太阳高度角简称太阳高度(其实是角度)。太阳高度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。我们用h来表示这个角度,它在数值上等于太阳在地球地平坐标系中的地平高度。太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。太阳赤纬(与太阳直射点纬度相等)以δ表示,观测地地理纬度用φ表示(太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正,南纬为负),地方时(时角)以t表示,有太阳高度角的计算公式:sin h=(sin φ sin δ+cos φ cosδ) cos t日升日落,同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。时角是以正午12点为0度开始算,每一小时为15度。即14点和10点分别为30度和-30度。日出日落时角度都为0,正午时太阳高度角最大(90°),时角为0,以上的公式可以简化为:sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ由两角和与差的三角函数公式,可得sin h=cos(φ-δ)因此,对于太阳位于天顶以北的地区而言,h=90°-(φ-δ);对于太阳位于天顶以南的地区而言,h=90°-(δ-φ);二者合并,因为无论是(φ-δ)还是(δ-φ),都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差,不会是负的,因此都等于它的绝对值,所以正午太阳高度角计算公式:h=90°-|φ-δ|具体计算:还是举个例子来推导,假设春分日(秋分日也可,太阳直射点在赤道)某时刻太阳直射(0°,120°E)这一点,120°E经线上各点都是正午。对于(0°,120°E)这点来说,它离太阳直射点的纬度距离是0°,它的太阳高度角就是90°。另外一个观测点,(1°N,120°E)与太阳直射点的纬度差为1°此时,这一点的太阳高度角为89°(根据上面的公式h=90°-|φ-δ|)。(1°S,120°E)与太阳直射点的纬度差也是1°。因此,当地的太阳高度角也是89°!同一时刻,下列各观测点,报告的太阳高度角度数如下:南北纬2°(与太阳直射点相距2°):88°(=90°-2°)南北纬3°(与太阳直射点相距3°):87°(=90°-3°)南北纬10°(与太阳直射点相距10°):80°(=90°-10°)南北纬30°(与太阳直射点相距30°):60°(=90°-30°)南北纬80°(与太阳直射点相距80°):10°(=90°-80°)南北纬90°(与太阳直射点相距90°):0°(=90°-90°)上述式子中都涉及太阳赤纬,太阳赤纬的算法如下: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:ED=0.3723+23.2567sinθ+0.1149sin2θ-0.1712sin3θ-0.758cosθ+0.3656cos2θ+0.0201cos3θ(5)式中θ称日角,即 θ=2πt/365.2422(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。N0=79.6764+0.2422×(年份-1985)-INT〔(年份-1985)/4〕(式中INT表示取整数部分,例如INT(3.25)=3)