2024年6月12日发(作者：阙鸿羲)
太阳入射角变化规律及其计算方法
地面上,以向东为ｘ＋,向北为y+，向上为z＋,纬度为theｔa,天球半径
取为１，则北极星位置是(0，ｃｏs(tｈeta)，ｓin(tｈｅta）).以北极
星为y1+方向，仍然以向东为x1＋方向，那么，x，y，z与x1，y1，
z1的换算关系为x1=x，y１=cos(ｔｈeta)ｙ+siｎ(＼tｈｅtａ)z,ｚ1＝
cos(ｔｈeta）z-ｓｉn(tｈetａ)y．太阳在一天的ｔ时刻（以太阳日为
单位,0:00点为0)的ｘ1,y1，z1坐标为，(cos(alpｈa)*ｃｏs(2＼pi*t
－0.5pi),sin(alｐha)，cｏｓ(alpｈa）*siｎ(2ｐi*ｔ-0.５＼ｐi)),化为
x，ｙ，z得
x=cｏs(ａlｐha)*ｃoｓ(２*pi*ｔ－0.5*ｐi)
y=cos（ｔheta）＊sin(＼alpha)-ｓｉn(＼theｔa)*cos(alpha)*siｎ(2*
ｐi*t-0.5pi)
z=coｓ（＼tｈｅta)*coｓ(alpｈａ)*sin(2*pｉ－0.５＊＼pｉ)+ｓｉｎ
(tｈeta)*sin(＼alphａ)
入射角＝arcｃoｓ（ｚ)
阳光辐射度与入射方向和板的垂线夹角的余弦成正比,因为余弦值在
0 ± 15 °范围内变化较小，所以光伏板设计时其倾角可在１5 °范围内
调节。
太阳方位角
太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的
夹角,可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。方
位角以正南方向为零,向西逐渐变大,向东逐渐变小,直到在正北方合在±18
０°。
太阳方位角的变化
一天中,太阳升起时的方位角为－１８0°～0°，落下时的方位角为０°~1８0°，正午时北
回归线以北地区为０°，南回归线以南地区为180°，热带(南北回归线之间)太阳直射点以北
为０°,以南为180°。
太阳升起时的方位角的变化：北回归线以北地区在春分至秋分期间为-9０°~-１80°,秋分
至春分期间为０°~-90°,春分、秋分为0°，南回归线以南地区在春分至秋分期间为0°~－9０°,
秋分至春分期间为-９0°~-1８０°，春分、秋分为0°，热带地区则在-66.5°~-113．5°之间。
太阳落下时的方位角的变化规律与升起时相同,只是变为正。
太阳高度角
太阳高度角
对于地球上的某个地点，太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角,专业上讲太
阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角。
太阳高度角定义
太阳高度角简称太阳高度（其实是角度!) 太阳高度是决定地球表面获得太阳热能数量的
最重要的因素。
我们用h来表示这个角度，它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度。
如何得出某地某时的太阳高度角
H当地=9０°—纬度差(＊同一纬度相减,异纬相加）
一般时间
太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）
以δ表示，观测地地理纬度用φ表示(太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正,南纬为负）,地方时
（时角）以t表示，有太阳高度角的计算公式：
sin h=sin φ siｎ δ＋coｓ φ cｏs δ cｏｓ t
正午时间
日升日落,同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。日出日落时角度都为0，正午时太
阳高度角最大,时角为０,以上公式可以简化为：
sin h＝sin φ sｉｎ δ＋coｓ φ cos δ
由两角和与差的三角函数公式，可得
sin ｈ＝cos(φ－δ)
因此,
对于太阳位于天顶以北的地区而言,h=90°-(φ－δ）；
对于太阳位于天顶以南的地区而言,h=90°-(δ-φ）;
二者合并,因为无论是(φ－δ)还是(δ-φ),都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差，不会是
负的,因此都等于它的绝对值，所以正午太阳高度角计算公式:
h=90°-｜φ-δ｜
具体计算
还是举个例子来推导,假设春分日(秋分日也可,太阳直射点在赤道）某时刻太阳直射(0°，
１２0°E)这一点,120°Ｅ经线上各点都是正午
对于（0°，120°Ｅ)这点来说，它离太阳直射点的纬度距离当然是０°啦(因为就是自己嘛)
它的太阳高度角就是90°(因为直射它嘛）
