知识是新旧两天的分界线。日界线有两条，

一条是地方时为0点的经线，此线以东为新一天，此线

以西为旧一天，我们把它叫做自然日界线,它是不断变化的；

（1） （2） （3）

所以例2的解答很简单,如图（3）：

二、有关正午太阳高度的计算

1正午太阳高度

求算正午太阳高度的题目可以借助以下的公式：

注：加减号的运用：若所求地与直射地在同 半球，则用减号；若两
者在不同半球，则用加号，简单记成“同减异加”。

下面结合题目作进一步解释。

距离分别是aa′（春分）、bb′（夏至）

、cc′（秋分）、dd′（冬至），它们长度的对比关系是bb′＜aa′＝
cc′＜dd ′，所以苏州的正午太阳高度最大出现在夏至，最小出现在冬
至，春秋分时苏州的正午太阳高度相等。< br>
因此广州最小的正午太阳高度出现在冬至。

顺便看一下太阳能热水器的安装倾角与楼间距的推算。

例4： 太阳能热水器的安装倾角（如右图）：

① 请问苏州在夏至日太阳能热水器集热板与地面

的倾角是几度？② 请问要保证太阳能热水器在全年

都有较好的集热效果，太阳能热水器与地面的倾角应保持在几度之
间？

解答：当正午太阳高度与集热板相垂直时，集热效果最好，结合太
阳能热水器的安

装图，可以得出太阳能热水器集热板与地面的倾角是：

2. 楼间距的推算

例5：假设在苏州，开发商欲在某楼高为h的住宅楼后

新建另一住宅楼，请问为保证新建楼底楼全年都能照射

到正午太阳光，两楼间的最短距离是多少？

解答：要使新楼底楼全年都能照射到正午太阳光，必须

保证当前楼正午楼影最长时正好与新 楼底楼相切，才能保证新楼底
楼全年都能照射到正午太阳光。对于北半球来说，正午物体影子最
长出现在冬至日，所以苏州冬至日时前楼正午的楼影长就是所求的
最短楼间距。

三、直通高考

a．2 月 28 日 13 时 40 分b．2 月 29 日 13 时 40 分

c．3 月 2 日 14 日 00 分 d．2 月 28 日 14 时 00 分

解析：首先注意的是题目要求算的是区时。根据日界线的原理，

2.（2007年，江苏）某地是我国重要的人工多层经济林区。图l为
该地“某日太阳处在 最高位置时的示意图”，此时北京时间为12：40，
树影遮挡地被植物的面

积在一年中达到正午时的最大。读图回答该地位于 （ ）

解析：答案选b。

【篇三：太阳方位角计算】


1 如何计算太阳的方位角?

在太阳能利用工作中，太阳辐射计算十分重要。为了帮助读者掌握
太阳辐射计算方法，我们请 长期从事太阳辐射研究工作的中国气象
科学研究院王炳忠研究员编写了《太阳辐射计算讲座》，供大家学
习、参考。

1?日地距离

地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的 ，太阳位于椭圆两焦点中的一个。
发自太阳到达地球表面的辐射能量与日地间距离的平方成反比，因此，一个准确的日地距离值r就变得十分重要了。日地平均距离r0，
又称天文单位，

由于日地距离对于任何一年的任何一天都是精确已知的，所以这个
距离可用一个数学表达式表 述。为了避免日地距离用具体长度计量
单位表示过于冗长，一般均以其与日地平均距离比值的平方表示，
即er=（r／r0）2，也有的表达式用的是其倒数，即r0／r，这并无
实质区别，只是在 使用时，需要注意，不可混淆。

我们得到的数学表达式为

（2）

这里t又由两部分组成，即

t=n－n0

（3）

式中n为积日，所谓积日，就是日期在年内的顺序号，例如，1月
1日其积 日为1，平年12月31日的积日为365，闰年则为366，等
等。

－int〔（年份－1985）／4〕

（4）

2?太阳赤纬角

图1地球绕太阳运行轨迹

由于太阳赤纬角在周年运动中任何时刻的具体值都是严 格已知的，
所以它（ed）也可以用与式（1）相类似的表达式表述，即：

3?时差

真正的太阳在黄道上的运动不是匀速的，而是时快时慢，因此，真
太阳日 的长短也就各不相同。但人们的实际生活需要一种均匀不变
的时间单位，这就需要寻找一个假想的太阳， 它以均匀的速度在运
行。这个假想的太阳就称为平太阳，其周日的持续时间称平太阳日，
由此而 来的小时称为平太阳时。

