介绍
太阳方位角是一个地学名词,有其严谨的定义。所谓 方位角是以目标物的正北方向(与同一地理分区/分带内所在中央子午线的北方向相同)为起算方向,即0度。其取值范围在0-360度,计算旋转方式为:以目标物为轴心,以目标物的北方向为起始点,按顺时针方向旋转一周,方位角逐步增大至。因此 太阳方位角一般是以目标物的北方向为起始方向,以太阳光的入射方向为终止方向,按顺时针方向所测量的角度。而正常来说,对于中国区域,早上太阳光从东边射来,中午太阳光从南边射来,傍晚太阳光从西边边射来。早上的太阳方位角在 左右(但一年当中,有一定的角度范围变化),正中午的太阳方位角在(正南方),傍晚的太阳方位角在左右(但一年当中,有一定的角度范围变化)。例如北京处在北纬约,一年中,早上的太阳方位角变化量约为。
对于陆地卫星系统而言,如美国的Landsat TM/ETM+,该卫星的过境(中国)时间大概是早上到中午之间,因此其太阳方位角一般在和 之间。
对于地球上任何位置,当太阳处于春分点或秋分点,即太阳赤纬是的时候,初升的太阳方位角是 整,正午太阳方位角是 ,落日的时候太阳方位角是。
对北半球而言,当太阳赤纬大于的时候太阳从东偏北方向升起,此时太阳方位角小于,中午,落日时太阳方位角大于。当太阳赤纬小于的时候太阳从东偏南方向升起,此时太阳方位角大于 ,中午,落日时太阳方位角小于。
计算
它可以利用下面的公式,经由计算得到良好的近似值,但是因为反正弦值,也就是有两个以上的解,但只有一个是正确的,所以必需小心的处理。
下面的两个公式也可以用来计算近似的太阳方位角,不过因为公式是使用余弦函数,所以方位角永远是正值,因此,角度永远被解释为小于180度,而必须依据时角来修正。当在上午时角为负值时 (上午),方位角的角度小于180度,时角为正值时 (下午),方位角应该大于180度,即要取补角的值。(大于180度的角没有补角,读者慎重。)
上述的公式所用的专有名词说明如下:
是太阳高度角,
是计算时间的时角,
是当时的太阳赤纬,
是当地的地理纬度。