浅谈太阳的方位辨识方向

由于黄赤交角和公转的存在，太阳直射点纬度、日出日落方位角都在不断周而复始的周期性变化。弄清楚这个也有利于户外辨认方向。
一、定性描述
1、太阳直射点纬度在赤道时，即秋分日或春分日，全球的日出日落方位分别为正东正西；
2、太阳直射点纬度在北半球时，即赤道至北回归线之间，即当年的春分日至秋分日之间，全球的日出日落方位分别为东偏北与西偏北，且对称；北半球出现极昼区域，南半球出现极夜区域，且对称；
3、太阳直射点纬度在南半球时，即赤道至南回归线之间，即当年的秋分日至次年春分日之间，全球的日出日落方位分别为东偏南与西偏南，且对称；北半球出现极夜区域，南半球出现极昼区域，且对称；

二、定量描述
1、定义
.太阳直射点纬度为： δ度 ，正值表示在北半球时，负值表示在南半球时，0值表示在赤道；
.日出方位角为：α度，以观测者所在的地平面为坐标平面并标定东南西北方位，日出日落点为太阳在天空运动的轨迹圈与观测者的地平面相交点，正值表示向北偏离东方的角度，负值表示向南偏离东方的角度；与日落方位角数值相同，做为日落方位角时，正值表示向北偏离西方的角度，负值表示向南偏离西方的角度；0值为正东或正西；
.观测者所在地纬度为：φ度 ，正值表示在北半球，负值表示在南半球，0值为在赤道；
.极夜或极昼的边界纬度为：β度，即该纬度以南或以北地区为极夜或极昼区域，具体根据定性描述判断昼或夜；

2016-6-22 21:40 上传

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2、通过几何运算有如下关系：

sin(α)=sin(δ)/cos(φ)
β=90-|δ|

.当观测者在赤道时，φ=0，cos(φ)=1，则日出方位角=太阳直射点的值；
.当直射点在赤道时，δ=0，sin(α)=0，α=0，全球各处观测太阳，均正东出正西落；
.当观测者正好在极昼的边界纬度时，φ=β=90-|δ|，sin(α)=sin(δ)/cos(90-|δ|)=sin(δ)/sin(δ)=1，α=90度，也就是日出日落都是东偏北90°，即日出日落都是正北方