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太陽高度角最小值計算公式

教育 更新时间:2024-12-25 16:06:53

大家好,我是墨城老師,今天我們一起來探究正午太陽高度角的計算以及如何應用。正午太陽高度角的計算一直是一個難點,最關鍵的難點還是在沒有明白計算的方法,也就是計算方法如何得來的,我們一起來研究。

太陽高度角最小值計算公式(正午太陽高度角計算及應用)1

日晷

一、正午太陽高度的計算公式

公式:H=90°-兩地緯度差

這裡解釋一下兩地緯度差是什麼,這兩地就是要求的地方和太陽直射地的緯度差,我們不需要再記憶什麼絕對值了,隻需要知道緯度差如何算就可以。

那麼為什麼是這個公式呢?我利用數學上的幾何把證明過程寫了下來,我們可以作為了解,了解後會記得更牢固。

例如當太陽直射C點時,求B點的太陽高度。這裡我隻把B點放到了北半球來考慮,南半球反之即可。

當B、C兩地位于同一半球時

太陽高度角最小值計算公式(正午太陽高度角計算及應用)2

當B、C兩地位于不同半球時

太陽高度角最小值計算公式(正午太陽高度角計算及應用)3

證明過程作為了解,在理解的過程中還要我們發揮空間想象能力。

二、正午太陽高度的應用

1、确定地方時

利用正午太陽高度我們隻能确定一個時間,正午即12時,也就是當地的地方時12點整。

2、确定房屋朝向

我們都知道一句話叫坐北朝南,這是因為我們大部分地區正午太陽都在南方,為了獲得足夠的陽光,所以才會坐北朝南。總之正午太陽在哪邊,房屋就面朝哪個方向。南北回歸線之間的就不确定了,又因為緯度低比較暖和,所以朝向問題就不太重要了。

太陽高度角最小值計算公式(正午太陽高度角計算及應用)4

北回歸線

3、判斷日影朝向及長短

影子也是太陽高度角經常考察的内容,我們隻要記住影子和太陽是相反的就可以。

總結下來就是第一,影子和太陽所在方向相反;第二,影子長度數值和太陽高度角數值相反,即太陽高度角越大影子越短。

太陽高度角最小值計算公式(正午太陽高度角計算及應用)5

4、确定當地緯度

這個不在多說,有直射點位置和某地正午太陽高度角,利用公式就可以計算出來。

5、樓間距問題

這個問題是在間接的計算正午太陽高度角,然後利用三角形的知識來進行一個簡單的計算。

太陽高度角最小值計算公式(正午太陽高度角計算及應用)6

6、太陽能熱水器安裝問題

隻有陽光與熱水器面闆垂直的時候才能使太陽能熱水器需要吸收最多的陽光,所以熱水器的安裝傾斜角度是和正午太陽高度角互餘的。這裡考的最多還是回歸線到極點的範圍内的區域。

太陽高度角最小值計算公式(正午太陽高度角計算及應用)7

今天就到這裡了,關注墨城老師,每天五分鐘,跟我一起學地理。

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