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【思考与探究】关于日出日落方位角的计算

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关键词:方位角,球面三角形,太阳赤纬,太阳周日圈,地平圈,天赤道
根据自己的生活常识,结合自己所学地理知识,我们知道,不同日期日出日落的方位角不同。譬如,在北半球中低纬度地区,春秋二分太阳东升西落,夏至日,东北升,西北落;冬至日,东南升西南落。
这样,由于太阳周日运动的季节性差异,就产生了不同日期相对于正东、正西方向的夹角,这个角被称为日出或日落方位角。


来自Android客户端1楼2016-10-11 00:08回复
    艾特几位同类大神。





    来自Android客户端2楼2016-10-11 00:10
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      日出与日落方位角的大小,与当地的纬度和太阳赤纬(或直射点纬度)密切相关。在太阳赤纬一致的情况下,纬度越高,太阳周日圈(或视运动轨道)越倾斜,日出(或日落)方位角越大。
      我们要做的,就是寻找日出方位角与太阳赤纬、当地纬度之间的数量关系,推导出计算通式。


      来自Android客户端3楼2016-10-11 00:13
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        言归正传,如何建立一个合适的球面三角形呢?首先,我们要考虑到当地的纬度,它和天赤道与地平圈的夹角有关。由于太阳周日圈与天赤道平行,二分日太阳周日圈与天赤道重合。所以,我们以天赤道取代二分日的太阳周日圈。我们就把天赤道与地平圈的夹角作为球面三角形的一个角。至于太阳赤纬,我们就过点A作弧AB,令弧AB与天赤道垂直。建立一个以观测者为中心的球面三角形。


        来自Android客户端5楼2016-10-11 00:16
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          截取这个球面三角形,如下图所示。


          来自Android客户端6楼2016-10-11 00:18
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            图中,O为观测者,C为天赤道与地平圈的夹角(等于当地纬度的余角),B=90º。c为太阳赤纬,b为日落方位角。
            根据球面三角的正弦公式:
            sina/sinA=sinb/sinB=sinc/sinC(具体推导过程自行百度)
            即sinb/sinB=sinc/sinC, 由于sin90º=1,所以
            b=arcsin(sinc/sinC)
            这个公式用文字表达就是:日出或日落的方位角等于当时太阳赤纬的正弦与当地余纬的正弦之比的反正弦。


            来自Android客户端7楼2016-10-11 00:19
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              我们不妨试着用这个公式计算一下夏至日不同纬度的日出或日落方位角,0º、30ºN、40ºN、66º34'N依次为23º26′、27º20′、31º16′、90º。
              结合计算任意一天太阳赤纬的公式C=arcsin(sinAsinB),就能直接利用日期计算某地某日的日出或日落的方位角。
              结论:在赤道地区,日出或日落方位角等于太阳赤纬,随着纬度升高,在太阳赤纬的角度上逐渐增大。在刚好出现极昼或极夜的纬线上达到极大值(90º)。若纬度高于当天极昼或极夜出现的最低纬度,由于太阳周日圈与地平圈无交集,计算无结果。
              注:首先,使用本公式请尽量采用日出时的太阳赤纬,若对精度要求不高,也可以采用正午的太阳赤纬。其次,计算结果只代表理论值,忽略地形、大气折光等其他因素的影响。
              参考文献:地球概论•金祖孟•球面三角法简介


              来自Android客户端8楼2016-10-11 00:21
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                完~
                原创,转载请注明出处。


                来自Android客户端9楼2016-10-11 00:22
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                  IP属地:福建来自Android客户端11楼2016-10-11 09:05
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                    厉害了


                    IP属地:广东13楼2016-10-11 10:05
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                      六分仪?


                      来自Android客户端14楼2016-10-11 10:39
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                        知道均时差吗?每天真太阳日中时不一样的


                        IP属地:湖北来自Android客户端16楼2016-10-11 14:07
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                          不错


                          IP属地:陕西来自Android客户端17楼2016-10-11 20:17
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                            IP属地:浙江来自iPhone客户端18楼2016-10-11 20:56
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