什么是太阳高度角？
太阳高度角（又称太阳仰角，符号 \(\alpha\)）指太阳与当地地平线之间的夹角。日出和日落时为 0°，正午时达到最大值，当太阳落到地平线以下时则为负值。掌握太阳高度角，对于光伏板安装角度、阴影分析、自然采光设计以及天文观测都至关重要。本计算器适用于地球上任何地点，没有地域限制。
如何使用本计算器
请输入三个数值：你所在的纬度（北半球取正值，南半球取负值）；当天的太阳赤纬 \(\delta\)（全年在 −23.45° 至 +23.45° 之间变化，春分和秋分时为 0°）；以及时角 \(H\)（太阳正午时为 0°，正午之后每过一小时增加 15°，正午之前每过一小时减少 15°）。计算器会返回太阳高度角、与之互余的天顶角，以及对应的正弦原始值。
公式详解
太阳位置由下式求得：
$$\sin(\alpha) = \sin(\phi)\cdot\sin(\delta) + \cos(\phi)\cdot\cos(\delta)\cdot\cos(H)$$其中 \(\phi\) 为纬度，\(\delta\) 为太阳赤纬，\(H\) 为时角。计算时所有角度都会先在内部转换为弧度。对结果取反正弦即可得到高度角 \(\alpha\)，而天顶角就等于 \(90° - \alpha\)。
计算实例
设纬度 \(\phi = 40°\)，赤纬 \(\delta = 20°\)，正午时 \(H = 0°\)：
$$\sin(\alpha) = \sin 40\cdot\sin 20 + \cos 40\cdot\cos 20\cdot 1 = 0.6428\cdot 0.3420 + 0.7660\cdot 0.9397 = 0.2199 + 0.7198 = 0.9397$$因此 \(\alpha = \arcsin(0.9397) \approx 70°\)，天顶角约为 20°。
常见问题
什么是时角？时角衡量太阳相对于正午的位置，每过一小时变化 15°。上午为负值，下午为正值。
太阳赤纬怎么获取？一个常用的近似公式是 $$\delta = 23.45°\cdot\sin\!\left(\frac{360\cdot(284 + N)}{365}\right)$$ 其中 \(N\) 是一年中的第几天。
为什么我算出的高度角是负数？负值表示太阳此刻位于地平线以下，也就是说在该时角下当地正处于夜晚或暮光时段。
