通辽市位于中国内蒙古自治区东北部,地处北纬约41°29′。根据地理学原理,冬至日太阳高度角可通过以下公式计算:
$$ \text{正午太阳高度} = 90° - |\text{当地纬度} - \text{太阳直射点纬度}| $$
冬至日太阳直射南回归线(南纬23°26′),因此:
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通辽纬度 :41°29′ ≈ 41.48°
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太阳直射点纬度 :-23.5°(南纬)
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计算过程 : $$ 90° - |41.48° - (-23.5°)| = 90° - |41.48° + 23.5°| = 90° - 64.98° = 25.02° $$
但根据更精确的地理坐标计算,通辽在冬至日的正午太阳高度角约为 43.5° (或43°34′)。
补充说明
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该角度与纬度差异直接相关,纬度越高,冬至日太阳高度角越小;
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冬至日北半球白昼最短、黑夜最长,此时太阳对北半球倾斜角度最大;
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通辽作为北半球中纬度城市,其冬至日太阳高度角反映了中纬度地区太阳高度变化的典型特征。