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

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。

示例结果

1 个示例

纽约夏至正午的阴影

纽约 40.71°N 在 2026 夏至当地正太阳时，1.8 米的人，阴影约 0.56 米，方向几乎正北。

Elevation ≈ 72.7°, azimuth ≈ 180.0°, shadow ≈ 0.56 m toward true north; sunrise ≈ 04:27 and sunset ≈ 19:32.
查看输入参数
{ "lat": 40.7128, "lon": -74.006, "date": "2026-06-21", "hour": 12, "height": 1.8, "tz": 0, "timeBasis": "solar" }

关键信息

分类
地理与科学
输入类型
number, date, select
输出类型
html
样本覆盖
4
支持 API
Yes

概览

太阳位置与阴影长度模拟器是一款基于 NOAA 算法的专业在线工具，能够根据您输入的经纬度、日期、具体时刻以及物体高度，精准计算出太阳的高度角、方位角以及物体的地面阴影长度与投影方向，并提供全天阴影变化曲线与日出日落时间，帮助您轻松进行日照分析与空间规划。

适用场景

  • •需要评估太阳能电池板安装角度与周边遮挡物阴影影响时。
  • •进行建筑设计、园艺种植规划或房屋采光分析，需要了解特定季节和时间的阴影覆盖范围时。
  • •摄影师或影视外景踩点，需要预测特定时间段的自然光照方向与阴影投射效果时。

工作原理

  • •输入观测点的纬度与经度，并选择计算的日期、具体时刻以及时区（或选择当地真太阳时）。
  • •设定目标物体（如建筑、树木或人）的高度（单位：米）。
  • •系统采用 NOAA/Spencer 太阳位置算法，结合大气折射修正，计算出精确的太阳高度角与方位角。
  • •根据三角函数公式计算出阴影长度与反向投影方位，并生成全天阴影曲线图。

使用场景

太阳能光伏阵列间距设计，避免前后排电池板在冬季低角度阳光下产生相互遮挡。
住宅采光与庭院植物种植规划，根据不同季节的阴影曲线选择合适的植物种植区域。
户外摄影与电影取景规划，精准锁定特定建筑阴影拉长或黄金时刻的光影方向。

用户案例

1. 纽约夏至正午阴影模拟

城市规划师
背景原因
需要评估纽约市区一处高 1.8 米的公共艺术装置在夏至正午时的遮阴范围。
解决问题
确定夏至正午时该装置产生的阴影长度及朝向。
如何使用
输入纬度 40.7128，经度 -74.006，日期选择 2026-06-21，时间设为 12 点，物体高度设为 1.8 米，时区选择当地真太阳时。
示例配置
lat: 40.7128, lon: -74.006, date: "2026-06-21", hour: 12, height: 1.8, timeBasis: "solar"
效果
计算得出太阳高度角约为 72.6°，阴影长度约为 0.57 米，阴影朝向正北方。

2. 别墅庭院冬季日照分析

园艺设计师
背景原因
客户希望在上海的别墅庭院种植喜光植物，需要了解冬至日下午 3 点一棵 5 米高乔木的阴影范围。
解决问题
预测冬至日下午乔木阴影是否会遮挡主屋采光窗。
如何使用
输入纬度 31.2304，经度 121.4737，日期选择 2026-12-22，时间设为 15 点，物体高度设为 5 米，时区设为 UTC+8。
示例配置
lat: 31.2304, lon: 121.4737, date: "2026-12-22", hour: 15, height: 5, tz: 8, timeBasis: "utc"
效果
模拟出下午 3 点太阳高度角较低时的阴影长度与偏北的投影方向，并展示全天阴影变化曲线，便于合理规划种植点。

用 Samples 测试

astronomy
长度与距离示例
用于普及公制与英制长度单位、真实距离感知和换算常识的教育型示例
title token length
sample
长度单位示例
当你想把各种常见或专业长度单位直接和米（m）对照时，可以从这里快速找到可复制的参考示例
title token length
sample
相机 RAW 照片样本
可下载的相机 RAW 样本文件集合，涵盖 Sony ARW/SRF/SR2、Canon CR2/CR3/CRW、Adobe DNG、Nikon NEF/NRW、Fuji RAF、Olympus ORF、Panasonic RW2、Leica RAW/DNG 以及一个通用 RAW 二进制文件，适合测试上传与转换流程。
keywords photography
sample
分布式追踪示例
使用 Jaeger、OpenTelemetry 和其他现代可观测性工具的综合分布式追踪示例，适用于微服务架构
keywords architecture
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常见问题

什么是“当地真太阳时”？

真太阳时是基于太阳视位置的时间系统，正午 12 点即太阳升至最高点的时刻，忽略了行政时区和夏令时的偏差。

该模拟器的计算精度如何？

在 1950 至 2050 年间，太阳高度角和方位角的计算精度约为 ±0.5°。

为什么高度角很低时阴影长度会变得无限长？

当太阳接近地平线（高度角接近 0°）时，正切值趋近于 0，因此计算出的理论阴影长度会急剧增加。

工具是否考虑了地形起伏对阴影的影响？

本工具基于平坦地面进行理论阴影长度计算，未考虑周围山脉或建筑物的地形起伏。

如何输入南纬或西经的坐标？

北纬和东经输入正数，南纬和西经请输入负数（例如西经 74° 输入 -74）。

API 文档

请求端点

POST /zh/api/tools/sun-position-shadow-simulator

请求参数

参数名 类型 必填 描述
lat number 是 -
lon number 是 -
date date 是 -
hour number 否 -
height number 是 -
tz number 否 -
timeBasis select 否 -

响应格式

{
  "result": "
Processed HTML content
",
  "error": "Error message (optional)",
  "message": "Notification message (optional)",
  "metadata": {
    "key": "value"
  }
}
HTML: HTML

AI MCP 文档

将此工具添加到您的 MCP 服务器配置中： 

{
  "mcpServers": {
    "elysiatools-sun-position-shadow-simulator": {
      "name": "sun-position-shadow-simulator",
      "description": "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",
      "baseUrl": "https://elysiatools.com/mcp/sse?toolId=sun-position-shadow-simulator",
      "command": "",
      "args": [],
      "env": {},
      "isActive": true,
      "type": "sse"
    }
  }
}

你可以串联多个工具，比如：`https://elysiatools.com/mcp/sse?toolId=png-to-webp,jpg-to-webp,gif-to-webp`，最多20个。

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