二、日照基本原理
。ㄒ唬┑厍蚶@太陽(yáng)運(yùn)行的規(guī)律
地球按一定的軌道繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng),稱為公轉(zhuǎn)。公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為一年。地球公轉(zhuǎn)的軌道平面叫黃道面。由于地軸是傾斜的,它與黃道面約成66oC33′的交角。公轉(zhuǎn)時(shí),這個(gè)交角和地軸的傾斜方向都是固定不變的。太陽(yáng)光線垂直照射在地球上的范圍,在南、北23o27′緯度線之間作周期性變動(dòng)。這兩條緯度線分別稱為南回歸線和北回歸線。
。ǘ┨(yáng)赤緯角δ
通過(guò)地心并垂直地軸的平面與地球表面相交出來(lái)的圓,就是赤道。為了說(shuō)明地球公轉(zhuǎn)時(shí)陽(yáng)光直射地球的變動(dòng)范圍,引入太陽(yáng)赤緯角占的概念。它表示太陽(yáng)光線與地球赤道面所夾的圓心角。赤緯角是用來(lái)表征不同季節(jié)的一個(gè)數(shù)值。赤緯角從赤道面算起,向北為正,向南為負(fù),顯然有—23o27′≤δ≤—23o27′地球氣候在一年中的變化過(guò)程,要經(jīng)歷春分、夏至、秋分和冬至四個(gè)重要節(jié)氣。
春分:陽(yáng)光直射點(diǎn)在赤道上,赤緯角δ=0°,南北半球晝夜等長(zhǎng),均為12小時(shí)。
夏至:陽(yáng)光直射在北緯23o27'線(北回歸線),并切過(guò)北緯66o33'線(北極圈)。赤緯角δ=23o27‘,北半球白天最長(zhǎng)夜間最短,南半球則相反。
秋分:陽(yáng)光回到赤道,其赤緯角又為0o,南北半球的晝夜又是等長(zhǎng)。在北半球,夏至一秋分的季節(jié)視為夏季,晝長(zhǎng)夜短;南半球?yàn)槎荆归L(zhǎng)晝短。北極圈內(nèi)都處于面向太陽(yáng)的一側(cè),是“永晝”;南極圈內(nèi)則處在背太陽(yáng)的一側(cè),是“長(zhǎng)夜”。
冬至:陽(yáng)光直射在南緯23o27'線(南回歸線),且切過(guò)南緯66o33′線(南回歸線),其赤緯角δ=一23o27′,此日,北半球白天最短夜間最長(zhǎng);而南半球則相反。
。ㄈ⿻r(shí)角
太陽(yáng)所在的時(shí)圈與通過(guò)當(dāng)?shù)卣戏较虻臅r(shí)圈(子午圈)構(gòu)成的夾角稱為時(shí)角。地球自轉(zhuǎn)一周360o需一天時(shí)間,因而每小時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)角為15′。
式中Ω——地方太陽(yáng)時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)角,度,正午為零,上、下午對(duì)稱,下午為正,上午為負(fù);Tm——地方太陽(yáng)時(shí),h.