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冬至日太阳高度角计算
【篇一:冬至日各纬度太阳高度表】
表-1 冬至日各纬度各时次的太阳高度角表
【篇二:有关时间、日期、太阳高度角的计算】
专题:有关时间、日期、正午太阳高度的计算方法
对于时间、日期、正午太阳高度的计算一 直是学生在学习过程中的
难点,也是教学工作中的重点,本文试图通过对它们计算方法的简
单归 纳,找到正确而又快速的解题方法。
在学习过程中,学生经常会遇见一些关于时间、日期和 正午太阳高
度的计算题,如何才能迅速而正确地解出答案呢?下面我结合一些
具体例子对它们的 计算方法作简单的归纳。
一、时间和日期的计算
学习了“地球的运动”一节知识后,我们经常会碰到有关时间和日期
的计算,如: 例1:某游轮于20 06年10月5日10:00从上海港出
发,船行20小时到达纽约(西五区),请问到达纽约时的时间 是几
月几日几时?
解这类题目,可以用以下公式解答:
注意:① 若所求地在已知地东,用“+”,若所求地在已知地西则用
“-”;
② 得数若大于24,则先将得数减24小时,后在已知地日期上加1
天;若得数在0到24之间,则得数即 为所求的日期和时间;若得数
为负数,则先将得数减24小时,后在已知地日期上加1天;
③ 考虑是否因越过国际日界线而导致日期变化:若没有越过,则经
过第二步“得数的处理” 所得的日期就是最后答案;若是从已知地由
西向东越过国际日界线到达所求地,则所求地日期需在第二步 “得数
的处理”所得的日期上减1天;若是从已知地由东向西越过国际日界
线到达所求地,则所 求地日期需在第二步“得数的处理”所得的日期
上加1天。 根据以上公式解答上题:
假设向东行驶,则:纽约时间=10月5日10时+11+20=10月5
日41时
根据注解修正:
① 时间大于24,因此需用41-24=17时;日期加1天,变为10
月6日17时; ② 考虑是否因 穿越国际日界线而导致日期的改变,
因为此解是假设向东航行,因此穿越了国际日界线,所以日期应减1
天,变为10月5日17时。
最后得出答案是:纽约时间是10月5日17时。
假设向西航行,则:纽约时间=10月5日10时-13+20=10月5
日17时
根据注解修正:① 得数在0到24之间,时间、日期保持不变;
② 向西航行没有经过国 际日界线,因此日期不需改变。最后得出答
案是:纽约时间是10月5日17时。
例2:如图所示,阴影区为10月5日,非阴影区为10月6日,请
判定:
⑴ na、nb的时间和经度; ⑵ 北京是几月几日几时?
这里用到的知识是新旧两天的分界线。日界线有两条,
一条是地方时为0点的经线,此线以东为新一天,此线
以西为旧一天,我们把它叫做自然日界线,它是不断变化的;
(1) (2) (3)
所以例2的解答很简单,如图(3):
二、有关正午太阳高度的计算
1正午太阳高度
求算正午太阳高度的题目可以借助以下的公式:
注:加减号的运用:若所求地与直射地在同 半球,则用减号;若两
者在不同半球,则用加号,简单记成“同减异加”。
下面结合题目作进一步解释。
距离分别是aa′(春分)、bb′(夏至)
、cc′(秋分)、dd′(冬至),它们长度的对比关系是bb′<aa′=
cc′<dd ′,所以苏州的正午太阳高度最大出现在夏至,最小出现在冬
至,春秋分时苏州的正午太阳高度相等。< br>
因此广州最小的正午太阳高度出现在冬至。
顺便看一下太阳能热水器的安装倾角与楼间距的推算。
例4: 太阳能热水器的安装倾角(如右图):
① 请问苏州在夏至日太阳能热水器集热板与地面
的倾角是几度?② 请问要保证太阳能热水器在全年
都有较好的集热效果,太阳能热水器与地面的倾角应保持在几度之
间?
解答:当正午太阳高度与集热板相垂直时,集热效果最好,结合太
阳能热水器的安
装图,可以得出太阳能热水器集热板与地面的倾角是:
2. 楼间距的推算
例5:假设在苏州,开发商欲在某楼高为h的住宅楼后
新建另一住宅楼,请问为保证新建楼底楼全年都能照射
到正午太阳光,两楼间的最短距离是多少?
解答:要使新楼底楼全年都能照射到正午太阳光,必须
保证当前楼正午楼影最长时正好与新 楼底楼相切,才能保证新楼底
楼全年都能照射到正午太阳光。对于北半球来说,正午物体影子最
长出现在冬至日,所以苏州冬至日时前楼正午的楼影长就是所求的
最短楼间距。
三、直通高考
a.2 月 28 日 13 时 40 分b.2 月 29 日 13 时 40 分
c.3 月 2 日 14 日 00 分 d.2 月 28 日 14 时 00 分
解析:首先注意的是题目要求算的是区时。根据日界线的原理,
2.(2007年,江苏)某地是我国重要的人工多层经济林区。图l为
该地“某日太阳处在 最高位置时的示意图”,此时北京时间为12:40,
树影遮挡地被植物的面
积在一年中达到正午时的最大。读图回答该地位于 ( )
解析:答案选b。
【篇三:太阳方位角计算】
1 如何计算太阳的方位角?
