Зенитный угол Солнца - Solar zenith angle

Зенитный угол Солнца - это угол между солнечными лучами и вертикалью. Он тесно связан с углом высоты Солнца, который представляет собой угол между солнечными лучами и горизонтальной плоскостью. Поскольку эти два угла дополняют друг друга, косинус одного из них равен синусу другого. Оба они могут быть рассчитаны по одной и той же формуле, используя результаты сферическая тригонометрия.^[1]^[2] В солнечный полдень зенитный угол минимален и равен минус широте. угол склонения Солнца. Это основа, на которой древние мореплаватели путешествовали по океанам.^[3]

Формула

{ displaystyle cos theta _ {s} = sin alpha _ {s} = sin Phi sin delta + cos Phi cos delta cos h}

где

${ displaystyle theta _ {s}}$ это зенитный угол Солнца
${ displaystyle alpha _ {s}}$ это угол возвышения Солнца или угол солнечной высоты, ${ displaystyle alpha _ {s}}$ = 90° – ${ displaystyle theta _ {s}}$
${ displaystyle h}$ это часовой угол, в местном солнечное время.
${ displaystyle delta}$ текущий склонение Солнца
${ displaystyle Phi}$ местный широта.

Предостережения

Расчетные значения являются приблизительными из-за различия между общая / геодезическая широта и геоцентрическая широта. Однако два значения отличаться менее чем на 12 угловые минуты, что меньше видимого углового радиуса Солнца.

Формула также не учитывает влияние атмосферная рефракция.^[4]

Приложения

Восход закат

Закат и восход солнца происходят (приблизительно), когда зенитный угол равен 90 °, где часовой угол час₀ удовлетворяет^[2]

{ displaystyle cos h_ {0} = - tan Phi tan delta.}

Точное время заката и Восход происходят, когда верхний край Солнца, преломленный атмосферой, оказывается на горизонте.

Альбедо

Средневзвешенный зенитный угол, используемый при вычислении местного альбедо Земли, дан кем-то

{ displaystyle { overline { cos theta _ {s}}} = { frac { int _ {- h_ {0}} ^ {h_ {0}} Q cos theta _ {s} { текст {d}} h} { int _ {- h_ {0}} ^ {h_ {0}} Q { text {d}} h}}}

где Q это мгновенный сияние.^[2]

Резюме специальных углов

Например, угол возвышения Солнца равен:

90 °, если вы находитесь на экваторе, в день равноденствия, в двенадцатый солнечный час
около 0 ° на закате или на восходе
от -90 ° до 0 ° ночью (полночь)

Точный расчет приведен в положение Солнца. Другие приближения существуют в другом месте.^[5]

Смотрите также

использованная литература

^ Джейкобсон, Марк З. (2005). Основы атмосферного моделирования (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п.317. ISBN 0521548659.
^ ^а ^б ^c Хартманн, Деннис Л. (1994). Глобальная физическая климатология. Академическая пресса. п.30. ISBN 0080571638.
^ Бонан, Гордон (2005). Экологическая климатология: концепции и приложения. Издательство Кембриджского университета. п. 62. ISBN 9781316425190. Получено 13 ноября 2019.
^ Вульф, Гарольд М. (1968). «О вычислении углов возвышения Солнца и определении времени восхода и захода солнца». Технический меморандум НАСА, X-1646. Вашингтон, округ Колумбия: 3.
^ livioflores-ga. «Уравнение, позволяющее узнать, где находится Солнце в данном месте в заданную дату и время». Получено 9 марта 2013.

[1] Джейкобсон, Марк З. (2005). Основы атмосферного моделирования (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п.317. ISBN 0521548659.

[hartmann-2] а ^б ^c Хартманн, Деннис Л. (1994). Глобальная физическая климатология. Академическая пресса. п.30. ISBN 0080571638.

[3] Бонан, Гордон (2005). Экологическая климатология: концепции и приложения. Издательство Кембриджского университета. п. 62. ISBN 9781316425190. Получено 13 ноября 2019.

[4] Вульф, Гарольд М. (1968). «О вычислении углов возвышения Солнца и определении времени восхода и захода солнца». Технический меморандум НАСА, X-1646. Вашингтон, округ Колумбия: 3.

[5] vioflores-ga. «Уравнение, позволяющее узнать, где находится Солнце в данном месте в заданную дату и время». Получено 9 марта 2013.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]