平太阳时s是基本均匀的时间计量系统，与人们的生活息息相关。
由于平太阳是假想的，因而无法实际观测它，但它可以间接地从真
太阳时s⊙求得，反之，也可 以由平太阳时来求真太阳时。为此，需
要一个差值来表达二者的关系，这个差值就是时差，以et表示， 即

s⊙=s＋et（6）

由于真太阳的周年视运动是不均匀的，因此 ，时差也随时都在变化
着，但与地点无关，一年当中有4次为零，并有4次达到极大。时
差也可 以以式（1）相似的表达式表示：

（7）

上面，我们给出了3个计算 式，从形式上讲，它们与一般书籍中给
出的并无不同。我们之所以又重新研究它，是因为以往的公式存在
以下的通病：①对平年和闰年不加区分，一方面，这对闰年就不好
处理，另一方面，闰年的影响 有累计效应，会逐步增长；②即使是
从当年天文年历查到的数值，也是格林尼治经度处0点时刻

的数值，而我们所需要的数值，会因所在地点的地理经度以及具体
时刻与表值有异而不同。具体 地讲，一般要进行如下3项订正：

作者：风华漫天 2005-12-18 20:10回复此发言

2 如何计算太阳的方位角?

（1）年度订正 ：除非我们只用当年的天文年历值，此外均需使用此
项订正，引入此项订正的原因就是一回归年的实际长 度不是365日，
而是365.2422日，但日历上只有整日，不可能有小数日。假定我们
选 用的是1981年的表值，1982年再用时，就要加上－0.2（－
0.2422）日的订正了。这个 订正到了1983年为－0.51（－0.4844）
日，1984年为－0.7（－0.7266）日 ，但此年为闰年，多了1日，实
际订正应为－0.7＋1=0.3（0.2734）日，1985年为0 .0（0.0312）
日，等等，余类推。

（2）经度订正：即使我们查阅的是当 年的天文年历，也需此项订正。
在我国的地理经度范围内，各地的订正值是

－0.2日

－0.3日

－0.4日

（3）时刻 订正：要求同前一项。即使在格林尼治当地，不同时刻也
需加以订正。各时段的订正值是：

时段 336－600 600－824 824－1048 1048－1312

日 ＋0.2＋0.3＋0.4＋0.5

时段 1312－1536 1536－1800 1800－2024

日 ＋0.6＋0.7＋0.8

由于我国普遍采用的是北京时，它与格林尼治的地方时相差8小时，
故具体到我国情况：

时段（北京时）200－424 424－648 648－912 912－1136

订正值（日）－0.2 －0.1 0 0.1

时段 1136－1400 1400－1624 1624－1848 1848－2112

订正值 0.2 0.3 0.4 0.5

前面3个计算式，项数多计 算麻烦，后面多项订正，更显繁琐。为
了方便实际应用，特编制如下仅含20句的basic语言程序， 供使用：

10 input“经度，经分和年份”，jd，jf，nf

20 a=nf／4：k=2*3.1415926＃／365.2422

30 n0=79.6764＋0.2422*（nf－1985）

－int（（nf－1985）／4）

40 input“月，日，时,分（按北京时）”，y，r，s，f

50 b=a－int（a）

60 c=32.8

70 ify≤2thenc=30.6

80 ifb=0andy2thenc=31.8

90 g=int（30.6*y－c＋0.5）＋r

100 l=（jd＋jf／60）／15

110 h=s－8＋f／60

120 n=g＋（h－l）／24

130?=（n－n0）／k

140 式（1）

150 式（5）

160 式（7）

170 print“er=”；er；“ed=”；ed，“et=”；et

180 input“是否仍要计算y／n？”，w0

190 ifw=“y”orw=“y”then10else200

200 end

程序中50－90各句的目的在于计算当天的积日，100句是经度订正，
110句是时刻订 正，130句包含3年度订正的内容。

在太阳能利用中，最常见的是要求计算太阳高度和太阳方位。

太阳高度（h⊙）的计算公式为

（9）

这里时s和分f的符号均加上 了⊙下标，表示是真太阳时，为了从
北京时求出真太阳时，需要两个步骤：首先，将北京时换成地方时< br>sd：

（10）

其次，进行时差订正，即

s⊙=sd＋et／60（11）

这里应该指出的是，时角是以太阳正午时刻为0点的，顺时针方向
（下午）为正，反之为负。

太阳方位角的计算式为

（12）

由此可求出二个a值，第一个a值是午后的太阳方位，