太陽視運(yùn)動(dòng),在地面上,投影,的圖解,及公式推導(dǎo)(課堂PPT)

1、要解決的問題： 如何知道每天某一時(shí)刻太陽在我們的什么方向,一、天球上的太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,目錄：,二、太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡和緯度的關(guān)系,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,P2-6,P7-16,P17-35,（在第三部分中，我也會(huì)順便介紹每天某一時(shí)刻太陽高度角的計(jì)算方法。）,四、公式總結(jié),P36,一、天球上的太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,北極星,天球,一、天球上的太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,=0,=180,=270,=90,=30,北極星,12,24,6,8,10,14,16,18,20,22,2,4,=210,=240,=300,=330,=60,=120,=150,真太陽時(shí)和時(shí)角的對(duì)應(yīng)關(guān)系,一、天球上的太陽視運(yùn)動(dòng)

2、軌跡示意圖,北極星,夏至,春秋分,冬至,一、天球上的太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,北極星,夏至,春秋分,冬至,O,23.5,-23.5,一、天球上的太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,北極星,夏至,春秋分,冬至,O,二、太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡和緯度的關(guān)系,地球,赤道地平面,極點(diǎn)地平面,另一視角的赤道地平面,赤道,45N地平面,極點(diǎn)地平面,另一視角的45N地平面,視角轉(zhuǎn)變,視角轉(zhuǎn)變,北極星,二、太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡和緯度的關(guān)系,赤道地平面,天球,夏至,春秋分,冬至,O,二、太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡和緯度的關(guān)系,北極星,赤道地平面,夏至,春秋分,冬至,O,二、太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡和緯度的關(guān)系,北極星,日落,日出,白天,晚上,赤道地平面,春秋分,O,

3、二、太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡和緯度的關(guān)系,北極星（N）,日落,日出,白天,晚上,赤道地平面,E,S,W,夏至,冬至,O,二、太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡和緯度的關(guān)系,北極星（N）,日落,日出,白天,晚上,赤道地平面,E,S,W,二、太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡和緯度的關(guān)系,北極地平面,白天,晚上,北極星,夏至,春秋分,冬至,O,二、太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡和緯度的關(guān)系,45N地平面,北極星,夏至,春秋分,冬至,O,二、太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡和緯度的關(guān)系,45N地平面,北極星,春秋分,O,E,S,W,N,二、太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡和緯度的關(guān)系,45N地平面,北極星,夏至,冬至,O,E,S,W,N,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,N,E,S,W,A1,順時(shí)針方向

4、,A2,1,2,O,北極星,O,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,(W),(E),N,S,E,W,側(cè)視圖,俯視圖,O,O,W,E,立體圖,北極星,O,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,(W),(E),N,S,E,W,側(cè)視圖,俯視圖,O,H,北極星,O,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,(W),(E),N,S,E,W,側(cè)視圖,俯視圖,O,h,a,b,d,c,e,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,a,b,d,c,e,H,H,O,N,N,S,S,E,W,h,春秋分太陽高度角公式：sinh=coscos,計(jì)算舉例：北緯60（= 60 ）,1.日出日落（h=0）時(shí)間 sin0=cos60cos cos=0 =90或27

5、0 即18點(diǎn)或6點(diǎn) 2.正午太陽高度角（ =0 ） sinh= cos60cos 0 =0.5 (0 h90 ） h=30,O,W,E,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,a,d,c,e,H,H,O,N,N,S,S,E,W,h,y,x,z,b,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,a,d,c,e,H,H,O,E,W,h,y,x,z,b,90-B （270-A）,春秋分太陽方位角公式： cosA= - sinsinh/coscosh,計(jì)算舉例：北緯60（= 60 ）,S,1.日出日落（h=0）太陽方位 cosA=-sin60sin0/cos60cos0 =0 A=90或270 即正東或正西 2.正午太陽高度角

6、（ A=180 ） cos180=-sin60sinh/cos60cosh sinh/cosh=tanh=1/tan60 (0 h90 ） h=30 3.下午兩點(diǎn)太陽方位（ =30） sinh=cos60cos30=30.5/4 cosh=130.5/4 cosA =-sin60sinh/cos60cosh =-3/130.5 A146.3或213.7 因?yàn)槭窍挛纾訟應(yīng)為213.7，即南偏西33.7,N,A,O,S,E,W,俯視圖,北極星,O,(W),(E),N,O,W,E,立體圖,側(cè)視圖,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,O,S,E,W,俯視圖,北極星,O,(W),(E),N,側(cè)視圖,三、太

7、陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,H,春秋分,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,S,Z,P,O,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,S,Z,P,O,h,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,S,Z,P,O,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,S,P,O,春秋分,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,S,Z,P,O,90-h,90-,90-,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,S,Z,P,O,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,S,Z,P,O,A,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,S,Z,P,O,90-h,90-,90-,A,S,P,Z,90-,90-,90-h,A,S,P,Z,90-,90-,90-h,A,太陽高度角公式：sinh=sinsin+co

8、scoscos,計(jì)算舉例：北緯60（= 60 ）直射點(diǎn)在北緯20（ =20）,1. 日出日落（h=0）時(shí)間 sin0=sin20sin60+cos20cos60cos cos2.25 129.08或230.92 即20點(diǎn)36.3分或3點(diǎn)23.7分 2.正午太陽高度角（ =0 ） sinh= sin20sin60+cos20cos60cos 0 0.87 (0 h90 ） h=50,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,S,P,Z,90-,90-,90-h,A,太陽方位角公式： cosA=(sin-sinhsin)/coshcos,計(jì)算舉例：北緯60（= 60 ）直射點(diǎn)在北緯20（ =20）,1.日出日

9、落（h=0）太陽方位 cosA=(sin20-sin60sin0)/cos60cos0 0.81 A46.84或313.16 即北偏東46.84或北偏西46.84 2.正午太陽高度角（ A=180 ） cos180=(sin20-sin60sinh)/cos60cosh cos60cosh+sin20= sin60sinh (0 h90 ） h=50 3.下午兩點(diǎn)太陽方位（ = 30 ） sinh=sin 20 sin60+cos 20 cos60cos 30 0.70 cosh0.71 cosA =( sin20-sin60sinh)/ cos60cosh -0.75 A138.6或221.4 因?yàn)槭窍挛?，所以A應(yīng)為221.4，即南偏西41.4,三、太陽的方位角和時(shí)間的關(guān)系,四、公式總結(jié),太陽高度角公式：sinh=sinsin+coscoscos,太陽方位角公式： cosA=(sin-sinhsin)/coshcos,太陽的高度角h：太陽和地平面的夾角 當(dāng)?shù)鼐暥龋罕睒O星和地平面的夾角 太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡的赤緯：太陽和春秋分時(shí)太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡（天赤道）的夾角 太陽的時(shí)角：太陽從正午時(shí)刻開始在太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡上轉(zhuǎn)過的角度 太陽的