你好呀，亲爱的朋友们今天咱们来聊一个听起来有点像，但实际上差不少的概念——那就是“太阳高度”和“太阳高度角”我知道，刚开始接触的时候，很多人都会把这两个词搞混，觉得它们是不是一回事儿其实啊，它们关系密切，但内涵还真不一样为了让大家彻底弄明白，我特意写了这篇文章，就以“太阳高度和太阳高度角到底有啥不同”为中心，带你一步步揭开它们的神秘面纱咱们这篇文章呢，就是想从最基础的概念讲起，再到它们各自的计算方式、影响因素，还会看看它们在生活中的具体应用，甚至还会引用一些科学家前辈的研究成果和咱们身边的实例希望能让你对这两个概念有一个清晰、准确的认识，不再傻傻分不清楚啦
一、拨开迷雾：什么是太阳高度，什么是太阳高度角？
嗨，朋友，咱们先从最根本的问题开始聊起啥叫“太阳高度”啥叫“太阳高度角”听起来是不是有点绕别急，咱慢慢来
首先说说“太阳高度”（Solar Altitude）这个词儿，我理解啊，它更侧重于描述太阳光线相对于某个参考平面（通常是地平线）的“垂直距离”或者说“倾斜程度”的一种笼统说法想象一下，太阳在天上走，它离我们地平线的“高”度，大概就是这么个意思它描述的是太阳光线与地平线之间的夹角，但是呢，这个“高度”往往不是特指垂直向上的那个最高点，它更像是一个宽泛的概念，用来表示太阳在天空中的位置高低有时候，人们可能不太严格地区分，就用“太阳高度”来指代那个角度，但严格来说，它缺少了“角”这个明确的几何概念
再来看“太阳高度角”（Solar Altitude Angle），或者更常见的叫法“太阳高度”（Solar Elevation Angle）这个“角”字，就点明了问题的核心——它特指的就是太阳光线方向与地平线之间所形成的那个夹角，是一个精确的几何角度测量值咱们通常用字母 h 或者 来表示它这个角度是从地平线向上计算的，太阳正好在头顶上的时候，这个角度就是90度；太阳刚好在地平线上的时候，这个角度就是0度这个“角”的概念，比“高度”要精确得多，是天文学、气象学、地理学等领域里非常基础和重要的参数
所以你看，区别主要在于“度”和“角”一个是相对宽泛的描述，一个是精确的几何测量“太阳高度角”才是那个科学上、技术上学上，我们真正要严谨讨论的术语而“太阳高度”呢，有时候可能就是“太阳高度角”的通俗说法，或者在某些语境下，人们为了简单，就用“高度”来代指角度但咱们今天呢，就是要把它俩彻底区分开，明白“太阳高度角”才是那个正经的、科学的叫法，它代表的是一个具体的、可测量的角度值
二、角度的度量：太阳高度角是如何计算的？
明白了概念，咱们就得聊聊怎么算这个“太阳高度角”这可不是拍脑袋就能说出来的事儿，里面可有点科学道理呢知道太阳高度角怎么算，不仅能帮我们理解它，还能在需要的时候，自己动手算一算
咱们得明确一个前提：太阳高度角的计算，是基于地球是一个球体这个假设的因为地球是圆的，所以不同地方看到太阳的位置是不一样的咱们站在赤道，看到的太阳轨迹跟站在北极或者南极看到的就完全不同而且，太阳高度角还跟时间和日期密切相关，因为地球在绕着太阳转，太阳直射点在南北回归线之间移动
那么，这个太阳高度角具体是怎么算出来的呢其实啊，最基本的方法，是利用一些简单的几何原理想象一下，你站在地面上，太阳在空中，形成了一个直角三角形这个三角形的三个顶点分别是：你所在的位置（可以看作是直角三角形的一个顶点）、太阳的位置、以及地心（或者说是天顶，即头顶正上方的点）其中，从你到地心的那条线是垂直的，代表“天顶”；从你到太阳的那条线是斜的，代表“太阳光线”；从地心到太阳的那条线也是垂直的，代表“太阳的方位角”（就是太阳在东西方向上的位置）而咱们要计算的“太阳高度角”，就是太阳光线和你站立点与地心连线（即天顶方向）之间的那个夹角
