日照的基本原理

(一)地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的規(guī)律
1．地球圍繞太陽(yáng)進(jìn)行公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為一年；
2．地球沿固定的軌道平面(黃道面)進(jìn)行公轉(zhuǎn)；
3．地球公轉(zhuǎn)時(shí)，地軸與黃道面固定成66033'的夾角。
(二)太陽(yáng)赤緯角
1．赤緯角：太陽(yáng)光線與赤道面的夾角，用δ表示，單位度。
2．對(duì)太陽(yáng)赤緯角規(guī)定
太陽(yáng)光線直射地球赤道時(shí) δ＝0；
從赤道面起，指向北極 δ>0；
從赤道面起，指向南極 δ<0。
3．太陽(yáng)赤緯角的變化
地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的過(guò)程中，不同的季節(jié)有不同的太陽(yáng)赤緯角。太陽(yáng)赤緯角的變化范 圍是：-23027’-23027’。從春分、夏至到秋分，太陽(yáng)赤緯角δ>0，從秋分、冬至到春分，太陽(yáng)赤緯角δ<0。
一般季節(jié)的太陽(yáng)赤緯角可查主要季節(jié)太陽(yáng)赤緯角δ值表確定。特殊季節(jié)赤緯角δ的 值如下：
春、秋分：δ=00
冬至日：δ=-23027’，
夏至日: δ=23027’
(三)時(shí)角
1．時(shí)角
太陽(yáng)所在時(shí)圈與通過(guò)當(dāng)?shù)卣�南方向的時(shí)圈（子午圈）構(gòu)成的夾角稱為時(shí)角，用符號(hào)Ω表示，單位度。
2．對(duì)時(shí)角的規(guī)定
對(duì)時(shí)角的規(guī)定是：
正午：Ω＝0；
下午：Ω>0；
上午：Ω
3．時(shí)角Ω的計(jì)算
地球自轉(zhuǎn)一周為一天(24小時(shí))，時(shí)角每小時(shí)變化15‘。
Ω＝15·(Tm－12) (14-50)
式中 Tm——地方平均太陽(yáng)時(shí)，h。
（四）地方平均太陽(yáng)時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)
日照計(jì)算使用的時(shí)間均為地方平均太陽(yáng)時(shí)，而日常鐘表所指示的時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，兩者之間需要換算。
標(biāo)準(zhǔn)時(shí)是各個(gè)國(guó)家根據(jù)所處的地理位置和范圍，劃定所有地區(qū)的時(shí)間以某一中心子午線的時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間。格林尼治天文臺(tái)所在經(jīng)度為零經(jīng)度線(本初子午線)，由此分別向東、西各分為1800，稱為東經(jīng)和西經(jīng)；每150劃分為一個(gè)時(shí)區(qū)，每個(gè)時(shí)區(qū)中心子午線的時(shí)間即為該時(shí)區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。我國(guó)是以東8區(qū)的中心子午線(東經(jīng)1200)為依據(jù)作為北京時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)。
地方平均太陽(yáng)時(shí)和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的近似換算關(guān)系為：
To＝Tm+4(L0—Lm) (14-51)
式中 Tm --地方時(shí)間子午圈所處的經(jīng)度，單位為度；
To——標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間子午圈所處的經(jīng)度，單位為度；
4(L0—Lm)——時(shí)差，單位為分。
（五）太陽(yáng)位置的確定
1，太陽(yáng)高度角hs
1）太陽(yáng)高度角：太陽(yáng)光線和地平面的夾角，單位為度。
(1)太陽(yáng)高度角的計(jì)算
Sinhs＝sinφ·sinδ+cosφ·cosδ．cosΩ (14-52)
式中 φ-當(dāng)?shù)鼐暥�，度�?br> δ—當(dāng)天太陽(yáng)赤緯角f，度；
Ω—時(shí)角，度。
(3)特殊時(shí)刻的太陽(yáng)高度角
日出、日沒(méi)時(shí)：太陽(yáng)高度角hs為0；
正午時(shí)：太陽(yáng)高度角。
2,太陽(yáng)方位角As
太陽(yáng)方位角：太陽(yáng)光線在地平面上的投影線與地平面正南方向所夾的角，單位為度。規(guī)定：
正南方向 As＝0；
從正南方向順時(shí)針(下午) As>0；
從正南方向逆時(shí)針(上午) As<0。
(2)太陽(yáng)方位角的計(jì)算
cos As= (sinφ.sinhs-sinδ)/ cosφ·coshs (14-53)