太阳在哪里？读懂方位角、高度和季节变化

用两个角度定位天空中的一点

这套坐标称为地平坐标系，其基准就是观测者的当地地平线。可以把天空想象成半球：地平线是底边，头顶正上方是**天顶**。

• **方位角 A：** 沿地平线计量。Apphemeride 采用常见的北起东向约定：北0°、东90°、南180°、西270°。部分旧资料从南方起算，比较表格或仪器读数前应确认约定。
• 高度 h： 从地平线向上量，地平线为0°，天顶为90°，负值表示低于地平线。有时会使用天顶距，数值等于90°−h。

两者都与地点直接相关。同一时刻的太阳，在上海与乌鲁木齐的高度、方位不同，即使两地钟表都显示北京时间，也不能共用一组地平坐标。

太阳在一天里怎样移动

地球自转使太阳看起来沿日周圆运动。相对于天赤道的时角变化大约每小时15°，但这不意味着方位角或高度也始终每小时变化15°；后两者还与纬度和赤纬有关。

在上海、黄山这类北回归线以北的地点，太阳通常从东侧天空升起，在南方上中天，再向西侧落下。上中天是太阳当天的最高位置，发生在真太阳正午，并不固定等于钟表12点。经度与均时差共同决定它相对于标准时间的偏移。

正午高度由纬度与太阳赤纬决定，可概括为90°减去两者之差的绝对值。在北回归线以北，夏至时太阳较高、冬至时较低；两至之间的正午高度差接近47°。地点越向北，冬季太阳通常越低，长阴影也越明显。不要把这一规律无条件推广到热带或南半球。

一年中哪些方向会变

地轴相对于轨道法线倾斜约23.4°，使太阳赤纬在约+23.4°与−23.4°之间变化。这不仅改变正午高度，还让日出日落点沿地平线南北移动。

上海附近，六月日出偏东北、日落偏西北，太阳在天空中走过较长的昼弧；十二月的出没点偏东南和西南，昼弧较短。春秋分前后，太阳接近正东升、正西落。越向高纬，这种出没方位的季节变化通常越显著，最后会出现没有日出或日落的极地情形。

大气折射会改变可见太阳触及地平线的时刻，出没方位也会随之略变。偏移方向需要结合上升或下降的轨迹判断，不宜笼统地说折射总让太阳“向北移动”。

影子、光伏、庭院与摄影

看影子。 在水平地面上，对竖直物体而言，太阳越低，影子越长；太阳高度45°时，影长与物高相等。冬季正午的影子往往比夏季长得多。判断上海住宅冬季采光，应同时考虑太阳高度、方位以及邻楼的位置，不能只看“朝南”两个字。

理解光伏朝向。 太阳方向与高度是判断受光角度的基础，但实际发电量还受遮挡、屋面、设备、云量和温度影响。适合某个欧洲纬度的固定倾角不是中国各地的通用方案；东西朝向和南向系统也会形成不同的日内受光分布。Apphemeride 提供天文位置，不是完整的光伏发电模拟工具。

安排摄影与空间采光。 太阳何时沿街道方向照来，什么时候越过山峰或出现在窗外，可以用太阳方位、高度与目标方向比较。伸直手臂的一拳大约覆盖10°，只适合粗估；手臂和手掌比例不同会带来差异，精确构图仍应核对数值与现场视线。

保护眼睛。 不要靠直视太阳确定角度。可参考影子或应用数据；如使用太阳投影，只能采用专为此设计、按说明操作的设备，不能把普通望远镜随意对准太阳。

精密计算还要区分什么

几何位置与视位置有所不同。大气折射在近地平处可能把太阳抬高约半度；太阳越高，折射通常越小，天顶方向为零。气温与气压变化会使实际折射偏离标准模型。

精密测量还会考虑视差以及观测者相对于地球中心的位置。太阳的地平视差只有约9角秒，日常影子判断未必敏感，但测量和导航需要保持定义一致。观测高度还影响地平俯角，尤其要与前方山体或建筑遮挡区分。

在南回归线以南，太阳上中天位于北方；在两回归线之间，则可能在北方或南方，特定日期还可接近天顶。因此，“正午太阳一定在南方”只适用于明确的地理范围。