古代观测太阳高度用的办法有：

　　1、把角尺直立在水平位置上，对准要测量的物体，使物体的最高点，与角尺两边上的两点成一线，利用相似直角三角形对应边成比例的性质，就可以把物体的高度计算出来了。两千多年以前，汉代的天文学家把这种方法推广到计算太阳的高度。

　　2、日晷，是使用太阳的位置来测量时间的一种设备，利用被太阳照射到的物体投下的影子会不断地改变，让日影投射在一个标有时刻的平面上，当太阳移动时，影子所指示的时间也跟着变动。

　　3、圭表，是古代汉族科学家发明的度量日影长度的一种天文仪由“圭”和“表”两个部件组成。是利用日影进行测量的古代天文仪器，直立于平地上测日影的标杆和石柱，叫做表；正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。从太阳每天有规律地东升西落，直观地反映了太阳与时间的关系，以太阳在天空中的位置来确定时间。

不同地区的太阳高度角不同。

以北京地区为例，北京地区的纬度为40°N，其太阳高度角分别是：

1、春分日：太阳直射赤道0°，该日北京正午的太阳高度角=90°-|40°-0°|=50°

2、夏至日：太阳直射23°26′N，该日北京正午太阳高度角=90°-|40°--23°26′|=73°26′

3、秋分日：太阳直射赤道0°，该日北京正午太阳高度角=90°-|40°-0°|=50°

4、冬至日：太阳直射23°26′S，该日北京正午太阳高度角=90°-|40°-（-23°26′）|=26°34′

计算公式：正午太阳高度=90°-|当地地理纬度-此时太阳直射点纬度|

扩展资料：

太阳高度角的变化规律：

1、纬度变化规律：由太阳直射点所在经纬度向南北两侧递减。可推知与太阳直射点的纬度相差一度，正午太阳高度角就减小一度。(进一步可得出：已知某一正午太阳高度角，一般有两条纬线等于此度数)。

例如:太阳直射20°N，这天全球正午太阳高度角就从20°N向南北两侧逐渐递减，19°N的正午太阳高度角就等于89°。

即19°N的正午太阳高度=90°-（太阳直射点-该地纬度）=90°-（20°-19°）=89°

2、季节变化规律：太阳直射点移来时渐增，移去时渐减(太阳直射点相对某地所在纬线而言)。

例如：对于31°N的地区，在12月22日(冬至日)至6月22日(夏至日)这段时间，正午太阳高度角渐增，6月22日(夏至日)至12月22日(冬至日)这段时间，正午太阳高度角渐减。

参考资料：

春秋后期，产生了一种取回归年长度为365日，采用十九年七闰为闰周的历法--四分历。在欧洲，罗马人从公元前43　年采用的儒略历所确定的回归年长度与此相同，但要比我国晚500　年。而十九年七闰的方法，古希腊的默顿也是在公元前433　年才发现的，也比我国晚100　年左右。这说明，我国的四分历在当时的世界上是十分先进的，也标志着我国的历法制定已走上成熟。

作为阴阳历基础的天文常数，是回归年和朔望月的长度，所以，制定历法的第一步，即岁实（回归年）和策朔（朔望月）。

年是以地球绕太阳公转运动周期为基础的时间单位。由于古人认为地球是静止的，所以就以太阳在天球上视运动的一个周期为一年。所谓回归年，就是太阳在天球上连续两次通过春分点或冬至点的时间间隔。我国古代天文家把冬至作为一年的起算点，因此，只要准确地连续测定两个冬至点的时间，就可以定出回归年的长度。春秋时期把冬至叫作日南至，因为冬至那天日中太阳的高度最低，被认为是太阳处在最南端的位置，所以叫作日南至。据《左传》记载，我国最早的冬至时刻的测定，是在春秋时代鲁僖公五年（公元前655　年）正月辛亥和鲁昭公二十年（公元前522　年）二月己丑两次，这是用圭表测定的。

