太阳从哪里升起
- 来源:微型计算机Geek
- 关键字:太阳
- 发布时间:2010-10-29 15:32
列为看官莫要“鸡冻”，此文并不在任何宏观角度讨论当前打了鸡血的房市，也不涉及任何有关部门，仅从防晒、采光角度为选房者们提供技术支持。如果一定要给它定义个类别的话，你也可以叫它“FengShui”。
关于朝向
先回顾一下《G eek》在7月刊的房奴专题中介绍过的关于房屋朝向的知识。您一定还记得“面南背北”这一词儿，在万恶的旧社会，这是皇帝老儿的专利，只有这位大大爷家的房子可以这样修，也是传说中“左青龙，右白虎，前朱雀，后玄武”之绩优风水。
其实关于“面南背北”的诸多邪乎解说基本都是扯淡，这玩意之所以在北半球如此高贵，主要是因为这样修建的建筑具备冬暖夏凉，采光一流的特色，用流行词汇说，属于低碳、和谐型建筑。
其工作过程是这样滴：在北半球，当火辣的夏M M来临时，除了让你口干舌燥，还常常会从东南方向给你吹来丝丝湿润浸肺的凉风，这样的方位有助有你一边打望，一边享受清凉；而当冬婆婆敲门时，“背北”的后墙则很能抵御西北风的怒吼，并且还能在晴朗的上午晒上一个暖暖懒懒的太阳。
晒太阳不仅有助于获取热量，还能帮助人体获得维生素D，摄取和吸收钙、磷，是小盆友们骨骼健壮结实的最健康自然疗法。面南也能晒太阳么？东边日出还能拐弯？
逐日法则
这就是我们要讨论的核心技术问题了。太阳东升西落是大家普遍接受的运行轨迹，所谓“太阳打西边出来”一般只用于形容不可能发生的事情。但事实上，一年中，太阳很少是从正东方升起，从正西方降落的。在北半球，大部分时间它会在东南、东北升起，西南、西北方向落下，其实用太阳辨别方向也是很不靠谱的！
之所以会有这一现象，主要是由于不明真相的原因，地球MM是斜着身子绕太阳GG转的。你可以围着一棵歪脖树转一圈，体味这种独特的依恋关系。这棵歪脖树与你的距离大致会经历这样的情形：某些时候，它的树根部分离你最近；某些时候，它的树干可能会碰你的头。类比一下太阳和地球，也就是某些时候，阳光会直射南半球；某些时候会直射北半球，而正好照在赤道正中的机会，一年其实只有两次！
具体的定量数据描述为：在地球绕太阳公转的过程中，太阳直射地球的范围会在北纬23°26′和南纬23°26′之间移动。事实上，正是因为这样的偏差，地球才有了春夏秋冬四季，生命才可能诞生，实在是万中无一的巧合呀。
Case 1 太阳直射南半球
这个时间位于北半球的我们都在冬季，阳光刚好直射在南纬23°26′的那一天就是咱们所说的冬至日，这一天黑夜最长！看看上面这张地球公转示意图，由于阳光从南半球斜射而来，北半球上的我们会看到太阳是从东南方向升起的，朝南的大门或窗户当然可以享受到太阳的温存了。
按照东升西落的镜像原则，这一季节，太阳会在西南方落下！
Case 2 太阳直射赤道
地球MM继续转，转着转着，太阳GG的目光就落到M M的腰了。这一刻的地球好比个大西瓜沿正中一刀切开，一面是阳光普照，一面是自己影子下的黑夜，十分均匀。这一日被称为春分（当阳光从北半球绕回南半球再次经过此处时就是传说中的秋分了），这天白天和黑夜一样长。对地球上除南北极之外的任何观者，太阳都是从正东方向升起，正西方向落下—一年中其实也就只有春秋二分这两天才是真正的东升西落！
Case 3 太阳直射北半球
北半球，也就是我们最H ot的季节，直射北纬23°26′的这一天称为夏至，白天最长，夜晚最短。直射是直射，但由于地球跑偏了方向，太阳也就跟着偏离东方了。这段时间，太阳会从东北方向升起，西北方向降落。所以面南的窗户和房门是可以很好规避火辣辣的太阳滴。
测算你家窗户的日晒
嗯！上面只是个定性分析，如果你依然觉得理解困难，请向高中物理老师求救。
具体的日晒角度不仅和太阳运动轨迹有关，还和观察者所处的纬度也有关，这是个比较复杂的演算过程，我们请地理达人老朱同学为大家带来一个公式化的E xcel表格（欢迎诸位到《Geek》官方论坛下载），只要填上你所在地的纬度、日期（换算成日数N），就可以立马生成日出太阳方位角，超NB。其中，r0为某一天日出时太阳的方位角（以正南方为0°，正北为180°，向东为正数，向西为负数，对应的日落方位角为-r0）；N 为当天在一年中的日数，1月1日N=1，12月31日N=365，余下类推；δ为当天的太阳赤纬（太阳在天球上的纬度，等于太阳入射光与地球赤道之间的角度，天赤道为0°，天北半球的赤纬度数为正数，天南半球的赤纬度数为负数），这里是根据日数计算出的近似值；φ为所在地的纬度，北正南负（有人在南半球么？）。
