正午太阳高度的分布和变化规律(正午太阳高度的计算公式是什么)

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正午太阳高度是指太阳在当地时间中午12时正（太阳高度角为最高时）时，相对于观测者所在地的天顶角（仰角）。它主要受地球的纬度和季节变化影响。

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### 正午太阳高度的变化规律：

1. **纬度因素**：正午太阳高度随着纬度的增加而降低。赤道（0°纬度）正午太阳高度最高，两极（90°纬度）正午太阳高度最低。

2. **季节因素**：由于地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，且地球轴倾斜，所以一年四季正午太阳高度角会有所变化。夏至时（北半球6月21日左右，南半球12月21日左右），太阳直射点位于北回归线（23.5°N），此时北半球大部分地区的正午太阳高度达到一年中的最高值；冬至时（北半球12月21日左右，南半球6月21日左右），太阳直射点位于南回归线（23.5°S），此时北半球大部分地区的正午太阳高度达到一年中的最低值。

3. **经度因素**：在同一纬度上，经度不同也会导致正午太阳高度有所差异。东经和西经的经度差越大，正午太阳高度角的差异也越大。

### 正午太阳高度的计算公式：

可以使用以下公式计算某一特定地点在特定日期的正午太阳高度：

\[ H = 90° - \text{纬度差} - \text{太阳赤纬} \]

其中：

- \( H \) 为正午太阳高度（以度为单位）

- \(\text{纬度差} \) 为地点的纬度与太阳直射点的纬度差（以度为单位）

- \(\text{太阳赤纬} \) 为太阳在黄道上的赤纬，可以通过天文学算法或查阅天文资料得到。

需要注意的是，由于地球轴的倾角为23.5°，所以正午太阳高度计算时，还需要考虑这个倾角的影响。

### 举例：

假设我们想要计算北京（纬度约为39.9°N）在夏至时（太阳直射点位于北回归线，23.5°N）的正午太阳高度：

\[ H = 90° - (39.9°N - 23.5°N) - 0° \]

\[ H = 90° - 16.4° \]

\[ H = 73.6° \]

因此，在夏至时，北京的正午太阳高度大约为73.6°。

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