太陽天頂角・太陽方位角の算出方法
Calculation methods of solar zenith angle and solar azimuthal angle


太陽天頂角，太陽方位角の算出方法について説明します。ここで紹介する算出方法は
のみを使用するものです。実際にはより厳密に算出する方法（例：理科年表から赤緯・赤経・グリニッジ視恒星時等を引用するなど）も存在しますので，ここで紹介する方法は簡便なものといえます。
なお，以下に掲載した一連の式は６Ｓで使用されているものです。　　 ６Ｓの説明書


Excel2000のマクロの紹介（ダウンロードＯＫ）


太陽天頂角
太陽高度：Solar Elevation Angle（もしくは太陽天頂角：Solar Zenith Angle）は緯度：Latitude ，赤緯：Solar Declination ，時角：Hour Angleから求めます。式(1)が太陽高度，式(2)が太陽天頂角を求める式です。なお，θV＝π−θS　となっています。
　　(1)


　　(2)

θS: Solar Elevation Angle
θV: Solar Zenith Angle
δ: Solar Declination
φ: Latitude
t: Hour Angle

赤緯：Solar Declination は１月１日からの通算日：Day of the Year に依存しており式(3)にて求める。

　　(3)


J: Day of the Year (Julian day)

β1=.006918
β2=.399912
β3=.070257
β4=.006758
β5=.000907
β6=.002697
β7=.001480


時角は式(4)から求める。

　　(4)


　　(5)


　　(6)


　　(7)

t: Hour Angle
TST: True Solar Time
MST: Mean Solar Time(or local time)
GMT: Greenwith Meridian Time
λ: longitude
ET: Equation of Time


J: Day of the Year (Julian day)

α1=.000075
α2=.001868
α3=.032077
α4=.014615
α5=.040849


太陽方位角
次に太陽方位角：Solar Azimuthal Angle の算出方法について解説する。
まず，以下の２つの式でsinχ，cosχを算出する。
　　(8)


　　(9)


χ＝sin-1(sinχ)　　(10)

以下の手順に従う。

T．次に以下のいずれかの条件に沿ってχを変換する。
　　１．cosχ＜0
　　　　χ1＝π−χ
　　２．cosχ＞0　＆　sinχ＜0
　　　　χ1＝2π＋χ
　　３．その他
　　　　χ1＝χ

U．χ1にπを加える。
　　χ2＝χ1＋π

V．χ2＞2πの場合は2πを減じる。
　　χ3＝χ2−2π

W．radianであるχ2もしくはχ3をdegreeに換算する。

以上，終了です。