该表格包含两个公式，公式的推导过程就不列出来了，实质就是赤道坐标系与地平坐标系的转换，没学过球面几何的童鞋肯定看不懂，学过球面几何的……请自行摸索（公式中的r为太阳方位角，α为太阳高度角）：δ=23.45°sin[2π(284+N)/365]cosr=(sinαsinφ-sinδ)/cosαcosφ原理：当α=0°，也就是太阳高度角为0°时，太阳刚好升起（或落下），此时的太阳方位角r0就是日出/日落方位角。即cosr0=-sinδ/cosφ之后利用反余弦公式即可求得r0。
我们以老朱的新房为例，为诸位实际演算一次。
根据Google Maps的显示，老朱同学的新房纬度为北纬29°X X′（应老朱要求，隐去详细纬度），为便于计算，取整为北纬30°；现在填上希望计算的日期，比如1月1日，新年的第一天，N取值为1。如果你家电脑木有问题，结果会瞬间显示。此处显示为太阳方位角63.17°。90°为正东，也即代表这一天重庆的太阳会出现在东偏南90°-63.17°=36.93°。如果卧室的窗户正对东南方向37°左右，就可以在第一时间享受到暖阳了（虽然重庆的冬天很少会有这样的天气，貌似老朱新家的窗户也不是这个方位）；如果窗户朝向在南偏东63°以外……杯具了，那老朱就见不到新年的太阳了。
哪一天老朱会看到太阳从正东方向升起呢？经过用此表格比划，这一天应该是该年的第81天（也就是春分日），理论上全年应该有两天，还有一天应该是在第264天左右（应为秋分日，计算结果有时间差）。
现在你可以比着这张表格来选窗户和阳台朝向了（除非别墅，小区高层住宅的大门无论朝哪在通风采光上基本都是废柴，忽略不计）。理论上，最好的朝向并不是正南，而是东偏南的某个角度，这个角度不仅可以保证有充分的夏日东南风吹，还有足够的冬日暖阳哟！
……
关于朝向
先回顾一下《G eek》在7月刊的房奴专题中介绍过的关于房屋朝向的知识。您一定还记得“面南背北”这一词儿，在万恶的旧社会，这是皇帝老儿的专利，只有这位大大爷家的房子可以这样修，也是传说中“左青龙，右白虎，前朱雀，后玄武”之绩优风水。
其实关于“面南背北”的诸多邪乎解说基本都是扯淡，这玩意之所以在北半球如此高贵，主要是因为这样修建的建筑具备冬暖夏凉，采光一流的特色，用流行词汇说，属于低碳、和谐型建筑。
其工作过程是这样滴：在北半球，当火辣的夏M M来临时，除了让你口干舌燥，还常常会从东南方向给你吹来丝丝湿润浸肺的凉风，这样的方位有助有你一边打望，一边享受清凉；而当冬婆婆敲门时，“背北”的后墙则很能抵御西北风的怒吼，并且还能在晴朗的上午晒上一个暖暖懒懒的太阳。
晒太阳不仅有助于获取热量，还能帮助人体获得维生素D，摄取和吸收钙、磷，是小盆友们骨骼健壮结实的最健康自然疗法。面南也能晒太阳么？东边日出还能拐弯？
逐日法则
这就是我们要讨论的核心技术问题了。太阳东升西落是大家普遍接受的运行轨迹，所谓“太阳打西边出来”一般只用于形容不可能发生的事情。但事实上，一年中，太阳很少是从正东方升起，从正西方降落的。在北半球，大部分时间它会在东南、东北升起，西南、西北方向落下，其实用太阳辨别方向也是很不靠谱的！
之所以会有这一现象，主要是由于不明真相的原因，地球MM是斜着身子绕太阳GG转的。你可以围着一棵歪脖树转一圈，体味这种独特的依恋关系。这棵歪脖树与你的距离大致会经历这样的情形：某些时候，它的树根部分离你最近；某些时候，它的树干可能会碰你的头。类比一下太阳和地球，也就是某些时候，阳光会直射南半球；某些时候会直射北半球，而正好照在赤道正中的机会，一年其实只有两次！
具体的定量数据描述为：在地球绕太阳公转的过程中，太阳直射地球的范围会在北纬23°26′和南纬23°26′之间移动。事实上，正是因为这样的偏差，地球才有了春夏秋冬四季，生命才可能诞生，实在是万中无一的巧合呀。
