2024年4月11日发(作者：牢玮)
根据日期、时间和当地经纬度计算太阳天顶角和方位角的原理
转载中国气象科学研究院王炳忠研究员编写的《太阳辐射计算讲座》。
在开展野外试验的时候，经常需要知道当时的太阳天顶角和方位角，比如测量地物反
射率时，需要知道太阳天顶角，来选择恰当的灰板反射率曲线。进行地物BRDF测量时，
更需要知道太阳天顶角。
太阳天顶角和方位角可以通过经纬仪实地测量得到，但是经纬仪携带不便。只要知道
当地经纬度和时间，就可以根据下文的原理，计算得到当时当地的太阳天顶角和方位角。
1日地距离
地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆两焦点中的一个。发自太阳到达地
球表面的辐射能量与日地间距离的平方成反比，因此，一个准确的日地距离值R就变得十
分重要了。日地平均距离R0，又称天文单位，
1天文单位=1.496×108km
或者，更准确地讲等于149597890±500km。日地距离的最小值（或称近日点）为
0.983天文单位，其日期大约在1月3日；而其最大值（或称远日点）为1.017天文单位，
日期大约在7月4日。地球处于日地平均距离的日期为4月4日和10月5日。
由于日地距离对于任何一年的任何一天都是精确已知的，所以这个距离可用一个数学
表达式表述。为了避免日地距离用具体长度计量单位表示过于冗长，一般均以其与日地平
均距离比值的平方表示，即E
R
=（r／r
0
）
2
，也有的表达式用的是其倒数，即r
0
／r，这并
无实质区别，只是在使用时，需要注意，不可混淆。
我们得到的数学表达式为
E
R
=1.000423＋0.032359sinθ＋0.000086sin2θ－0.008349cosθ＋0.000115cos2θ
（1）
式中θ称日角，即
θ=2πt／365.2422
（2）
这里t又由两部分组成，即
t=N－N
0
（3）
式中N为积日，所谓积日，就是日期在年内的顺序号，例如，1月1日其积日为1，
平年12月31日的积日为365，闰年则为366，等等。
N
0
=79.6764＋0.2422×（年份－1985）
－INT〔（年份－1985）／4〕
2024年4月11日发(作者：牢玮)
根据日期、时间和当地经纬度计算太阳天顶角和方位角的原理
转载中国气象科学研究院王炳忠研究员编写的《太阳辐射计算讲座》。
在开展野外试验的时候，经常需要知道当时的太阳天顶角和方位角，比如测量地物反
射率时，需要知道太阳天顶角，来选择恰当的灰板反射率曲线。进行地物BRDF测量时，
更需要知道太阳天顶角。
太阳天顶角和方位角可以通过经纬仪实地测量得到，但是经纬仪携带不便。只要知道
当地经纬度和时间，就可以根据下文的原理，计算得到当时当地的太阳天顶角和方位角。
1日地距离
地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆两焦点中的一个。发自太阳到达地
球表面的辐射能量与日地间距离的平方成反比，因此，一个准确的日地距离值R就变得十
分重要了。日地平均距离R0，又称天文单位，
1天文单位=1.496×108km
或者，更准确地讲等于149597890±500km。日地距离的最小值（或称近日点）为
0.983天文单位，其日期大约在1月3日；而其最大值（或称远日点）为1.017天文单位，
日期大约在7月4日。地球处于日地平均距离的日期为4月4日和10月5日。
由于日地距离对于任何一年的任何一天都是精确已知的，所以这个距离可用一个数学
表达式表述。为了避免日地距离用具体长度计量单位表示过于冗长，一般均以其与日地平
均距离比值的平方表示，即E
R
=（r／r
0
）
2
，也有的表达式用的是其倒数，即r
0
／r，这并
无实质区别，只是在使用时，需要注意，不可混淆。
我们得到的数学表达式为
E
R
=1.000423＋0.032359sinθ＋0.000086sin2θ－0.008349cosθ＋0.000115cos2θ
（1）
式中θ称日角，即
θ=2πt／365.2422
（2）
这里t又由两部分组成，即
t=N－N
0
（3）
式中N为积日，所谓积日，就是日期在年内的顺序号，例如，1月1日其积日为1，
平年12月31日的积日为365，闰年则为366，等等。
N
0
=79.6764＋0.2422×（年份－1985）
－INT〔（年份－1985）／4〕