据被认为是在战国后期或秦朝初年成书的《周髀算经》记载，我国从西周时代，就开始使用一种最简单的观测工具--周髀。《周髀算经》卷上之二载：周髀长八尺，夏至之日晷一尺六寸。髀者股也；正晷者勾也。《周髀算经》赵注：伸圆之周而为勾，展方之匝而为股。又据《晋书》：表，竿也。盖天之术曰周髀。髀，股也。用勾股重差，推晷影极游，以为远近之数，皆得于表股者也。这说明，周髀即圭表，直立于平地上的标竿（或石柱）为股或表，正南北方向平放于地上的尺为勾或圭，二者互相垂直而组成圭表。从《考工记》可知，战国以前人们已知道使用铅垂线来校正表的垂直，用水平面来校正圭的水平。每天正午时刻，日影恰在正北的方向（太阳在正南中天）；但每天正午时刻日影的长度并不一样，夏至时太阳在北回归线，午时的日影最短（当时记为一尺六寸），冬至时，太阳在南回归线，午时的日影最长（当时记为一丈三尺五寸）。这样，根据正午时表影的长度，就可以推定节气，从正午时表影长度的周期性变化，就可以确定出一个回归年的日数。具体地说，周髀就是以八尺长的标竿直立地上，用立竿见影之法，昼观日中之影（晷），以定出节气推移和一年的日数。所以，我国在西周初期，已知道了回归年的长度。但是，周初数百年还处于观象授时的阶段，离制定历法还有相当长时间。不过，周髀的发明，虽然十分简单，而在中国古代天文学的发展上，其作用和意义决不在后来的天文望远镜和射电望远镜之下。

由于每次太阳到达冬至的时刻并不一定正好在中午，所以为了测得准确的回归年长度，古人采用了连续测量若干个冬至日正午的影长的方法，取其间隔日数的平均值，得出回归年的日数（岁实）。春秋末年，我国把岁实定为365日，这个日数与现代值3652422　日相比，只长了00078　日，即11分钟，说明当时对太阳在天球上的视运动的观测，已达到很精确的程度。月是以月球绕地球的公转运动为基础定出的时间单位。朔望月（策朔）

即月相变化的周期，是根据月亮相对于太阳的位置（即根据月亮的圆缺变化周期）来确定的。所谓朔，是月球和太阳在黄道上的经度相同，即处于同一方向，二者同时出没的日子，又称合朔，这时的月亮叫作新月，实际上是看不见的月黑天。所谓望，是月球和太阳的黄经相差180°，二者遥遥相对的时候，这时的月亮叫作望月或满月。月球连续两次朔或连续两次望之间的时间，就是一个朔望月。月球运行一周天大约需要29　日多。春秋时期朔望月的平均日数定为295306　日，用朔望月的平均日数推算的每月的朔日，叫作平朔。由于朔望月的长度不是整日数，而在实际应用中每个月都以整日数计，所以就安排大月为三十日，小月为二十九日，通常大月小月交替排列。即使如此，平均仍小于朔望月的长度，时间长了也会产生明显误差，所以每相隔大约17　个月或15　个月，还得安排连续两个大月，称为频大月。

以太阳的周年视运动为依据制定的历法叫作阳历，或叫太阳历，这种历法与月亮的朔望变化无关；而以月亮的圆缺变化周期为依据制定的历法叫作阴历，或叫太阴历，这种历法与太阳的运动无关。二者同时并用的，为阴阳合历，这种历法以太阳的周年视运动为回归年，以月亮的朔望变化周期（朔望月）为月。我国古代的历法就是这种阴阳历。

实行阴阳合历，就会遇到一个安置闰月的特殊问题。因为一个回归年是365　日多，一个朔望月是29　天多，两个周期都不是整数，这就出现了阳历和阴历无法协调整齐的困难。即使安排了大月30　日，小月29　日，12　个朔望月也只有354　或355　日，每年要差10　至11　天，三年就差一个来月。因此就必须用置闰月的方法来加以调整。不过，如果每隔三年插入一个闰月，每年平均日数就比阳历年少几日；如果每隔八年插入三个闰月，则每年的平均日数又比阳历年多了几日。古人从长年的经验中逐渐发现，十九年七个闰月（共235　年月）与十九个阳历年的日数（693969　日）几乎相等。我国大约在公元前五、六百年，开始采用十九年七闰月的方法。因为根据前述《左传》所载的两次日南至（冬至）的测定，表明当时已知这两次冬至之间相隔133年，鲁僖公五年那次冬至在正月，昭公二十年的那次冬至在二月，显然前一年少置了一个闰月；这其间应有49　个闰月，可以推得，正好是19　年有7　个闰月。所以可以断言，公元前500　年左右，鲁国天文家已发现了19　年7　闰之法。古希腊到公元前433　年才采用这种置闰法，比我国晚了100　来年。

