小編整理： 根據(jù)題目描述，太陽(yáng)高度角是指太陽(yáng)光的入射方向和地平面之間的夾角，專(zhuān)業(yè)上講太陽(yáng)高度角是指某地太陽(yáng)光線(xiàn)與通過(guò)該地與地心相連的地表切面的夾角。
當(dāng)太陽(yáng)高度角為90°時(shí)，此時(shí)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度最大；當(dāng)太陽(yáng)斜射地面時(shí)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度就小。
因此，太陽(yáng)高度角是影響太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的重要因素。
太陽(yáng)高度角 對(duì)于地球上的某個(gè)地點(diǎn)，太陽(yáng)高度角是指太陽(yáng)光的 入射方向 和地平面之間的夾角，專(zhuān)業(yè)上講太陽(yáng)高度角是指某地太陽(yáng)光線(xiàn)與通過(guò)該地與地心相連的地表切面的夾角。太陽(yáng)高度角簡(jiǎn)稱(chēng)高度角。當(dāng)太陽(yáng)高度角為90°時(shí)，此時(shí)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度最大；當(dāng)太陽(yáng)斜射地面時(shí)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度就小。
定義 太陽(yáng)高度角簡(jiǎn)稱(chēng)太陽(yáng)高度(其實(shí)是角度)。
太陽(yáng)高度是決定地球表面獲得太陽(yáng)熱能數(shù)量的最重要的因素。
我們用h來(lái)表示這個(gè)角度，它在數(shù)值上等于太陽(yáng)在地球 地平坐標(biāo)系 中的地平高度。
一般時(shí)間 太陽(yáng)高度角隨著地方時(shí)和太陽(yáng)的赤緯的變化而變化。 太陽(yáng)赤緯 （與太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度相等）以δ表示，觀測(cè)地地理緯度用φ表示（太陽(yáng)赤緯與地理緯度都是北緯為正，南緯為負(fù)），地方時(shí)(時(shí)角)以t表示，有太陽(yáng)高度角的計(jì)算公式 sin h= sin φ sin δ+cos φ cosδ cos t
正午時(shí)間 日升日落，同一地點(diǎn)一天內(nèi)太陽(yáng)高度角是不斷變化的。時(shí)角是以正午12點(diǎn)為0度開(kāi)始算，每一小時(shí)為15度。即14點(diǎn)和10點(diǎn)分別為30度和-30度。日出日落時(shí)角度都為0，正午時(shí)太陽(yáng)高度角最大（90°），時(shí)角為0，以上的公式可以簡(jiǎn)化為：
sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ
sin h=cos(φ－δ)
因此，
對(duì)于太陽(yáng)位于天頂以北的地區(qū)而言，h=90°－(φ－δ)；
對(duì)于太陽(yáng)位于天頂以南的地區(qū)而言，h=90°－(δ－φ)；
二者合并，因?yàn)闊o(wú)論是(φ－δ)還是(δ－φ)，都是為了求當(dāng)?shù)鼐暥扰c太陽(yáng)直射緯度之差，不會(huì)是負(fù)的，因此都等于它的絕對(duì)值，所以正午太陽(yáng)高度角計(jì)算公式：
h=90°-|φ-δ|
具體計(jì)算：
還是舉個(gè)例子來(lái)推導(dǎo)，假設(shè) 春分日 （秋分日也可，太陽(yáng)直射點(diǎn)在赤道）某時(shí)刻太陽(yáng)直射(0°，120°E)這一點(diǎn)，120°E 經(jīng)線(xiàn) 上各點(diǎn)都是正午。 對(duì)于(0°，120°E)這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它離太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度距離是0°，它的太陽(yáng)高度角就是90°。
另外一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，（1°N，120°E）與太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度差為1°
此時(shí)，這一點(diǎn)的太陽(yáng)高度角為89°（根據(jù)上面的公式h=90°-|φ-δ|）。