理论上，这个角度可以通过测量太阳的方位角（用罗盘或者类似工具测东西南北方向）和天顶距（用六分仪等工具直接测量太阳到头顶的距离，天顶距是90度减去太阳高度角）来得到在实际生活中，我们很少随身携带这些专业仪器去测更常用的，是利用天文公式或者查表、使用手机APP等方式来计算
最常用的一个简化公式，涉及到正弦函数（sin）大致思路是这样的：我们知道太阳的赤纬角（Declination Angle, ），这是太阳在黄道上的位置，随时间变化；我们还知道你所在地的纬度（Latitude, ）那么，在理想化的、没有大气折射的情况下，太阳高度角 h 可以用下面的近似公式来算：
sin(h) ≈ sin() sin() + cos() cos() cos(H)
这里，H 是太阳的时角（Hour Angle），表示太阳相对于当地午时的位置当地午时，太阳在正南（北半球）或正北（南半球）方向，时角为0度太阳在东边时角为负，西边时角为正
当然啦，这个公式是基于真空计算的咱们地球上有大气层，空气不是绝对的真空当太阳光穿过大气层时，会发生折射，使得我们看到的太阳位置比实际位置要高一点点（早晨看太阳，实际位置在 horizon 以下，但看起来在 horizon 以上；傍晚看太阳，实际位置已经落到 horizon 以下了，但看起来还在 horizon 以上）这个折射效应，尤其是在靠近地平线的时候比较明显实际计算太阳高度角时，需要加上一个大气折射的修正值 R修正后的太阳高度角 h’ 大致为：
h’ = h + R
这个折射修正值 R 本身也不是一个常数，它还跟大气密度有关，也就是跟空气的温度、压力有关比如，在标准大气压下，太阳接近地平线时（高度角小于 5-10度），折射大约是 0.565 度；而在太阳高度角较高时（比如 60 度），折射就很小，大约只有 0.0167 度
所以你看，计算太阳高度角是不是有点复杂它需要知道地理位置（纬度）、时间（精确到时角）、日期（精确到赤纬角），还要考虑大气折射好在现在科技发达了，很多手机APP或者在线计算器都内置了这些复杂的模型和公式，我们只需要输入纬度、日期、时间，就能得到相当精确的太阳高度角了了解这个计算过程，能帮助我们更好地理解太阳高度角这个概念，不是吗
三、影响变化的因素：太阳高度角为何时有时无？
聊了怎么算，咱们再来看看，太阳高度角到底会受到哪些因素的影响，它为什么会一天之内变化，为什么在不同季节、不同地点，它的值也会不一样搞清楚这些，才能真正理解太阳在地球上的“行为模式”
也是最重要的一个因素，那就是时间太阳高度角在一天之内是不断变化的早晨，太阳刚升起，高度角很小，接近0度；然后，太阳逐渐升高，高度角越来越大，到了中午左右，太阳接近正午，高度角达到一天中的最大值；之后，太阳开始向西边移动，高度角又逐渐减小；太阳落下，高度角又回到接近0度这个变化过程，主要是因为地球自转，我们跟着地球转，相对于太阳的位置在不断改变早晨我们朝东，太阳在东边，高度角小；中午朝南（北半球），太阳在头顶附近，高度角大；晚上朝西，太阳在西边，高度角又小了
地点也是关键你想想看，赤道地区和北极地区，一年四季看到的太阳高度角变化是不是天差地别赤道附近，太阳几乎每天都在正上方，高度角变化不大，大部分时间都很高而到了极地，比如北极圈，在夏至的时候，太阳可能会连续好几天都在地平线以上不落下（极昼），高度角变化剧烈；而在冬至的时候，太阳可能连续好几天都在地平线以下不升起（极夜），高度角几乎恒为0度这就是因为地球是倾斜着转的
季节的影响也非常显著这跟地球绕太阳公转的轨道有关地球绕太阳公转的轨道不是正圆，而是椭圆形，而且地球的自转轴相对于公转轨道平面有一个大约23.5度的倾角这个倾角导致了太阳直射点在地球表面上的位置随季节变化当太阳直射点在北回归线（北纬23.5度）时，是北
