经纬度总结,依据经纬度和日期计算日出日落时

2019-05-24 10:57栏目:必发365登录

《周礼》,天官冢宰下有这么一段话:日至之景,尺有五寸,谓之地中。天地之所合也,四时之所交也,风雨之所会也,阴阳之所和也。但是百物阜安,乃建王国焉。这几句话的情趣是说树立壹根八尺长的圭臬,大寒日深夜时节,要是这里标杆的影长和土圭的长度(一尺五寸)相等,那么这里正是“地中”,王都就在此地建造。立夏日,杆长八尺,影长1尺五寸,有了那么些数据,大家就会总计出“地中”所在的纬度地方。

直接总括日出和日落时间会比较复杂,能够经过测算本地的“正午”时间、本地的“白天”时间长度,用正午日子平均白天时间长度,获得地方的日出时间和日落时间。

  第一章 知识大盘点

出于北回归线的岗位在历史上是活动不定的,由此在测算从前,我们供给先分明十分时代北回归线所在的纬度地点。战国是前十4陆至前77一,大家无妨暂时录取前一千年,也正是是夏朝初年。

计量正虎时间

二个地点的正辰时间,能够透过地点经度与地方所属时区经度的差总结得到。全世界有2两个时区,每一种时区相隔一小时,因而每种时区之间距离的经度是 360 / 二四 = 一伍°。已东京为例,Hong Kong所属时区为东8区,东八区的核清热散毒度是壹五 * 8 = 120°(因而东八区的限量是11二.五° - 1二柒.5°)。

Hong Kong的经度是116.四六,与东八区中坚相差 120 - 11六.四陆 = 三.5四,又因为一小时约等于1五°,可得

时差 = 3.54 * 1 / 15 = 0.236 小时 = 14.16 分钟

地球是自西向西旋转,由此经度小于时区宗旨的地方,正午来得比时区宗旨要晚,正猪时间是1二:00

  • 时差

从而东京(Tokyo)的正龙时间应当是 12 0.236 = 1二.23陆 时辰

  地理必修壹

出于北回归线所在纬度与黄赤交角数值相等,故大家得以用那些公式来推算北回归线所在纬度:

测算白天的时间长度

图片 1图1

贰个地点白天的时间长度,可以由自然角度下的太阳光照射出的日夜分隔线(上海体育场地经过B点的斜线),切割那个地点的纬线比例获取。纬线一圈是二四钟头,依据切割比例就能够得出本地的白昼时间长度。

图片 2图2

用直观一点的图二来解释,太阳以一定角度斜射地球,A地方此刻是上午,白天是B壹-A-B二,夜晚是B一-C-B2,因而A点的白昼岁月为B一-A-B2所占的角度在2四钟头中的占比。

先来看图二的左边手,假若上海教室中阳光入射角为α,A点的纬度为θ,依照三角函数可得:

O‘B / O'O = tanα

O'O / AO = sinθ

所以 O'O = AO * sin θ ,O'B = O'O * tanα = AO * sin θ * tanα

再看图二的右侧,是以此纬度截面包车型大巴平面图:

已知 O'B = r * sin θ * tanα

O'B壹 是以此纬度截面包车型客车圆的半径 r',那些半径的估量方法在上篇总括经纬度距离的篇章中已经交付:r' = r * cosθ

故而 O'B壹 与 O'B 的夹角 cosβ = O'B / O'B壹,那样我们就会揣度出β

最终能够赢得:A点的白昼角度 = (360 - β * 二) A点的白昼岁月 = A点的白昼角度 / 360 * 24

为了实行上边这么些总括,须要知道A点阳光入射角为α

  一、地理总结专题

ε=23°27′08.26″-0.46845″×(t-1900)

算算阳光入射角α

日光入射角α是太阳光线与地球赤道面包车型大巴夹角,小满和白露时α = 0,夏至时α = 二三°二7′,冬至节时α = - 2三°二七′。因为一年有3陆伍天(临时忽略闰年的相对误差),小暑、大寒、立秋、冬至节把365天资为四个部分,由此得以依靠具体日子,拿到那个日期的α。