（1°S，120°E）與太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度差也是1°。
因此，當(dāng)?shù)氐奶?yáng)高度角也是89°！
同一時(shí)刻，下列各觀測(cè)點(diǎn)，報(bào)告的太陽(yáng)高度角度數(shù)如下：
南北緯2°（與太陽(yáng)直射點(diǎn)相距2°）：88°（=90°－2°）
南北緯3°（與太陽(yáng)直射點(diǎn)相距3°）：87°（=90°－3°）
南北緯30°（與太陽(yáng)直射點(diǎn)相距30°）：60°（=90°－30°）
南北緯80°（與太陽(yáng)直射點(diǎn)相距80°）：10°（=90°－80°）
南北緯90°（與太陽(yáng)直射點(diǎn)相距90°）：0°（=90°－90°）
赤緯算法 上述式子中都涉及太陽(yáng)赤緯，太陽(yáng)赤緯的算法如下：
由于太陽(yáng)赤緯角在周年運(yùn)動(dòng)中任何時(shí)刻的具體值都是嚴(yán)格已知的，所以它（ED）也可
以用與式（1）相類(lèi)似的表達(dá)式表述，即：
ED=0.3723+23.2567sinθ+0.1149sin2θ－0.1712sin3θ－0.758cosθ+0.3656cos
2θ+0.0201cos3θ（5）
式中θ稱(chēng)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(hào)，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〕
（式中INT表示取整數(shù)部分，例如INT(3.25)=3）
意義 在晨昏線(xiàn)上的各地太陽(yáng)高度為0 °，表示正經(jīng)歷晝夜更替；
在 晝半球 上的各地太陽(yáng)高度大于0°，表示白晝； 在夜半球上的各地太陽(yáng)高度小于0°，表示黑夜。
變化規(guī)律 1、緯度變化規(guī)律：由太陽(yáng)直射點(diǎn)所在 經(jīng)緯度 向南北兩側(cè)遞減。可推知與太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度相差一度，正午太陽(yáng)高度角就減小一度。(進(jìn)一步可得出：已知某一正午太陽(yáng)高度角，一般有兩條緯線(xiàn)等于此度數(shù))。 例如：太陽(yáng)直射20°N，這天全球正午太陽(yáng)高度角就從20°N向南北兩側(cè)逐漸遞減，19°N的正午太陽(yáng)高度角就等于89°。
即19°N的 正午太陽(yáng)高度 =90°-（太陽(yáng)直射點(diǎn)-該地緯度）=90°-（20°-19°）=89° 2、季節(jié)變化規(guī)律：太陽(yáng)直射點(diǎn)移來(lái)時(shí)漸增，移去時(shí)漸減(太陽(yáng)直射點(diǎn)相對(duì)某地所在緯線(xiàn)而言)。例如：對(duì)于31°N的地區(qū)，在12月22日(冬至日)至6月22日( 夏至日 )這段時(shí)間，正午太陽(yáng)高度角漸增，6月22日(夏至日)至12月22日(冬至日)這段時(shí)間，正午太陽(yáng)高度角漸減。 小結(jié)：
1、整個(gè)南或北半球，正午太陽(yáng)高度角能同時(shí)達(dá)全年最小值(該半球的冬至日)，但不能同時(shí)達(dá)全年最大值；
2、 南北回歸線(xiàn) 之間的地區(qū)，太陽(yáng)直射時(shí)達(dá)全年最大值，而非該半球的夏至日； 3、南北回歸線(xiàn)上一年一次最大值(該半球的夏至日)和最小值(該半球的冬至日)；南北回歸線(xiàn)之間的地區(qū)一年兩次最大值(太陽(yáng)直射時(shí))、一次最小值(該半球的冬至日)，但赤道一年各兩次；
4、回歸線(xiàn)以外的地區(qū)，一年各一次最大值(該半球的夏至日)和最小值(該半球的冬至日)。
發(fā)展歷程 2015年9月11日開(kāi)始的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中，其中本科組A題太陽(yáng)影子定位涉及到了 2016年5月18日開(kāi)始的東南大學(xué)本科生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中，其中B題的太陽(yáng)影子定位涉及到了此概念。
2016年8月18日開(kāi)始的青島科技大學(xué)數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)中，其中第五題的太陽(yáng)影子定位涉及到了此概念。
