太阳高度角和纬度高低之间的关系（什么是太阳高度角）

太阳高度角和纬度高低之间的关系（什么是太阳高度角）正午时间sin h=sin φ sin δ cos φ cosδ cos t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。一般时间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：

对于地球上的某个地点，太阳高度角是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，专业上讲太阳高度角是指某地太阳光线与通过该地与地心相连的地表切面的夹角。太阳高度角简称高度角。当太阳高度角为90°时，此时太阳辐射强度最大；当太阳斜射地面时，太阳辐射强度就小。

定义

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。

一般时间

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

正午时间

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，

正午太阳高度角

正午太阳高度角

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|）。

太阳高度角计算

太阳高度角计算

（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°）