2.正午太阳高度计算
(1)公式法
正午太阳高度的计算公式H=90°-直射点与所求地点纬度之差。若直射点与所求地点同在南半球或者同在北半球,两点纬度差为大数减去小数;若直射点与所求地点分别属于南北不同半球,两点纬度差为两纬度之和。
(2)图示法
如上图所示:当太阳直射B点(10°N)时,A点(40°N)正午太阳高度是:
HA=90°-AB=90°-(40°-10°)=60°
当太阳直射B点(10°N)时,C点(23°26′S)正午太阳高度是:
HC=90°-BC=90°-(10°+23°26′)=56°34′
若计算出某地正午太阳高度等于零,说明此点在晨昏线上;若小于零,说明此点此时为极夜。
3.正午太阳高度的应用
(1)确定地方时。当某地太阳高度达一天中的最大值时,此地的地方时应为正午12时。
(2)判断日影长短和方向。正午太阳高度越大,日影越短;反之日影越长。且日影方向总背向太阳。
(3)确定房屋朝向。在北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋门窗朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋门窗朝北。
(4)确定所在地的纬度。
夏至日太阳高度大于冬至日太阳高度的位于北半球,反之位于南半球;年内有两次90°的地区,位于回归线之间;一年内有一次90°的是回归线,一年内有一天太阳高度为0°的位于极圈;一年内只有半年太阳高度的是极点。并进而判断该地区的其他地理特征。
(5)计算楼间距、楼高。为了更好地保持各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离,以我国为例,如下图,南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距为:L=hcotH。