  一.经纬度计算:经度差与地点时差算经度——地点时每相差1钟头,经度相差1五°;纬差法与正午阳光高度算纬度——正午太阳中度相差多少,纬度相差多少;北极星的仰角即地平高度等于本地地理纬度;经纬线上长度算经纬度——1°经线长11一km,壹°纬线长111 cosφ km(φ为纬度)。

内部“ε”是黄赤交角大小,t是农历的年份

末了,举个例证

以首都,2月二十五日为例,落在大暑到立春的间隔内,是大暑之后65天。而小雪到冬至节一共有9贰天,那些间隔已经过去了陆伍%,因而得以测算得出四月215日的 α = 二三°2七′ * 0.71 = 16.65

今治市的经度:11六.肆陆,纬度:3玖.玖二,7月2二1二十四日太阳光与赤道的夹角 α = 1六.陆伍

代入上边的公式:

O'B = r * sin θ * tanα = r * sin 39.92 * tan 16.65

O'B1 = r' = r * cosθ = r * cos 39.92

cosβ = O'B / O'B1 ; β = arccos(O'B / O'B1) = arccos(r * sin 39.92 * tan 16.65 / r * cos 39.92)

上海市白天在纬度切面所占的角度 = (360 - β * 2)

京城白天在纬度切面所占的日子 = (360 - β * 2) / 360 * 24 = 208.96 / 360 * 24 = 13.93 h

又办事处方的计量,东京(Tokyo)的其实正牛时间是 12.236小时

日出时间 = 1二.23陆 一三.玖三 / 二 = 伍.贰7,大致是 0伍:1陆

日落时间= 1二.236 - 一叁.玖叁 / 贰 = 19.20壹,差不离是 1九:1贰

  二.比例尺总结:比例尺=图上相差/实地距离

当t=‐1000时,大家可总括得周初的北回归线纬度约是北纬二叁°4玖′四柒″。

备注

以上办法只好收获八个粗略的日出日落时间,与实际时间有相当大的引用误差,仅用于领悟日出日落时间的乘除方法。

  3.海拔和相对可观的猜度:等高线图上Infiniti制两地相对可观的计量可依赖(n-1)d≤Δh<(n+1)d(个中n表示两地间差异样高线的条数,d表示等高距)。

地历史学上有3个定律:两地之间的正午太阳中度差等于两地之间的纬度差。

  4.有关时间测算:(壹)某地时区数=该地经度÷一5,对商取整数部分,倒数部分四舍伍入;(2)根据各时区中益气解热线的地点时即为本时区区时,相邻的五个时区的区时相差一钟头,即求某地区区时=已知地区时±两地时区,注意东加西减;(三)依照东早西晚,经度每相差一5°,地点时偏离1钟头。求某地地点时=已知某地地点时±(两地经度差×四分钟/一°),注意东加西减;(四)日期界线有两条,自然界线即地点时0:00经线,以东早一天,为新的一天,以西晚一天,为旧的一天;人为界线即国际日期改动线,也正是180°经线(但两个并不完全重叠),规定日界线以东晚一天,为旧的一天,以西早一天,为新的一天;新的一天的范围即从地点时0:00经线向北到180°经线的界定;新的一天的界定=180°经线的地点时×1五。(伍)南充图上晨线与赤道交点所在经线地点时为 六:00,昏线与赤道交点所在经线的地方时为1八:00;晨昏线与某纬线的切点所在经线为0:00(切点为极昼)或1二:00(切点为极夜)。

图片 3

  伍.阳光中度及正午阳光中度总结:(一)太阳高度由阳光直射点(H=90°)向周边以同心圆的款式递减,到晨昏线上为0,昼半球H>0°,夜半球H<0°,晨昏线上H=0°。解题方法自然要注意把等太阳中度线图转化为娄底图,关键是留意中央点或为太阳直射点,或为夜半球中式点心。(2)正午阳光中度的遍及是由阳光直射点所在纬度往东北两侧递减,计算时相似选拔纬差法,即两地纬度相差多少,正午太阳高度也离开多少。

