太陽路徑

太陽路徑，有時稱為日弧（），會影響某個季節中，某一緯度所經歷的白天長度及所接收的日照。

相對的太陽位置是建築熱量獲取及太陽能系統性能的重要因素。特定地點準確的太陽路徑與氣候條件知識，對於在太陽能收集器的區域、方向、景觀、夏季遮蔭及成本效益使用太陽能追蹤器等經濟決策至關重要{{Cite 
journal|url=http://sites.google.com/site/khavrus/public-activities/SolarEng|last1=Khavrus|first1=V.|title=Introduction to solar motion geometry on the basis of a simple model|year=2010|journal=Physics Education|volume=45|doi=10.1088/0031-9120/45/6/010|page=641|last2=Shelevytsky|first2=I.|issue=6|bibcode=2010PhyEd..45..641K|s2cid=120966256 |url-access=subscription}}。

 角度 

 地球轉軸傾角的影響 
任何緯度、任何季節的太陽路徑都可以從基本的幾何結構中推算出來。地球自轉的軸（自轉軸）相對於地球繞太陽的軌道面（黃道）傾斜。隨著地球繞太陽公轉，這會造成太陽路徑在兩至點之間的赤緯]差異達到47°，以及夏季與冬季在南北兩個半球間的差異。

在北半球的冬季（11月、12月、1月），太陽從東南方升起，頂點在南方以低角度通過天球子午線（在熱帶地區高於南方地平43°以上），然後在西南方落下。它整天都在房子的南側（赤道）那邊。面向南方（赤道側）的垂直窗戶能有效捕捉太陽熱能。作為比較，南半球的冬季（五月、六月、七月），太陽從東北方升起，在北方以低角度（熱帶地區超過地平線43°以上）掠過，然後在西北方向落下。在那裡，朝北的窗戶會讓大量太陽熱能進入房子。

在北半球夏季（5月、6月、7月），太陽從東北方升起，稍微在頭頂南側達到最高峰（高緯度的太陽高度較低），然後在西北落下；而南半球夏季（11月、12月、1月）太陽則從東南方升起，稍微在頭頂點以北達到高峰（高緯度的太陽高度較低），然後在西南方向落下。可以輕易依照緯度設計簡單的赤道側懸挑，在一年中最熱的日子裡，阻擋100%直接太陽輻射進入面向赤道的垂直窗戶。可捲下的外部遮陽網、室內半透明或不透明的窗戶被子、窗簾、百葉窗、可移動的格架等等，都可用於每小時、每日或季節性日照與熱傳導的控制（無需主動電氣空調）。

除了極地外，全球各地在春分與秋分（3月20/21日及9月22/23日）期間，太陽都從正東升起，正西落下。在北半球，春分的太陽在天空的南半部（約在中緯度地平線中段）達到最高點；而在南半球，太陽則在天空的北半部達到最高點。面向赤道時，太陽在北半球似乎從左向右移動，在南半球則由右向左移動。

緯度（及半球）特定的太陽路徑差異對有效的被動太陽能建築設計至關重要。 它們是最佳窗戶與懸挑季節設計的重要資料。太陽能設計師必須了解每個設計地點的精確太陽路徑角度，以及這些角度與基於地點的季節性供暖與冷需求之間的比較。

在美國，季節性太陽路徑的精確位置高度與方位數值可從NOAA取得：建築物的「赤道側」位於北半球的南方，南半球則是北方，太陽在南半球的夏至，12月21日達到最高點。

 太陽正午時，垂直棍子的影子 
在分點時，赤道上的正午太陽會直射頭頂，因此垂直的棒子不會投下陰影。 在北回歸線（約23.4°N）上，垂直的棒子不會在六月至日（[北半球]]]夏至）投下陰影，而其餘時間其正午的陰影則指向北極。在南回歸線（約南緯23.4度）上，垂直的樹枝不會在南半球的夏至時投下陰影，而其餘時間其正午的陰影會指向南極點。北回歸線以北，正午的影子總是指向北方；在南回歸線以南，正午的陰影總是指向南方。

 日照持續時間 
在極圈範圍內（北極圈以北及南極圈以南），每年至少有一天太陽在地平線下停留24小時（冬至），以及至少一天太陽在地平線上停留24小時（夏至）。 

在中緯度地區，白天長度、太陽天頂角和太陽方位角隨季節變化。隨著離赤道距離的增加，長夏日與短冬日的長度差異會增加。

 太陽步道畫廊 
此處的太陽路徑極座標圖代表赤道、熱帶、北回歸線、中緯度、鹿特丹的緯度、北極圈]、北極區、北極]以及在南半球與鹿特丹的共軛緯度。每張圖中的極軸代表太陽天頂角的度數，而太陽方位角則遵循以北為起點順時針量度的慣例，標示的時間為當地視太陽時，則可套用於標示緯度的任何經度。每張圖中顯示的路徑為2026年1月21日至12月的走勢。每個小時輪廓形成一個類似數字「8」的圖形，對應該小時的日行跡。

一個特徵是，如果距離夏至或冬至有相同日距的兩天，例如2026年5月21與2026年7月21日，它們的太陽軌跡幾乎重疊。因此，2026年4月21日與2026年8月21日、2026年3月21日與2026年9月21日、2026年2月21日與2026年10月21日、以及2026年1月21日與2026年11月21日這幾天的太陽路徑幾乎重疊。

 參考資料 

 相關條目 
 黃道
 採光
 日行跡
 被動式太陽能設計 (Passive solar design)
 白天長度
 太陽角度對氣候的影響
 日射強度計
 定日鏡
 太陽追蹤器

 全天太陽輻射計
 直射太陽輻射計

 太陽圖
 Effect of sun angle on climate

 外部連結 
 美國海軍天文台 Sun or Moon Altitude/Azimuth Table 
 The simple geometry of sun, moon, and star  paths
 Sun path calculation and visualization on Android
 Sun path in augmented reality
 Sun path by location and date
 Sun positions, diagram and paths around the world by location and date
 Seasonal and Hourly Sun Path Design Issue Tutorial
 Sun path on map, charts and table, sun position for every location and date
 Sun position by location and date
 Seasonal and Hourly Sun Path Design Issue Tutorial
 "Three Decades of Passive Solar Heating and Cooling Lessons Learned"

Category:气象量
Category:觀測天文學
Category:太阳能设计