这种安排连大月和19　年7　闰的方法，在阴阳合历中是一种极巧妙的设计。在春秋中叶，即鲁文公、宣公时代，我国已开始有规则地使用连大月和置闰月，表明春秋时期我国在历法制定上已处于逐步走上确定的准备阶段。不过，若以一年为36525　日，用19　年7　闰的方法在日数上仍然带有一个小数（693969　日）。它的4　倍（76　年）极接近于27759　日，所以又采用了76年的周期，使大小月的安排以及闰月的插入都以76　年为周期。这个方法，在公元前360　年的战国中期的颛顼历中已经实行了。希腊的卡利巴斯在公元前334　年发现了76　年插入28　个闰月的方法，比我国晚了20　多年。

春秋时期虽然还没有创立起有规则的制历法，但已实行1　年12　个月的历日制度，每隔2　年或3　年插入一个闰月来调节寒暖季节。在一个朔望月内，以日月合朔的那天为初一或朔日，最后一天叫晦日。春秋初期，闰月一般都安排在冬12　月后，为第13　个月。到春秋后期，闰月则随意安插，不一定在12　月之后。

我国历法确定制定的时期，当在战国中期。由于它以365日为一个回归年，故称为四分历。《汉书·艺文志》记载的古六历，即黄帝历、颛顼历、夏历、殷历、周历、鲁历，都属于四分历。由于战国时期有关天文历法的著作在秦始皇焚书后都已失传，我们只能从《汉书》和其他古籍中了解其大概。可以确言，这个时期的四分历，岁实为365日，用19　年7　闰的闰周，以冬至之日为一年之始，以平朔为一月之始，以夜半为一日之始，以此前某一个平朔、冬至恰在同一个夜半的日子为历元，从历元这一天开始推算此后各月的朔望和各年的节气日期。当时由于对日月合朔和冬夏二至日期的测定不很精确，所以各诸侯国的历法家采用的历元日期就不相同，这便形成了古六历的不同。

战国以后，各诸侯国虽然都实行相同的历法，但由于采用的岁首不同，于是就出现了所谓三正。岁首即一年开始的月份，大约黄河下游的周室及其同姓诸侯国，采用东周王室颁行的历书，规定新年从子月开始，即包含冬至的那个月（相当于现今的农历11　月）为岁首，称为周正；南方及东方殷民族所建诸侯国，如郑、宋、齐等国，以季冬之月，即丑月（冬至后一月，相当于现今的农历12　月）为岁首，称为殷正；黄河中游地区的晋国、秦国等古代夏民族后裔居住的区域，以孟春之月即寅月（冬至后二月，相当于现今的农历正月）为岁首，称为夏正。因此，我们现行的农历，被称为夏历。

　　七年地理上册有一个研究太阳高度影响气候的实验：如下图，将两个温度计分别插入甲、乙两个盒子中的沙土，同时在阳光照射20分钟后，两个温度计的显示的温度会一样吗？为什么？

　　实验表明：两个温度计的示数并不一样。左图阳光直射沙土，获得光热多，温度高，右图阳光斜射，温度低。

　　这就引出了太阳高度的概念：  太阳光线与水平面的夹角，称为太阳高度。而为了比较不同的日期的太阳高度，就把一天中最大的太阳高度，称为正午太阳高度。

　　 读图，如果地球表面不是一个球面，而是一个平面，A、B、C三地的太阳高度会有不同吗？

　　显然，如果是一个平面，太阳高度肯定是相同的。但是地球是一个平面吗？

　　我们可以看到：A处太阳高度大，A处获得的太阳光热多。夏季正午太阳高度大，冬季正午太阳高度小。

　　由此，得到了这样的结果。太阳高度大时，太阳直射：照射面积小 →光束集中 →太阳辐射强

　　太阳高度小时，太阳斜射：照射面积大 →光束分散 →太阳辐射弱。

　　地球的早晚温差，就是这样造成的。当太阳刚从地平面升起来的时候，太阳高度最小（也可以把夜晚理解为太阳高度是负数，那么早上就不是最小的太阳高度了，但是正数中最小的太阳高度），因此气温低。随着地球自转，太阳慢慢地升起，太阳高度越来越大，到了正负，是太阳高度最大的时候，这时，气温就最高。但并不一定是直射，也就是说，每天正午的太阳高度并非一定是90度，可能比90度小。随着太阳慢慢落下，太阳高度又越来越小，所以气温又越来越低。如果孔子知道这方面的知识，就不会被两小儿辩日问倒了。

