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太阳高度角公式
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：
sinh=sinφsinδ+cosφcosδcost
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。时角是以正午12点为0度开始算，每一小时为15度。即14点和10点分别为30度和-30度。日出日落时角度都为0，正午时太阳高度角最大（90°），时角为0，以上的公式可以简化为：
sinh=sinφsinδ+cosφcosδ
由两角和与差的三角函数公式，可得sinh=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是0°，它的太阳高度角就是90°。
另外一个观测点，（1°N，120°E）与太阳直射点的纬度差为1°
此时，这一点的太阳高度角为89°（根据上面的公式h=90°-|φ-δ|）。
（1°S，120°E）与太阳直射点的纬度差也是1°。
因此，当地的太阳高度角也是89°！
同一时刻，下列各观测点，报告的太阳高度角度数如下：
南北纬2°（与太阳直射点相距2°）：88°（=90°－2°）
南北纬3°（与太阳直射点相距3°）：87°（=90°－3°）
南北纬10°（与太阳直射点相距10°）：80°（=90°－10°）
南北纬30°（与太阳直射点相距30°）：60°（=90°－30°）
南北纬80°（与太阳直射点相距80°）：10°（=90°－80°）
南北纬90°（与太阳直射点相距90°）：0°（=90°－90°）
正午太阳高度规律
由于太阳直射点在南北回归线之间移动，所以：
1、在回归线之间的地区，一年有两次太阳直射机会，此时正午太阳高度最大，为90°。太阳直射南北回归线时出现极小值。其中除赤道两个极小值都是最小值外，其它地区以太阳直射另一半球回归线时最小。
2、在回归线之上的地区，一年有一次太阳直射机会，分别是夏至和冬至。
3、在回归线之外的地区，可含南北回归线，在太阳直射本半球回归线时最大，直射另一半球回归线时最小。
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