انتقل إلى المحتوى

حساب زاوية ارتفاع الشمس

لتمثيل موقع الشمس في السماء ، يجب أولاً تحديد نظام الإحداثيات المستخدم ، وهناك نوعان من الأنظمة الشائعة ، الأول هو نظام الإحداثيات الاستوائي والثاني هو نظام الإحداثيات الأفقي.

المفاهيم:

  • خط العرض \(\varphi\) : -90°~90° ، الشمال العرض إيجابي.

نظام الإحداثيات الاستوائي

يستخدم نظام الإحداثيات الاستوائي مستوى الاستواء كمستوى أساسي ، ويعرف موقع الشمس بواسطة زاوية العرض الاستوائية وزاوية الوقت.

  • زاوية العرض الاستوائية \(\delta\) : الزاوية بين خط الأرض ومستوى الاستواء.
  • زاوية الوقت \(\omega\) : سالبة في الصباح وموجبة في المساء ، وتكون مساوية للوقت بعد الظهر (بالساعات) مضروبة في 15°.

تتغير زاوية العرض الاستوائية بتغير موقع المدار التفاضلي بين خط العودة الشمالي وخط العودة الجنوبي (-23.45°~23.45°):

صيغة حساب زاوية العرض الاستوائية \(\delta\) كما يلي:

\[ \delta =23.45sin[360×(284+n)/365] \]

حيث n هو رقم التاريخ في السنة (1~365).

نظام الإحداثيات الأفقي

يستخدم نظام الإحداثيات الأفقي سطح الأرض الذي يتواجد فيه المراقب كمستوى أساسي. في نظام الإحداثيات الأفقي ، نستخدم زاوية الارتفاع وزاوية الاتجاه لتعريف موقع الشمس في السماء في وقت معين.

ملاحظة: يجب أن يكون لديك خيال هندسي لفهم هذا الرسم ، حيث يكون الدائرة على الورقة والشمس فوق الورقة.

  • زاوية الارتفاع \(\alpha_s\) : الزاوية بين خط الضوء الشمسي والمراقب ، وزاوية الإسقاط لهذا الخط على الأرض.
  • زاوية الاتجاه \(\gamma_s\) : الزاوية بين الإسقاط الأفقي لخط الضوء الشمسي على الأرض والخط الجنوبي الحقيقي. الاتجاه الجنوبي الحقيقي هو 0° ، القيم الموجبة تشير إلى الاتجاه الغربي ، والقيم السالبة تشير إلى الاتجاه الشرقي.

صيغة حساب زاوية الارتفاع \(\alpha_s\) كما يلي:

\[ sin \alpha_s =sin \varphi sin \delta+cos \varphi cos\delta cos \omega \]

صيغة حساب زاوية الاتجاه \(\gamma_s\) كما يلي:

\[ sin \gamma_s=\frac{cos \delta sin \omega}{cos \alpha} \]
\[ cos \gamma_s=\frac{sin \alpha sin \varphi - sin \alpha}{cos \alpha cos \varphi} \]

الوقت القانوني والوقت الشمسي الحقيقي

الوقت القانوني هو الوقت الإداري (مثل التوقيت الصيني) ، بينما الوقت الشمسي الحقيقي يعتمد على الوقت الظهر الحقيقي في الساعة 12 ظهرًا.

على سبيل المثال ، في بكين وأورومتشي ، يكون ارتفاع الشمس في الوقت الشمسي الحقيقي في الساعة 12 ظهرًا ، بينما في الوقت القانوني ، يكون ارتفاع الشمس في أورومتشي في أعلى نقطة له (أي الظهر) حوالي الساعة 14:00.

المراجع والشكر

عنوان النص: https://wiki-power.com/ يتم حماية هذا المقال بموجب اتفاقية CC BY-NC-SA 4.0، يُرجى ذكر المصدر عند إعادة النشر.

تمت ترجمة هذه المشاركة باستخدام ChatGPT، يرجى تزويدنا بتعليقاتكم إذا كانت هناك أي حذف أو إهمال.