“太陽高度”是指太陽光線與地平面的夾角,其取值范圍一般在0°至90°之間,當(dāng)日出或者日落的時候,太陽光線與地平面平行,可以理解為太陽高度為0°,而當(dāng)太陽直射某地時,太陽高度為90°,當(dāng)然世界上只有位于南北回歸線之間的區(qū)域,才有太陽直射的現(xiàn)象。在一天之中,太陽東升西落,太陽高度從日出開始升高,到正午時刻達(dá)到最高,到下午又開始降低,直到日落。
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正午太陽高度是一天中最高的太陽高度,某地某日正午太陽高度的高低,取決于當(dāng)?shù)鼐暥群彤?dāng)日太陽直射點所在緯線的緯度。具體來說,正午太陽高度的計算可以通過90減去兩地的緯度差得到,這里的兩地就是指當(dāng)?shù)睾彤?dāng)日太陽直射點所在緯線。比如,我國的首都北京,其所在的緯度大約為北緯40°,那么在春秋分的時候,由于太陽直射于赤道(緯度為0°),那么在春秋分時,北京的正午太陽高度就應(yīng)該是50°。
位于地平線上的太陽
隨著,太陽直射點在南北回歸線之間來回移動,北京與太陽直射點之間的緯度差也就不斷發(fā)生變化。當(dāng)夏至日時,太陽直射于北回歸線(北緯23.5°),此時北京的正午太陽高度取到一年中的最大值73.5°,過了夏至日之后,太陽直射點往南移動,北京的正午太陽高度不斷降低。而當(dāng)冬至日時,太陽直射于南回歸線(南緯23.5°),此時北京的正午太陽高度取到一年中的最小值26.5°。
太陽視運動和正午太陽高度示意圖
北京一年中最高正午太陽高度和最低正午太陽高度之間的差值為47°。我們再來看看另一個城市??冢?谑呛D鲜〉氖鞘?,緯度大約為北緯20°,??诘木暥任挥诒被貧w線和赤道之間,也就是說??谠谝荒曛杏袃纱翁栔鄙洌谔栔鄙涞臅r候,海口的正午太陽高度能夠取到最大值90°。根據(jù)太陽直射點每一個月大概移動7.8°左右的緯度來推算,由于??谂c北回歸線之間緯度差為3.5°,那么太陽直射??诘娜兆?,大約距離夏至日(6月22日)13至14天左右。
太陽直射點移動圖
我們以13天來推算,太陽直射??诘娜兆蛹s為6月9日和7月4日兩天。對于??趤碚f,冬至日正午太陽高度最低,大約為46.5°,冬至日之后,??谡缣柛叨炔粩嘣黾?,一直到6月9日取到最高90°,然后正午太陽高度減小,一直到夏至日,取到正午太陽高度86.5°,然后直射點往南移動,??谡缣柛叨乳_始變大,到7月4日又取到最高值90°,而后一直到冬至日,正午太陽高度取到最小值。
北緯40°二分二至日太陽視運動示意圖
我們了解了北京和??趦沙鞘性谝荒陜?nèi)的正午太陽高度變化情況,接下來我們就可以來看看在一年中的任何一天,北京和海口之間的正午太陽高度之差是多少。我們發(fā)現(xiàn)在7月4日太陽直射??陂_始,一直到第二年6月9日太陽再一次直射??跒橹梗谶@11個月多時間內(nèi)的任何一天,??诘恼缣柛叨榷急缺本┐?0°。而在6月9日至6月22日,直射點往北移動,兩地的正午太陽高度之差逐漸變小,到夏至日變到最小值13°,過了夏至日之后在6月22日至7月4日之間,兩地的正午太陽高度之差逐漸變大。
海口風(fēng)光