助けて下さい

太陽の角度の計算のしかたを誰か教えて下さい
お願いします

No.1 回答者： hiromuy 回答日時： 2002/01/31 12:54

棒を水平な面に鉛直に立てて、棒の高さとその影の長さから割り出せます。

θ＝tan(-1乗)（棒の長さ／影の長さ）
という計算になります。

No.2 回答者： noname#2479 回答日時： 2002/02/01 05:43

hiromuyさんの答えが、大変に、合理的でよいと思います。

とても参考になりました。
それに比べると、蛇足とは思いますが、太陽が実際に出ていない場合（曇りの日・夜など）、現在の太陽の高さを割り出す方法として、緯度から逆算していく方法もあると考えます。
たとえば、緯度が北緯３６度の地点では、春分、秋分の日の南中時刻では、太陽の高さは３６度になります。地軸が約２３・５度傾いているので、たとえば、夏至では、北緯３６度の太陽の高さは、約５９・５度ほどになります。それによって、春分、秋分の日を基準として、日割でおよその南中高度を推定することができます。
そして、次に時刻で移動角度を推定する（１時間で、１５度西に円運動します）、円運動なので、実際に紙上にコンパスなどで書くと、分かりやすいかもしれません。
なお、日本標準時刻は、兵庫県明石市（東経１３５度）を基準としていますので、たとえば、東京付近（東経１４０度）では約２０分ほどの時差（早く南中をむかえる）が生じます。
ですから、やっぱり太陽が出ていないと、厳密な計算はむずかしいですね。失礼しました。

No.3 回答者： puni2 回答日時： 2002/02/01 23:21

教えて！Goo（またはOKWeb）は初めてのようですので，少々アドバイスを。

「太陽の角度の計算のしかた」だけでは，ちょっと漠然としすぎていて，的確な解答ができません。
困り度3ということなら，なおさら，もっと詳しい説明が欲しいところですね。

(1)まず，太陽の角度というのは，どこの角度でしょうか。
例えば，太陽の見かけの大きさ（視直径）は角度で表します。約0.5°になります。
また，太陽の見える方向も角度で表します。この場合，「方位角」と「高度」という，2つの角度の組合せになります。
方位角とは，たとえば「南東の方向」という代わりに，北方向を0°として右回りに測って「135°」と表すものです。（真南を0°とすることもある）
高度は，地平線のところが0°，頭のてっぺん（天頂）が90°です。
このように一言で角度といってもいろいろあります。たぶん見える方向かなとは思いますが…。

(2)かりに，見える方向だとしても，いつの太陽でしょうか。
太陽の位置は時々刻々変わりますが，太陽が真南に来た（南中した）ときの位置でしょうか。それとも，南中時に限らずいろいろな時の太陽でしょうか。

(3)計算というのは，いくつかの数字を式にあてはめて計算するわけですが，そのときに使う数字は何でしょうか。
太陽の位置を計算する式はたくさんあります。
太陽の赤経と赤緯（どちらも，星座に対する位置を示すと思ってください。しかるべき本に，毎日の値が載っています）から求めるもの。
黄経と黄緯（これは赤経と赤緯の親戚のようなもの）から求めるもの。
何年何月何日の何時何分という，日時から求めるもの。
いずれにしても，観測地点の緯度（場合によっては経度も）の値は必要になります。
それとも，回答No.1のように，実際に観測して求めてもよいのでしょうか。

(4)もし，自分で計算するとしたら，どの程度の数学的な知識があるか。
南中時の高度を求めるだけなら，小学校の算数で十分です（中1の理科で学びます。小学生でも塾などでは習うかもしれない）。
それ以外のときでも通用する公式がほしいとなると，三角関数を知っていることは最低条件です。No.1の回答では，逆三角関数が使われていますね。
ある程度図解で求めてもよいのなら，三角関数を知らなくてもできます。そのかわり，ここの回答欄で説明するのは難しくなります（図が描けないから）。

(5)要は値が求まればよいのであって，自分で式に入れて計算しなくてもいい，ということはないでしょうか。
それでしたら，太陽や月，惑星などの位置を計算する「天文電卓」のようなフリーソフトが何種類も出ています。

以上，どういう回答を求めていらっしゃるのか，補足をお願いします。（全部，とか言われるとちょっと大変ですが…）