Sluneční zenitový úhel - Solar zenith angle

Úhel slunečního zenitu je úhel mezi slunečními paprsky a svislicí. Úzce souvisí s úhlem sluneční nadmořské výšky, což je úhel mezi slunečními paprsky a vodorovnou rovinou. Jelikož se tyto dva úhly vzájemně doplňují, kosinus jednoho z nich se rovná sinu druhého. Oba je lze vypočítat pomocí stejného vzorce pomocí výsledků z sférická trigonometrie.^[1]^[2] V poledne je zenitový úhel minimální a rovná se zeměpisné šířce minus sluneční sklon. To je základ, kterým se staří námořníci plavili po oceánech.^[3]

Vzorec

{ displaystyle cos theta _ {s} = sin alpha _ {s} = sin Phi sin delta + cos Phi cos delta cos h}

kde

${ displaystyle theta _ {s}}$ je sluneční zenitový úhel
${ displaystyle alpha _ {s}}$ je sluneční elevační úhel nebo sluneční výškový úhel, ${ displaystyle alpha _ {s}}$ = 90° – ${ displaystyle theta _ {s}}$
${ displaystyle h}$ je hodinový úhel, v místním sluneční čas.
${ displaystyle delta}$ je aktuální skloňování Slunce
${ displaystyle Phi}$ je místní zeměpisná šířka.

Upozornění

Vypočtené hodnoty jsou přibližné kvůli rozdílu mezi běžná / geodetická šířka a geocentrická zeměpisná šířka. Nicméně dvě hodnoty lišit o méně než 12 obloukové minuty, což je menší než zdánlivý úhlový poloměr slunce.

Vzorec také zanedbává účinek atmosférický lom.^[4]

Aplikace

Východ slunce západ slunce

Západ a východ slunce nastávají (přibližně), když je zenitový úhel 90 °, kde je hodinový úhel h₀ splňuje^[2]

{ displaystyle cos h_ {0} = - tan Phi tan delta.}

Přesné časy západu slunce a východ slunce nastane, když se horní končetina Slunce jeví, jak se láme atmosférou, na obzoru.

Albedo

Vážený denní průměr zenitového úhlu, který se používá při výpočtu lokálního albedo Země, darováno

{ displaystyle { overline { cos theta _ {s}}} = { frac { int _ {- h_ {0}} ^ {h_ {0}} Q cos theta _ {s} { text {d}} h} { int _ {- h_ {0}} ^ {h_ {0}} Q { text {d}} h}}}

kde Q je okamžitý ozáření.^[2]

Souhrn zvláštních úhlů

Například sluneční elevační úhel je:

90 °, pokud jste na rovníku, den rovnodennosti, ve sluneční hodině dvanáct
blízko 0 ° při západu slunce nebo při východu slunce
mezi -90 ° a 0 ° v noci (půlnoc)

Přesný výpočet je uveden v poloha Slunce. Jiná aproximace existují jinde.^[5]

Viz také

Reference

^ Jacobson, Mark Z. (2005). Základy modelování atmosféry (2. vyd.). Cambridge University Press. p.317. ISBN 0521548659.
^ ^A ^b ^C Hartmann, Dennis L. (1994). Globální fyzikální klimatologie. Akademický tisk. p.30. ISBN 0080571638.
^ Bonan, Gordon (2005). Ekologická klimatologie: koncepty a aplikace. Cambridge University Press. p. 62. ISBN 9781316425190. Citováno 13. listopadu 2019.
^ Woolf, Harold M. (1968). "O výpočtu úhlů slunečního záření a stanovení časů východu a západu slunce". NASA Technical Memorandu, X-1646. Washington, D.C .: 3.
^ livioflores-ga. "Rovnice vědět, kde je Slunce na daném místě v dané datum a čas". Citováno 9. března 2013.

[1] Jacobson, Mark Z. (2005). Základy modelování atmosféry (2. vyd.). Cambridge University Press. p.317. ISBN 0521548659.

[hartmann-2] A ^b ^C Hartmann, Dennis L. (1994). Globální fyzikální klimatologie. Akademický tisk. p.30. ISBN 0080571638.

[3] Bonan, Gordon (2005). Ekologická klimatologie: koncepty a aplikace. Cambridge University Press. p. 62. ISBN 9781316425190. Citováno 13. listopadu 2019.

[4] Woolf, Harold M. (1968). "O výpočtu úhlů slunečního záření a stanovení časů východu a západu slunce". NASA Technical Memorandu, X-1646. Washington, D.C .: 3.

[5] vioflores-ga. "Rovnice vědět, kde je Slunce na daném místě v dané datum a čas". Citováno 9. března 2013.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]