冬至日太阳高度角的计算公式为:
$$ A_n = 90° - (B_1 + B_0) $$
其中:
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$A_n$ 为太阳高度角;
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$B_1$ 为当地地理纬度(北纬或南纬,需用小数表示,如39°54′=39.9°);
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$B_0$ 为太阳直射点的纬度(冬至日太阳直射南回归线,即-23°26′或-23.43°)。
示例计算:
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北京冬至日太阳高度角
北京纬度39°54′,代入公式: $$ A_n = 90° - (39.9° + 23.43°) = 73°72′ \approx 73.1° $$
(四舍五入后为73.1°)。
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上海冬至日太阳高度角
上海纬度31°09′,代入公式: $$ A_n = 90° - (31.15° + 23.43°) = 35.42° \approx 35.4° $$
(四舍五入后为35.4°)。
注意事项:
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若当地位于北半球,太阳直射点在南半球,需用负值表示纬度差(如-23°26′);
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计算结果可能因地方时差异(如正午12时与15时的太阳高度不同)产生约15°的误差;
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该公式适用于冬至日正午时的太阳高度角计算。