太阳是一颗恒星，也是整个太阳系的中心，在太阳系里，所有的恒星都围绕着太阳旋转，地球也在其中，在围绕着太阳进行公转的时候，地球同时也在自转转动的过程当中，面向太阳的时候就是白天，背向太阳的一面就是夜晚，也就是我们所说的日夜更替。

1

在亿万年来，地球都是这样运作的，在白天的时候看到太阳在晚上的时候看到月亮，然而在中国古代的历史书籍当中却有这样的记录，在夜晚的时候天空当中竟然出现了太阳，不仅仅是中国在国外的古书当中也有类似的记载，就比如在163年的意大利夜晚当中出现过一个明亮的太阳，让很多人都感到不可思议。

2

这对于这个现象的出现，很多人认为这可能是在当时科技落后的情况下，他们误以为把天空当中的超级月亮误以为是太阳的存在。在所有的记录当中都如出一辙，红色的太阳从东北方开始慢慢的升起，直径非常的大，月亮出现的时候，太阳也就慢慢的消失了，很明显这样的说法是和正常天体的运行规律完全相悖的，出现的可能性不大，那么夜里的太阳究竟为何出现你？古书当中的记载是否真的属实呢？

3

科学家在整理了相关资料之后认为，在夜晚的时候出现太阳可能会是以下这三种原因所导致的。首先第1种就是极光现象，所谓的极光是位于高纬地区上空所出现的一种现象，也就是说夜晚的时候天空当中发光发亮，主要出现在南北两极。如果太阳活动足够强烈的话，那么这种现象可能会延伸到中低纬度，不一定只是在高纬度出现。当然这种情况也是比较罕见的。

4

第2种可能性就是哈雷彗星的到来，哈雷彗星每隔761年围绕着太阳行驶一周，当他到达地球的时候肉眼清晰可见，但是根据史书记载的日期来看，哈雷彗星飞过地球的日子是对不上的。第3种可能性就是对日照现象的发生。当然以上的这三种可能性不过是科学家的猜测而已，都不能准确的来解释，在古书当中记录的夜间所出现的太阳。

5

毕竟时间太过于久远，关于太阳等一些天体的运转过程，我们也无从得知了，对于人类来说这样的范围太过于广泛了，我们无法将这一切都尽收眼底，相信在未来随着科学的不断发展，关于夜间为何会出现太阳的诡异事件

指太阳光线与地平面之间的夹角，即太阳在当地的仰角，又称太阳高度角。在任何地点，进入晨昏线时太阳在天空的位置为最低，这时的太阳高度为0°。在正午时太阳在天空的位置为最高，这时的太阳高度称为正午太阳高度。一日之内，自日出至正午期间，太阳高度逐渐增高，正午之后，太阳高度逐渐降低，日落时为0°。

只有在太阳能够直射的区域（南北回归线之间），正午太阳高度才可以达到90°。以北京地区为例，夏至时太阳照在北回归线上，北京的太阳高度角最大，为735度。

　　日地距离又称太阳距离。指的是日心到地心的直线长度。由于地球绕太阳运行的轨道是个椭圆，太阳位于一个焦点上，所以这个距离是时刻变化着的。

　　日地距离最大值为15 210万千米（地球处于远日点）；最小值为 14 710万千米（地球处于近日点）；平均值为14 960万千米。

　　太阳的高度一般是指太阳高度角，不是地球到太阳的距离。

　　太阳高度角是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，专业上讲太阳高度角是指某地太阳光线与通过该地与地心相连的地表切线的夹角。太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。

