方便好用的太陽方位角計算，掌上知日！ 在開展野外試驗的時候，經(jīng)常需要知道當時的太陽天頂角和方位角，比如測量地物反射率時，需要知道太陽天頂角，來選擇恰當?shù)幕野宸瓷渎是€。進行地物BRDF測量時，更需要知道太陽天頂角。 太陽天頂角和方位角可以通過經(jīng)緯儀實地測量得到，但是經(jīng)緯儀攜帶不便。只要知道當?shù)亟?jīng)緯度和時間，就可以根據(jù)下文的原理，計算得到當時當?shù)氐奶柼祉斀呛头轿唤恰?1日地距離 　　地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道是橢圓形的，太陽位于橢圓兩焦點中的一個。發(fā)自太陽到達地球表面的輻射能量與日地間距離的平方成反比，因此，一個準確的日地距離值R就變得十分重要了。日地平均距離R0，又稱天文單位， 1天文單位=1.496×108km 或者，更準確地講等于149597890±500km。日地距離的最小值（或稱近日點）為0.983天文單位，其日期大約在1月3日；而其最大值（或稱遠日點）為1.017天文單位，日期大約在7月4日。地球處于日地平均距離的日期為4月4日和10月5日。 　　由于日地距離對于任何一年的任何一天都是精確已知的，所以這個距離可用一個數(shù)學(xué)表達式表述。為了避免日地距離用具體長度計量單位表示過于冗長，一般均以其與日地平均距離比值的平方表示，即ER=（r／r0）2，也有的表達式用的是其倒數(shù)，即r0／r，這并無實質(zhì)區(qū)別，只是在使用時，需要注意，不可混淆。 　　我們得到的數(shù)學(xué)表達式為 　　ER=1.000423＋0.032359sinθ＋0.000086sin2θ－0.008349cosθ＋0.000115cos2θ（1） 式中θ稱日角，即 θ=2πt／365.2422 （2） 這里t又由兩部分組成，即 t=N－N0 （3） 式中N為積日，所謂積日，就是日期在年內(nèi)的順序號，例如，1月1日其積日為1，平年12月31日的積日為365，閏年則為366，等等。 　　N0=79.6764＋0.2422×（年份－1985） －INT〔（年份－1985）／4〕 （4） 2太陽赤緯角 　　地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面稱黃道面，而地球的自轉(zhuǎn)軸稱極軸。極軸與黃道面不是垂直相交，而是呈66.5°角，并且這個角度在公轉(zhuǎn)中始終維持不變。正是由于這一原因形成了每日中午時刻太陽高度的不同，以及隨之而來的四季的變遷。太陽高度的變化可以從圖1中形象地看到。圖中日地中心的連線與赤道面間的夾角每天（實際上是每一瞬間）均處在變化之中，這個角度稱為太陽赤緯角。它在春分和秋分時刻等于零，而在夏至和冬至?xí)r刻有極值，分別為正負23.442°。 圖1地球繞太陽運行軌跡 　　由于太陽赤緯角在周年運動中任何時刻的具體值都是嚴格已知的，所以它（ED）也可以用與式（1）相類似的表達式表述，即： 　　ED=0.3723＋23.2567sinθ＋0.1149sin2θ －0.1712sin3θ－0.758cosθ＋0.3656cos2θ ＋0.0201cos3θ（5） 式中θ的含義與式（1）中的相同。 3時差 　　真正的太陽在黃道上的運動不是勻速的，而是時快時慢，因此，真太陽日的長短也就各不相同。但人們的實際生活需要一種均勻不變的時間單位，這就需要尋找一個假想的太陽，它以均勻的速度在運行。這個假想的太陽就稱為平太陽，其周日的持續(xù)時間稱平太陽日，由此而來的小時稱為平太陽時。 　　平太陽時S是基本均勻的時間計量系統(tǒng)，與人們的生活息息相關(guān)。由于平太陽是假想的，因而無法實際觀測它，但它可以間接地從真太陽時S⊙求得，反之，也可以由平太陽時來求真太陽時。為此，需要一個差值來表達二者的關(guān)系，這個差值就是時差，以Et表示，即 S⊙=S＋Et（6） 　　由于真太陽的周年視運動是不均勻的，因此，時差也隨時都在變化著，但與地點無關(guān)，一年當中有4次為零，并有4次達到極大。時差也可以以式（1）相似的表達式表示： 　　Et=0.0028－1.9857sinθ＋9.9059sin2θ －7.0924cosθ－0.6882cos2θ （7） 　　上面，我們給出了3個計算式，從形式上講，它們與一般書籍中給出的并無不同。我們之所以又重新研究它，是因為以往的公式存在以下的通?。孩賹ζ侥旰烷c年不加區(qū)分，一方面，這對閏年就不好處理，另一方面，閏年的影響有累計效應(yīng)，會逐步增長；②即使是從當年天文年歷查到的數(shù)值，也是格林尼治經(jīng)度處0點時刻的數(shù)值，而我們所需要的數(shù)值，會因所在地點的地理經(jīng)度以及具體時刻與表值有異而不同。具體地講，一般要進行如下3項訂正： 　　（1）年度訂正：除非我們只用當年的天文年歷值，此外均需使用此項訂正，引入此項訂正的原因就是一回歸年的實際長度不是365日，而是365.2422日，但日歷上只有整日，不可能有小數(shù)日。假定我們選用的是1981年的表值，1982年再用時，就要加上－0.2（－0.2422）日的訂正了。這個訂正到了1983