白昼是怎么计算的
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- 2025-05-05 15:54:19
白昼的计算方式涉及地球表面受到日光直接或间接照射的时间，即从日出到日落的过程。白昼的长度可以通过纬度数据来确定。这里涉及两个纬度值：一是当地的地理纬度（用α表示）；二是太阳赤纬，即太阳直射地区的纬度（用δ表示）。
根据球面三角学的原理，我们可以通过以下公式计算白昼长度：
\[ \text{昼长 (T)} = 2 \times \text{半昼长 (t)} = 2 \times \arccos\left(-\frac{\tan(\delta) \times \tan(\alpha)}{1 - \tan(\delta) \times \tan(\alpha)}\right) \times \frac{24}{360} \times \text{地球的半径} \]
例如，假设在北纬40°的地区，立秋时太阳直射北纬16°左右，计算得出半昼长约为7小时18分，因此昼长约为14小时38分。
昼夜长短随季节变化，这是因为太阳直射点在地球上的移动。在赤道地区，由于地理纬度为零（α=0），太阳直射角度仅限于北回归线（北纬23.5度）和南回归线（南纬23度26分），因此无论季节如何，白昼长度几乎总是接近12小时。
位于北半球的中国，在夏至（每年6月21日前后）这一天，太阳几乎直射北回归线，导致北半球的白昼时间达到最长。夏至过后，太阳光线开始向南移动，北半球的白昼时间逐渐缩短，日出和日落的方位也随之向南移动。到了冬至（每年12月21日前后），太阳几乎直射南回归线，北半球（北回归线以北）的白昼时间达到最短。冬至过后，太阳光线向北移动，北半球的白昼时间逐渐增长。
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