我们若是点A是“地中”,点B是与点A处在同一经度的北回归线上的有些,上海体育场合体现的是公元前一千年寒露日这天点A处在正丑时刻的状态。此时阳光直射北回归线上的点B,相当于说点B的太阳高度角为90°,而此时的点A,一个8尺高的榜样被竖立起来,A地的场馆如下图所示。

  六.昼夜长短总结:某地昼长等于该地所在纬线圈昼弧度数除以1伍°;日出时刻=12-昼长/2=夜长/二;日落时刻=12+昼长/二=2四-夜长/贰;极昼区昼长为二四钟头,极夜区昼长为0时辰,赤道上各处昼长永久是1贰钟头,两分日全世界外省昼长均为1二小时;纬度一样,昼夜长短相等,日出日落时刻一样;差异半球一样纬度的两地昼夜长短相反,即某地昼长=对应另2/肆球一样纬度大小地的夜长。

图片 4

  贰、太阳中度专项论题连串

中间,线段DH表示八尺的轨范,直线HE是太阳照射的动向,线段DE是典范投在地上的阴影,∠HED是此时A地的阳光高度角,由于此时北回归线上B地的太阳中度角是90°,在△HDE中恰与∠HDE等值,所以A、B两地的日光中度差=(90°-∠HED)=(∠HDE-∠HED)=∠DHE=∠α

  1.等太阳高度线图的判读

又因为这时候影子长度=土圭长度=一.五尺,

  等太阳中度线图能够用作是以阳光直射点为宗旨的俯视图,判读时需领会以下情势,有助于科学解答难题:

所以tanα=DE/HD=1.5/8=0.1875

  (1)图的着力为太阳直射点,太阳中度以该点为基本向四周慢慢下滑;通过该点的经线即太阳直射的经线,地方时是12点;通过该点的纬线即为太阳直射的纬线,其正午阳光中度为90度。正午阳光中度的布满规律从太阳直射的纬线向北北慢慢下落。依照太阳直射纬线推断直射点所在的半球及季节,并认清与之毛将焉附互为表里的地理气象。注意区分太阳中度和正午太阳中度布满规律的例外。

可得出α≈10.62°=10°37′12″

  (二)在太阳直射的经线上,太阳中度相差多少度,纬度就离开多少度,据此可总括该经线上某一点的纬度数值;假设太阳直射赤道,则赤道上阳光中度相差多少度,经度就相差多少度;假若太阳直射点不在赤道,则阳光中度相差多少度,经度的差值一定大于太阳高度的差值,以此推算该纬线上某一点的经度和地方时。

又因为B地所在的纬度地方约是,

  (三)假使图成功注了太阳中度的数值,则视具体数值而判断:一是最外面的大圆圈为0°等太阳中度线,即为晨昏线,一般是太阳直射经线以东最大的半圆形为昏线,以西最大的半圆为晨线;二是图中最大的圆形不是0°等太阳中度线,因而,也就不是晨昏线。假使没有标明太阳中度的数值,在图中最外侧的大圆圈上阳光高度为0°,即晨昏线。

且“两地之间的正午太阳中度差等于两地之间的纬度差”,

  (四)由于阳光直射经线上阳光中度南北跨度为180度,当太阳直射赤道时,此经线最北点为北极,最南点为南极;太阳直射北半球时,北极点在最北点以南,图上并没有南极点;太阳直射南半球时,相反。

所以点A的纬度地点=点B的纬度地方+两地的纬度差α=2三°4九′肆七″+10°叁7′1二″=3四°二六′59″≈3四°二7′

  二.日影的通向和长度变化

相当于说,根据《周礼》所记载的艺术,所得的名特别巨惠的“地中”的纬度地方应该在北纬34°②柒′周围。

  (一)正午日影朝向和长短变化

而接下去的主题材料尽管,如若《周礼》的记叙精确的话,哪个地方是“地中”呢?由于“地中”又兼有另3个特种地位:都城的八方,而最有非常大或然变成“地中”的地址大概有五个:镐京和洛邑。

