“太陽高度”是指太陽光線與地平面的夾角，其取值範圍一般在0°至90°之間，當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°，而當太陽直射某地時，太陽高度為90°，當然世界上隻有位于南北回歸線之間的區域，才有太陽直射的現象。在一天之中，太陽東升西落，太陽高度從日出開始升高，到正午時刻達到最高，到下午又開始降低，直到日落。

海口和北京的正午太陽高度之差

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，取決于當地緯度和當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，這裡的兩地就是指當地和當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°，那麼在春秋分的時候，由于太陽直射于赤道（緯度為0°），那麼在春秋分時，北京的正午太陽高度就應該是50°。

位于地平線上的太陽

随着，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生變化。當夏至日時，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°，過了夏至日之後，太陽直射點往南移動，北京的正午太陽高度不斷降低。而當冬至日時，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海口，海口是海南省的省會城市，緯度大約為北緯20°，海口的緯度位于北回歸線和赤道之間，也就是說海口在一年中有兩次太陽直射，在太陽直射的時候，海口的正午太陽高度能夠取到最大值90°。根據太陽直射點每一個月大概移動7.8°左右的緯度來推算，由于海口與北回歸線之間緯度差為3.5°，那麼太陽直射海口的日子，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，太陽直射海口的日子約為6月9日和7月4日兩天。對于海口來說，冬至日正午太陽高度最低，大約為46.5°，冬至日之後，海口正午太陽高度不斷增加，一直到6月9日取到最高90°，然後正午太陽高度減小，一直到夏至日，取到正午太陽高度86.5°，然後直射點往南移動，海口正午太陽高度開始變大，到7月4日又取到最高值90°，而後一直到冬至日，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

我們了解了北京和海口兩城市在一年内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。我們發現在7月4日太陽直射海口開始，一直到第二年6月9日太陽再一次直射海口為止，在這11個月多時間内的任何一天，海口的正午太陽高度都比北京大20°。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°，過了夏至日之後在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。

海口風光

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