夏代已经推断出春分、秋分、夏至、冬至。东夷石刻连云港将军崖岩画中有与社石相关的正南北线。商代关注不同天气的不同现象。甲骨文中有关于风、云、虹、雨、雪、雷等天气现象的记载和描述。西周时期用土圭定方位，并且知道各种气象状况反常与否，均会对农牧业生产造成影响。《诗经·幽风·七月》，记载了天气和气候谚语，有关于物候的现象和知识；《夏小正》是我国最早的物候学著作。春秋时期，秦国医学家医和开始将天气因素看做疾病的外因；曾参用阴阳学说解释风、雷、雾、雨、露、霰等天气现象的成因。《春秋》将天气反常列入史事记载；《孙子兵法》将天时列为影响军事胜负的5个重要因素之一；《易经·说卦传》指出“天地水火风雷山泽”八卦代表自然物。战国时期，重视气象条件在作战中的运用。庄周提出风的形成来自于空气流动的影响，并提到日光和风可以使水蒸发。《黄帝内经·素问》详细说明了气候、季节等与养生和疾病治疗间的关系。秦代形成相关的法律制度，各地必须向朝廷汇报雨情，以及受雨泽或遭遇气象灾害的天地面积。《吕氏春秋》将云分为“山云、水云、旱云、雨云”四大类。汉代列出了与现代名称相同的二十四节气名，并且出现了测定风向及其他天气情况的仪器。西汉时期著名的唯心主义哲学家和今文经学大师董仲舒指出了雨滴的大小疏密与风的吹碰程度有关。东汉哲学家王充《论衡》，指出雷电的形成与太阳热力、季节有关，雷为爆炸所起；东汉学者应劭《风俗通义》，提出梅雨、信风等名称。三国时期，进一步掌握了节气与太阳运行的关系。数学家赵君卿注的《周髀算经》，介绍了“七衡六间图”，从理论上说明了二十四节气与太阳运行的关系。两晋时期，“相风木鸟”及测定风向的仪器盛行。东晋哲学家姜芨指出贴近地面的浮动的云气在星体上升时，能使星间视距变小，并使晨夕日色发红。晋代名人周处的《风土记》提出梅雨概念。南北朝时不仅了解了气候对农业生产的影响，还开始探索利用不同的气候条件促进农业生产。北魏贾思勰《齐民要术》，充分探讨了气象对农业的影响，并提出了用熏烟防霜及用积雪杀虫保墒的办法；北魏《正光历》，将七十二气候列入历书；南朝梁宗懔《荆楚岁时记》，提出冬季“九九”为一年里最冷的时期。隋唐及五代时期，医学家王冰根据地域对我国的气候进行了区域划分，这是世界上最早提出气温水平梯度概念的。隋代著作郎杜台卿《玉烛宝典》，摘录了隋以前各书所载节气、政令、农事、风土、典故等，保存了不少农业气象佚文；唐代天文学家李淳风《乙已占》，记载测风仪的构造、安装及用法。宋代对于气象的认识更为丰富和详细，在雨雪的预测及测算方面更为精确。北宋地理学家沈括《梦溪笔谈》，涉及有关气象的如峨眉宝光、闪电、雷斧、虹、登洲海市、羊角旋风、竹化石、瓦霜作画、雹之形状、行舟之法、垂直气候带、天气预报等；南宋绍兴酒秦九韶《数书九章》，列有4道测雨雪的算式，说明如何测算平地雨雪的深度。明代工部尚书熊明遇《格致草》，根据西洋科学原理，辨析了自然界变化与历史上所载的灾异及风、云、雷、雨诸气象现象之间的关系，他所设计的“日火下降、气上升图”，系统地说明对流性天气的形成。清代译著《测候丛谈》，采用“日心说”，全面介绍了太阳辐射使地面变热以及海风、陆风、台风、哈得来环流、大气潮、霜、露、云、雾、雨、雪、雹、雷、平均值及年、日较差计算法、大气光象等大气现象和气象学理论。

岁月推移，天象更迭。我们祖先辛勤劳动，留下宝贵的天象记录，无一不反映出先人孜孜不倦、勤于观测的严谨态度，无一不闪烁着我们民族智慧的光辉。这些，是我国古代丰富的文化宝库中的一份珍贵遗产，对今后更深刻地探索宇宙规律，都将起到应有的作用。