天气预报里各地的日出日落是怎么计算的
日出和日落时间是基于地球自转和公转的规律，以及观察者的地理位置来计算的。涉及到太阳的位置、经纬度、时区、海拔等因素。
基本原理
日出和日落是太阳上边缘与地平线相切的时刻，但实际计算需考虑以下因素：
- 太阳视位置：地球公转轨道（黄道）的倾斜导致太阳赤纬（太阳直射点纬度）随日期变化。
- 观察者位置：经纬度决定太阳在地平线上的运动轨迹。
- 大气折射：光线穿过大气层时发生折射，使太阳看起来比实际位置高约0.83°（需修正）。
关键公式与参数
- 太阳赤纬（Declination, δ）：表示太阳直射点的纬度，随日期变化。可通过近似公式计算：其中 N 为年内第几天（如1月1日为 N=1）。
- 时角（Hour Angle, H）：太阳相对于当地子午线的角度，与时间相关：
- 日出日落时角公式：当太阳高度角（地平线）时，时角 满足：,其中 φ 为观察者纬度。（修正大气折射：通常将太阳高度角设为 -0.83° 而非 0°，代入公式调整计算。）
计算步骤
- 确定太阳赤纬（δ）：根据日期计算当日太阳直射点纬度。
- 计算理论时角（H）：通过上述公式得出日出和日落的时角。
- 转换为当地时间：将时角转换为时间（1小时=15°），并考虑经度与时区的差异（例如东经120°对应UTC+8）。调整平太阳时与真太阳时的偏差（因地球轨道偏心率导致）。
- 考虑海拔和地形：高海拔地区日出稍早、日落稍晚；周围山脉可能遮挡地平线。
其他
- 开源工具：如Python的skyfield库或SPICE工具包，内置高精度星历表。
- ：需将计算结果转换为当地标准时间或夏令时。
- 极昼/极夜：高纬度地区可能无日出或日落（公式中 时发生）。