Case 1 太阳直射南半球
这个时间位于北半球的我们都在冬季，阳光刚好直射在南纬23°26′的那一天就是咱们所说的冬至日，这一天黑夜最长！看看上面这张地球公转示意图，由于阳光从南半球斜射而来，北半球上的我们会看到太阳是从东南方向升起的，朝南的大门或窗户当然可以享受到太阳的温存了。
按照东升西落的镜像原则，这一季节，太阳会在西南方落下！
Case 2 太阳直射赤道
地球MM继续转，转着转着，太阳GG的目光就落到M M的腰了。这一刻的地球好比个大西瓜沿正中一刀切开，一面是阳光普照，一面是自己影子下的黑夜，十分均匀。这一日被称为春分（当阳光从北半球绕回南半球再次经过此处时就是传说中的秋分了），这天白天和黑夜一样长。对地球上除南北极之外的任何观者，太阳都是从正东方向升起，正西方向落下—一年中其实也就只有春秋二分这两天才是真正的东升西落！
Case 3 太阳直射北半球
北半球，也就是我们最H ot的季节，直射北纬23°26′的这一天称为夏至，白天最长，夜晚最短。直射是直射，但由于地球跑偏了方向，太阳也就跟着偏离东方了。这段时间，太阳会从东北方向升起，西北方向降落。所以面南的窗户和房门是可以很好规避火辣辣的太阳滴。
测算你家窗户的日晒
嗯！上面只是个定性分析，如果你依然觉得理解困难，请向高中物理老师求救。
具体的日晒角度不仅和太阳运动轨迹有关，还和观察者所处的纬度也有关，这是个比较复杂的演算过程，我们请地理达人老朱同学为大家带来一个公式化的E xcel表格（欢迎诸位到《Geek》官方论坛下载），只要填上你所在地的纬度、日期（换算成日数N），就可以立马生成日出太阳方位角，超NB。其中，r0为某一天日出时太阳的方位角（以正南方为0°，正北为180°，向东为正数，向西为负数，对应的日落方位角为-r0）；N 为当天在一年中的日数，1月1日N=1，12月31日N=365，余下类推；δ为当天的太阳赤纬（太阳在天球上的纬度，等于太阳入射光与地球赤道之间的角度，天赤道为0°，天北半球的赤纬度数为正数，天南半球的赤纬度数为负数），这里是根据日数计算出的近似值；φ为所在地的纬度，北正南负（有人在南半球么？）。
该表格包含两个公式，公式的推导过程就不列出来了，实质就是赤道坐标系与地平坐标系的转换，没学过球面几何的童鞋肯定看不懂，学过球面几何的……请自行摸索（公式中的r为太阳方位角，α为太阳高度角）：δ=23.45°sin[2π(284+N)/365]cosr=(sinαsinφ-sinδ)/cosαcosφ原理：当α=0°，也就是太阳高度角为0°时，太阳刚好升起（或落下），此时的太阳方位角r0就是日出/日落方位角。即cosr0=-sinδ/cosφ之后利用反余弦公式即可求得r0。
我们以老朱的新房为例，为诸位实际演算一次。
根据Google Maps的显示，老朱同学的新房纬度为北纬29°X X′（应老朱要求，隐去详细纬度），为便于计算，取整为北纬30°；现在填上希望计算的日期，比如1月1日，新年的第一天，N取值为1。如果你家电脑木有问题，结果会瞬间显示。此处显示为太阳方位角63.17°。90°为正东，也即代表这一天重庆的太阳会出现在东偏南90°-63.17°=36.93°。如果卧室的窗户正对东南方向37°左右，就可以在第一时间享受到暖阳了（虽然重庆的冬天很少会有这样的天气，貌似老朱新家的窗户也不是这个方位）；如果窗户朝向在南偏东63°以外……杯具了，那老朱就见不到新年的太阳了。
哪一天老朱会看到太阳从正东方向升起呢？经过用此表格比划，这一天应该是该年的第81天（也就是春分日），理论上全年应该有两天，还有一天应该是在第264天左右（应为秋分日，计算结果有时间差）。
现在你可以比着这张表格来选窗户和阳台朝向了（除非别墅，小区高层住宅的大门无论朝哪在通风采光上基本都是废柴，忽略不计）。理论上，最好的朝向并不是正南，而是东偏南的某个角度，这个角度不仅可以保证有充分的夏日东南风吹，还有足够的冬日暖阳哟！
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