太阳与地球的相对位置可以用两种方法表达 其一为太阳倾角(赤纬)与时角 其二为太阳高度角与方位角。

1.太阳赤纬：太阳入射光与地球赤道之间的角度，由于地球自转轴与公转轴之间的角度基本不变，因此太阳赤纬岁季节不同而周期性的变化。 solar declination

为四年周期平均值闰年赤纬角度余弦表达形式表

正弦表达形式

精确表达形式

其中： N:自1月1日起计数

2.太阳时角：当地时间12时为0，前后每隔1小时+15°，例10时与14时均为30° hour angle

3.太阳方位角：*方位角-从某点指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。取0~360

太阳方位角指太阳光线在地面上的投影与当地子午线的夹角，可近似看作是竖立在地面上的直线在阳光下阴影与正南方向的夹角。方位角以正南为零，向西逐渐变大，向东逐渐变小。 solar azimuth

(β)=arctan[cos(φ)*cos(δ)*sin(h)/{sin(φ)*sin(α)-sin(δ)}].

4.太阳高度角：太阳光线与地面的夹角 solar elevation angle

(α)=arcsin{sin(φ)*sin(δ)+cos(φ)*cos(δ)*cos(h)}.

α太阳高度角 β：太阳方位角 φ：当地纬度 h：时角

5.太阳天顶角：太阳光线与地面法线间的夹角与太阳高度角互余 zenith angle

因赤纬值日变化很小，一年内任何一天的赤纬角δ可用下式计算：

sinδ=0.39795cos[0.98563(N-173)/180*pi]

式中N为日数，自每年1月1日开始计算,δ单位为弧度。

更准确的太阳赤纬计算公式则为：

δ=0.006918-0.399912*cos(b)+0.070257*sin(b)-0.006758*cos(2*b)+0.000907*sin(2*b)-0.002697*cos(3*b)+0.00148*sin(3*b)

其中delta的单位为度(deg);pi=3.1415926为圆周率;b=2*pi*(N-1)/365，单位为弧度;

N为日数，自每年1月1日开始计算。

太阳赤纬，是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角。

赤纬角以年为周期，在+23 °26′与-23 °26′的范围内移动，成为季节的标志。

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