极昼地点0时太阳高度的计算

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极昼地点0时太阳高度的计算

一、正午太阳高度(H)的计算

在北半球极昼区的正午太阳高度为当地地方时12时太阳光线与当地地平线的倾角,此时太阳位于正南天空。其计算方法与非极昼区一致: 公式一:正午太阳高度H=90-两地间的纬度差

即正午太阳高度H=90-(当地地理纬度±太阳直射点纬度)“±” 的用法:当地地理纬度与太阳直射点纬度在同一半球时用“-”,不同半球则用“+” 二、最小太阳高度(h)的计算

在北半球极昼区的最小太阳高度为当地地方时0时或24时太阳光线与当地地平线的倾角,即子夜时太阳高度,此时太阳位于正北天空(极点除外)。可分极点、出现极昼的最低纬度和两者之间的地区三种情况。

1 极点 在地球自转运动中,北极点不动,故太阳始终在正南天空且太阳高度

只有年变化而无日变化,即一日内最小太阳高度和最大太阳高度一样。假设当日太阳直射点的地理纬度为x,则用公式一可得出: h=H=90(90x)=x

推论一:如某地在一日内太阳高度保持不变,则该地一定位于极点,且太阳高度的大小与当日太阳直射点的地理纬度数值相等。

2出现极昼的最低纬度 如图1N为北极,B O为地心,M(纬度为x)为太阳直射点,则A

O 1 N

A

l2

l1

M



C

点为晨昏线与某纬线圈的切点,其所在的纬线就是当日出现极昼的最低纬度。据几何知识可知∠MOC+∠AOB=90,即A点的地理纬度为北纬(90°x。读图可知A点此时的地方时为0时或24时,太阳位于正北方的地平线上,故其最小太阳高度h=0;其正午太阳高度H=90-〔90x)-x=2x

推论二:出现极昼的最低纬度的最小太阳高

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2

1

l3

l2

A

P N

l1

M



B

O 2

C


.

h=0;其正午太阳高度H=直射点纬度的2倍。 3极点和出现极昼的最低纬度之间的地区

如图2N为北极,O为地心,M(纬度为x)为太阳直射点,A(纬度为90-x)为切点,P(纬度为y)点为北半球出现极昼现象的某地与0时经线的交点, l1l2l3分别是过MPA三点的太阳水平光线,它们相互平行。∠1是过P点的地平线与当地太阳光线l2的夹角,P地位于0时经线上的太阳高度——最小太阳高度hl1平行于l2,即∠1等于∠2A点在晨昏线上,l3A相切,∠2是过A点的切线与过P点的切线(P点的地平线)的夹角,根据几何知识可知,∠2=AOP,∠AOP=POB-∠AOB,∠POB、∠AOBP点和A点的地理纬度,由以上可推知:

h=1=2=AOP=POB-∠AOB =y-(90ºx=yx90º 公式二: h=y-(90ºx h=yx90º ①极昼区最小太阳高度h=当地地理纬度-出现极昼的最低纬度; ②极昼区最小太阳高度h=当地地理纬度+太阳直射点纬度-90º

此日P地的正午太阳高度H=90yx则有hH= yx90º90yx 公式三:hH=2x

即极昼区的最小(子夜)太阳高度+正午太阳高度=直射点纬度的2倍。



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本文来源:https://www.wddqw.com/doc/44d5a3e20b12a21614791711cc7931b764ce7bdf.html