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嚴格說來,籠統地認為太陽東升西落是不準確的。由於地球在公轉中地軸與軌道面發生傾斜,黃道面相對於赤道面存在著23度26分的交角,太陽直射點以一年為周期隨著季節變化而居於南北回歸線之間。直射點位置的變化,使得我們在不同季節看到的日出、日落的方位並不相同。
當太陽直射赤道,也就是春秋二分日,太陽光與緯線平行。這時候,太陽才是從正東方升起、往正西方落下。因此,在全年絕大多數日子,用太陽的位置直接判斷方位,會造成或多或少的誤差。
當太陽直射北半球,也就是春分到秋分之間的日子,太陽光與緯線形成指向西南方的夾角。這時候,全球各地除了極晝、極夜地區以外,太陽都是從東北方升起、往西北方落下,而且太陽直射點的緯度越移近北回歸線,各地日出、日落的方位就越偏北,夏至時偏至最北;緯度越高的地方,日出、日落的方位也越偏北,到了北緯80度地區,太陽從正北方升起、往正北方落下。
當太陽直射南半球,也就是秋分到第二年春分之間的日子,太陽光與緯線形成指向東北方的夾角。這時候,全球各地除了極晝、極夜地區以外,太陽都是從東南方升起、往西南方落下,而且太陽直射點的緯度越移近南回歸線,各地日出、日落的方位就越偏南,冬至時偏至最南;緯度越高的地方,日出、日落的方位也越偏南,到了南緯80度地區,太陽從正南方升起、往正南方落下。
在南北極點之上,太陽高度整天不變,無所謂升起與落下。
要計算一個地方在任意一天日出日落的方位角度,可以用下面的公式︰
方位角=90-0.5arcos[2(sinM/cosN)^2-1]
公式中,M表示的是某天太陽直射的緯度,N表示的是某地的緯度,^2表示平方。
例如,北京在北緯40度,則N=40,夏至這一天太陽直射北緯23.5度,即M=23.5,把N和M的值代入上式,可求得方位角=31度,也就是說,在北京人看來,太陽是從東偏北31度的方位升起,是在西偏北31度的方位落下的。
轉載自HK討論