# 太阳位置与阴影长度模拟器

基于 NOAA 算法计算任意经纬度、日期与时刻的太阳高度角与方位角，给出指定高度物体的阴影长度与方向，并附日出/日落与全天阴影曲线

> 标准页面: https://elysiatools.com/zh/tools/sun-position-shadow-simulator

- **分类:** Astronomy

- **关键词:** 太阳位置, 阴影, 太阳高度角, 方位角, 日照

## 概述

输入纬度、经度、日期/时间和物体高度（杆子、建筑、树），工具会计算：

- 太阳高度角（地平线以上）与方位角（罗盘方位，0=N，90=E），采用 NOAA/Spencer 太阳位置算法。
- 地面阴影长度 = 物体高度 ÷ tan(高度角)，同时给出绝对长度与相对物体高度的倍数。
- 阴影方向（太阳方位的反方向，即阴影尖端相对物体底座的位置）。
- 当地标准时间下的日出 / 正太阳时 / 日落，并识别极夜 / 极昼。
- 全天的高度角与阴影长度曲线（标注所选时刻），以及俯视阴影平面图（物体、太阳光线、投射阴影）。

算法说明：
- 太阳赤纬用 Spencer 级数；时差用 NOAA 三项近似。
- 视高度角包含 NOAA 分段大气折射修正（接近地平线处更准）。
- 可选 **UTC**（输入按 UTC 解释），或 **当地真太阳时**（按经度计的时间，忽略时区与夏令时——便于回答“真太阳时早上 10 点太阳在哪”）。

精度在 1950–2050 年间约 ±0.5°，适合太阳能板选址、建筑阴影研究、园艺、摄影规划或影视/游戏关卡设计。

## 输入项

- **纬度 (°)** (number): e.g. 40.7128 (positive = North)
- **经度 (°)** (number): e.g. -74.0060 (negative = West)
- **日期** (date)
- **一天中的小时（0–24，可填小数）** (number): e.g. 12 for noon
- **物体高度 (米)** (number): e.g. 1.8 for a person
- **时区偏移（相对 UTC 的小时）** (number): e.g. -5 for EST; 0 for UTC; 8 for China
- **时区** (select)

## 适用场景

- 规划太阳能电池板安装角度或评估周边建筑物遮挡影响时。
- 在建筑设计、园艺种植或摄影选址中需要分析特定时间段的日照与阴影遮挡情况时。
- 在影视拍摄或游戏关卡设计中需要模拟真实自然光影与太阳轨迹时。

## 工作原理

- 输入目标地点的纬度、经度、日期、具体时刻以及参考物体的高度。
- 选择时间基准（UTC 时间或当地真太阳时）并设置对应的时区偏移量。
- 系统采用 NOAA/Spencer 太阳位置算法计算出太阳高度角与方位角，并结合大气折射修正得出精确的阴影长度、方向及全天日照曲线。

## 使用案例

- 太阳能光伏板倾角优化与前后排间距遮挡计算。
- 住宅或温室大棚的日照时数评估与周边树木阴影范围预测。
- 户外摄影与电影外景拍摄的黄金时刻及光影轨迹规划。

## 常见问题

### 什么是“当地真太阳时”？

真太阳时是根据太阳在当地天空中的实际位置计算的时间，正午 12 点即太阳升得最高的时刻，忽略了行政时区和夏令时的影响。

### 该模拟器的计算精度如何？

在 1950 年至 2050 年之间，太阳高度角和方位角的计算精度约为 ±0.5°，非常适合日常工程与规划使用。

### 阴影方向是如何定义的？

阴影方向是太阳方位角的反方向，即阴影尖端相对于物体底座的罗盘方位（以正北为 0°，顺时针旋转）。

### 为什么在极地地区计算结果会显示极昼或极夜？

算法会自动识别高纬度地区的太阳运行轨迹，当太阳全天不落或不升起时，系统会准确标注为极昼或极夜，且无法计算常规的日出日落时间。

### 大气折射修正对计算有什么影响？

大气折射会使靠近地平线的太阳看起来比实际位置稍高，本工具采用 NOAA 分段折射修正，确保在日出和日落前后的阴影计算更加准确。

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## 示例

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