在太阳能利用工作中,太阳辐射计算十分重要。为了帮助读者掌握
太阳辐射计算方法,我们请 长期从事太阳辐射研究工作的中国气象
科学研究院王炳忠研究员编写了《太阳辐射计算讲座》,供大家学
习、参考。
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,
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er=(r/r0)2,也有的表达式用的是其倒数,即r0/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
(2)
这里t又由两部分组成,即
t=n-n0
(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。
-int〔(年份-1985)/4〕
(4)
2?太阳赤纬角
图1地球绕太阳运行轨迹
由于太阳赤纬角在周年运动中任何时刻的具体值都是严 格已知的,
所以它(ed)也可以用与式(1)相类似的表达式表述,即:
3?时差
真正的太阳在黄道上的运动不是匀速的,而是时快时慢,因此,真
太阳日 的长短也就各不相同。但人们的实际生活需要一种均匀不变
的时间单位,这就需要寻找一个假想的太阳, 它以均匀的速度在运
行。这个假想的太阳就称为平太阳,其周日的持续时间称平太阳日,
由此而 来的小时称为平太阳时。
平太阳时s是基本均匀的时间计量系统,与人们的生活息息相关。
由于平太阳是假想的,因而无法实际观测它,但它可以间接地从真
太阳时s⊙求得,反之,也可 以由平太阳时来求真太阳时。为此,需
要一个差值来表达二者的关系,这个差值就是时差,以et表示, 即
s⊙=s+et(6)
由于真太阳的周年视运动是不均匀的,因此 ,时差也随时都在变化
着,但与地点无关,一年当中有4次为零,并有4次达到极大。时
差也可 以以式(1)相似的表达式表示:
(7)
上面,我们给出了3个计算 式,从形式上讲,它们与一般书籍中给
出的并无不同。我们之所以又重新研究它,是因为以往的公式存在
以下的通病:①对平年和闰年不加区分,一方面,这对闰年就不好
处理,另一方面,闰年的影响 有累计效应,会逐步增长;②即使是
从当年天文年历查到的数值,也是格林尼治经度处0点时刻
的数值,而我们所需要的数值,会因所在地点的地理经度以及具体
时刻与表值有异而不同。具体 地讲,一般要进行如下3项订正:
作者:风华漫天 2005-12-18 20:10回复此发言
2 如何计算太阳的方位角?
(1)年度订正 :除非我们只用当年的天文年历值,此外均需使用此
项订正,引入此项订正的原因就是一回归年的实际长 度不是365日,
而是365.2422日,但日历上只有整日,不可能有小数日。假定我们
选 用的是1981年的表值,1982年再用时,就要加上-0.2(-
0.2422)日的订正了。这个 订正到了1983年为-0.51(-0.4844)
日,1984年为-0.7(-0.7266)日 ,但此年为闰年,多了1日,实
际订正应为-0.7+1=0.3(0.2734)日,1985年为0 .0(0.0312)
日,等等,余类推。
(2)经度订正:即使我们查阅的是当 年的天文年历,也需此项订正。
在我国的地理经度范围内,各地的订正值是
-0.2日
-0.3日
-0.4日
(3)时刻 订正:要求同前一项。即使在格林尼治当地,不同时刻也
需加以订正。各时段的订正值是:
时段 336-600 600-824 824-1048 1048-1312
日 +0.2+0.3+0.4+0.5
时段 1312-1536 1536-1800 1800-2024
日 +0.6+0.7+0.8
由于我国普遍采用的是北京时,它与格林尼治的地方时相差8小时,
故具体到我国情况:
时段(北京时)200-424 424-648 648-912 912-1136
订正值(日)-0.2 -0.1 0 0.1
时段 1136-1400 1400-1624 1624-1848 1848-2112
订正值 0.2 0.3 0.4 0.5
前面3个计算式,项数多计 算麻烦,后面多项订正,更显繁琐。为
了方便实际应用,特编制如下仅含20句的basic语言程序, 供使用:
10 input“经度,经分和年份”,jd,jf,nf
20 a=nf/4:k=2*3.1415926#/365.2422
30 n0=79.6764+0.2422*(nf-1985)
-int((nf-1985)/4)
40 input“月,日,时,分(按北京时)”,y,r,s,f
50 b=a-int(a)
60 c=32.8
70 ify≤2thenc=30.6
80 ifb=0andy2thenc=31.8
90 g=int(30.6*y-c+0.5)+r
100 l=(jd+jf/60)/15
110 h=s-8+f/60
120 n=g+(h-l)/24
130?=(n-n0)/k
140 式(1)
150 式(5)
160 式(7)
170 print“er=”;er;“ed=”;ed,“et=”;et
180 input“是否仍要计算y/n?”,w0
190 ifw=“y”orw=“y”then10else200
200 end
程序中50-90各句的目的在于计算当天的积日,100句是经度订正,
110句是时刻订 正,130句包含3年度订正的内容。
在太阳能利用中,最常见的是要求计算太阳高度和太阳方位。
太阳高度(h⊙)的计算公式为
(9)
这里时s和分f的符号均加上 了⊙下标,表示是真太阳时,为了从
北京时求出真太阳时,需要两个步骤:首先,将北京时换成地方时< br>sd:
(10)
其次,进行时差订正,即
s⊙=sd+et/60(11)
这里应该指出的是,时角是以太阳正午时刻为0点的,顺时针方向
(下午)为正,反之为负。
太阳方位角的计算式为
(12)
由此可求出二个a值,第一个a值是午后的太阳方位,
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