正午太阳高度角计算公式思维导图

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，正午时太阳高度角最大（90°），时角为0，以上的公式可以简化为：

由两角和与差的三角函数公式，可得sinh=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°）