太阳高度角影子计算器

日期 + 时刻 + 城市 → 太阳高度角 / 方位角与影子长度(NOAA 算法),附日出日落时刻、黄金时刻提示与太阳轨迹示意图

在线太阳影子计算器:想拍照避开影子、盖房算日照间距、户外活动看太阳位置——输入日期时刻与城市(北京/上海/广州/成都预设,支持自定义经纬度), 按 NOAA 太阳位置算法(儒略日 → 太阳赤纬 + 均时差 → 时角)算出太阳高度角与方位角,影子长度 = 物体高度 ÷ tan(高度角): 北京冬至正午太阳高度角约 26.7°,1.7m 的人影长约 3.4m;高度角 45° 时影长恰好等于身高。 同页给出当日日出 / 太阳正午 / 日落时刻、影子方位(太阳方位 + 180°)、黄金时刻区间提示(高度角 −4°~6°,摄影界常用口径)与太阳轨迹弧线示意图。 时区统一按东八区(UTC+8),全部在浏览器本地计算,不上传任何数据。

位置与时间

时刻按东八区(UTC+8)口径计算;国外坐标请自行换算成北京时间,或按当地时间估算(每差 1 小时约 15° 经度)。

常见:人 1.7 / 一层楼 3 / 电线杆 8 / 旗杆 12

请选择有效日期

太阳位置与影子

请选择有效的日期、时刻与经纬度

计算公式、算法来源与常见问题

核心公式(NOAA 太阳位置算法)

  • 儒略日 JD → 儒略世纪数 T =(JD − 2451545)/ 36525
  • 太阳赤纬 δ = asin( sin ε · sin λ ),ε 为黄赤交角、λ 为太阳视黄经(含地心黄经级数与章动近似项)
  • 均时差 EqT = 4·( y·sin2L₀ − 2e·sinM + 4ey·sinM·cos2L₀ − 0.5y²·sin4L₀ − 1.25e²·sin2M )(分钟)
  • 真太阳时 = 北京时刻 + EqT + 4·经度 − 480(分钟);时角 H = 真太阳时/4 − 180°
  • 高度角 alt = asin( sinφ·sinδ + cosφ·cosδ·cosH )
  • 方位角 az(正北顺时针)= atan2( −cosδ·sinH, cosφ·sinδ − sinφ·cosδ·cosH )
  • 影子长度 = 物体高度 ÷ tan(alt);影子方位 = 太阳方位 + 180°
  • 日出日落:cos H₀ = cos(90.833°)/(cosφ·cosδ) − tanφ·tanδ

算法来源与精度说明

本页采用 NOAA(美国国家海洋和大气管理局)Global Monitoring Laboratory 公布的太阳位置算法(基于 Jean Meeus《Astronomical Algorithms》的截断级数, 见 NOAA Solar Calculator / General Solar Position Calculations 说明页):含太阳赤纬级数、均时差与视黄经修正,与 NOAA 官方在线计算器结果典型偏差在 0.1° 以内。 时区统一按东八区(UTC+8);国外经纬度请换算时区后使用。黄金时刻按摄影界通行口径取高度角 −4° ~ 6° 区间(晨昏光比正午暖, 不同摄影流派对区间端点略有出入),日照间距等工程应用请以现行标准(如 GB 50180 建筑日照标准)与专业软件为准。

为什么冬至影子最长、夏至影子最短?

太阳高度角决定影子长短。北半球冬至太阳直射南回归线(赤纬约 -23.44°),中纬度地区正午高度角一年最低(北京约 26.6°),影长约是夏至(正午约 73°)的 3.7 倍。楼间距、采光设计都以冬至日有效日照为最不利工况。

影子方位和太阳方位是什么关系?

正好相反:影子方位 = 太阳方位 + 180°。上午太阳在东南、影子指向西北;正午(地方时)太阳在正南、影子朝正北;傍晚太阳在西偏北、影子指向东偏南。拍照想顺光/逆光、场地想留阴影区,用本页方位角即可规划。

「太阳正午」和手表 12:00 为什么不是一回事?

太阳正午是真太阳时 12:00(太阳过当地子午线、影子最短、指向正北的时刻),它 = 12:00 经均时差与经度相对东八区中央经线(120°E)的修正。北京在 116.4°E,比 120°E 偏西约 14 分钟,所以北京太阳正午常发生在 12:14 前后,全年还在 ±16 分钟均时差内摆动。

计算精度怎么样?能用于工程吗?

本页采用 NOAA 公布的 Meeus 截断级数算法,与 NOAA 官方计算器典型偏差小于 0.1°,方位角/影子长度对摄影、户外、晾晒、光伏倾角估算完全够用;但高层建筑日照分析、日照间距审批等法定场景须使用经审定的专业软件并按现行标准(GB 50180 等)执行。

什么是黄金时刻和蓝调时刻?

摄影界通行口径:太阳高度角 -4° ~ 6° 为黄金时刻(光线金黄柔和、影子拉长);日落后高度角 -4° ~ -6° 为蓝调时刻(天空深蓝、城市灯光与天光平衡)。两者每天各出现一次,时长随纬度与季节变化——纬度越高黄金时刻越长,赤道附近可能只有十几分钟。

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