2024年6月12日发(作者：阙鸿羲)
太阳入射角变化规律及其计算方法
地面上,以向东为ｘ＋,向北为y+，向上为z＋,纬度为theｔa,天球半径
取为１，则北极星位置是(0，ｃｏs(tｈeta)，ｓin(tｈｅta）).以北极
星为y1+方向，仍然以向东为x1＋方向，那么，x，y，z与x1，y1，
z1的换算关系为x1=x，y１=cos(ｔｈeta)ｙ+siｎ(＼tｈｅtａ)z,ｚ1＝
cos(ｔｈeta）z-ｓｉn(tｈetａ)y．太阳在一天的ｔ时刻（以太阳日为
单位,0:00点为0)的ｘ1,y1，z1坐标为，(cos(alpｈa)*ｃｏs(2＼pi*t
－0.5pi),sin(alｐha)，cｏｓ(alpｈa）*siｎ(2ｐi*ｔ-0.５＼ｐi)),化为
x，ｙ，z得
x=cｏs(ａlｐha)*ｃoｓ(２*pi*ｔ－0.5*ｐi)
y=cos（ｔheta）＊sin(＼alpha)-ｓｉn(＼theｔa)*cos(alpha)*siｎ(2*
ｐi*t-0.5pi)
z=coｓ（＼tｈｅta)*coｓ(alpｈａ)*sin(2*pｉ－0.５＊＼pｉ)+ｓｉｎ
(tｈeta)*sin(＼alphａ)
入射角＝arcｃoｓ（ｚ)
阳光辐射度与入射方向和板的垂线夹角的余弦成正比,因为余弦值在
0 ± 15 °范围内变化较小，所以光伏板设计时其倾角可在１5 °范围内
调节。
太阳方位角
太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的
夹角,可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。方
位角以正南方向为零,向西逐渐变大,向东逐渐变小,直到在正北方合在±18
０°。
太阳方位角的变化
一天中,太阳升起时的方位角为－１８0°～0°，落下时的方位角为０°~1８0°，正午时北
回归线以北地区为０°，南回归线以南地区为180°，热带(南北回归线之间)太阳直射点以北
为０°,以南为180°。
太阳升起时的方位角的变化：北回归线以北地区在春分至秋分期间为-9０°~-１80°,秋分
至春分期间为０°~-90°,春分、秋分为0°，南回归线以南地区在春分至秋分期间为0°~－9０°,
秋分至春分期间为-９0°~-1８０°，春分、秋分为0°，热带地区则在-66.5°~-113．5°之间。
太阳落下时的方位角的变化规律与升起时相同,只是变为正。
太阳高度角
太阳高度角
对于地球上的某个地点，太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角,专业上讲太
阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角。
太阳高度角定义
太阳高度角简称太阳高度（其实是角度!) 太阳高度是决定地球表面获得太阳热能数量的
最重要的因素。
我们用h来表示这个角度，它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度。
如何得出某地某时的太阳高度角
H当地=9０°—纬度差(＊同一纬度相减,异纬相加）
一般时间
太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）
以δ表示，观测地地理纬度用φ表示(太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正,南纬为负）,地方时
（时角）以t表示，有太阳高度角的计算公式：
sin h=sin φ siｎ δ＋coｓ φ cｏs δ cｏｓ t
正午时间
日升日落,同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。日出日落时角度都为0，正午时太
阳高度角最大,时角为０,以上公式可以简化为：
sin h＝sin φ sｉｎ δ＋coｓ φ cos δ
由两角和与差的三角函数公式，可得
sin ｈ＝cos(φ－δ)
因此,
对于太阳位于天顶以北的地区而言,h=90°-(φ－δ）；
对于太阳位于天顶以南的地区而言,h=90°-(δ-φ）;
二者合并,因为无论是(φ－δ)还是(δ-φ),都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差，不会是
负的,因此都等于它的绝对值，所以正午太阳高度角计算公式:
h=90°-｜φ-δ｜
具体计算
还是举个例子来推导,假设春分日(秋分日也可,太阳直射点在赤道）某时刻太阳直射(0°，
１２0°E)这一点,120°Ｅ经线上各点都是正午
对于（0°，120°Ｅ)这点来说，它离太阳直射点的纬度距离当然是０°啦(因为就是自己嘛)
它的太阳高度角就是90°(因为直射它嘛）