  正午日影的朝向取决于太阳直射点的职位。由于太阳直射点在南北回归线之间周年往返移动,正午日影朝向不只有随空间,而且随时间变化而改动。

镐京,其职责一般认为是在沣河东岸1带,在北纬34°1三′附近,与优质的“地中”比较偏南了约1四′;洛邑,依据今毛果木离草城公园的纬度北纬3肆°40′,与杰出的“地中”比较又偏北了约1叁′。可知两地一偏南一偏北,而测量误差颇为周围,换算成实际上抽样误差异离大致在25千米左右。

  在北回归线以北地区,正午日影始终朝北。北半球冬至日,北回归线及其以北地区正午太阳中度最大,正午日影最短。北半球冬至节日,太阳直射在南回归线上,北回归线及其以北地区正午太阳中度最小,日影最长。

其它还恐怕有一种情况能够设想,在于西周最初相距300年上述的西周时代,北回归线的纬度又有了零星变化,而《周礼》所记载的艺术是在周朝所实施,有未有这种或许啊?其实,在这几百多年的岁月里,北回归线的改造唯有几分,而且是往西移动的,由于洛邑的职位在周初就在美丽“地中”的正北,随着“地中”的南移,到了西周洛邑与优质“地中”的岗位只会更远而不会更近,当然,与周初也唯有有几分(数英里)的出入。

  在南回归线以南地区,正午的日影始终朝南。北半球冬节日,南回归线以南地区正午太阳中度最大,正午日影最短。北半球小雪日,南回归线及其以南地区正午太阳高度最小,日影最长。

结果就好像比较令人消沉,也许我们得以认为,所谓的壹尺5寸的黑影可是是二个约数,大家不要紧以洛邑为例回推一下,也等于说,大家再度重回周初,站在未来已知的洛邑的职位上,在小雪日深夜拿一根八尺长的标杆,看看投在地上的影长是稍微。

  在南北回归线之间,一年有三回太阳直射(回归线上唯有一次),日影最短(日影与实体自身重合)。

大家重新借助刚才的两幅图,现在,A地就是洛邑(北纬34°40′),B地仍是北回归线上的阳光直射点,DH是立在洛邑的1根八尺长的标杆。

  (二)日出、日落时日影朝向

此时,∠α=A、B两地的太阳中度差=A、B两地的纬度差=34°40′-二三°4九′47″=10°50′一三″≈十.⑧三七°

  在北半球春秋二分日,整个世界各市太阳从正东面升起,正西面落下。由此日出时日影朝西,日落时日影朝东。

所以tanα=tan10.837°≈0.19143

  北半球夏四个月,太阳直射北半球,北半球各州昼长于夜,举世各市(极昼区域除此而外)太阳从东北方升起,东北方落下。日出时日影朝向东北,日落时日影朝往东北。从立秋日至小满日,随着太阳直射点北移,太阳升起和落下方向也慢慢北移;从大暑日至大雪日,太阳直射点南移,太阳的升落方向也日趋向东移。

又tanα=DE/DH

  北半球冬3个月,太阳直射在南半球,北半球各州昼短于夜,南半球反之。全世界各州(极昼区域除此之外)太阳从西南方升起,西北方落下,由此日出时日影朝往南北,日落时日影朝向西南。从立夏日至亚岁日,随着太阳直射点南移、太阳的升落方向也逐步南移;从亚岁日至第二年的冬至节日,太阳直射点北移,太阳的升落方向也稳步北移。

所以DE/8寸=0.19143

  不问可见,太阳的升落方向(日影的朝向与升落方向相反)不只有随空间,而且随时间的变型而转换。从赤道开头,随着纬度的上涨,太阳的升落在南北方向上的变化幅度也稳步增大。

可得出DE=1.53144寸

相当于说,在洛邑,影长应比一尺五村稍长接近1/3寸,同样的,镐京的影长的固有误差也应在百分之三十三寸左右,当然与洛邑差异的是镐京的黑影是短了1/三寸。

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周代的寸未来形似以为是一寸大约合2.3一分米,也正是说影长的标称误差实际不到壹毫米,这种差距应当还可以,同不平日间也能在自然水准上印证《周礼》上所记载的京城与“地中”的涉及有着一定的可靠性。

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