正午太陽(yáng)高度jiao

1、正午太陽(yáng)高度正午太陽(yáng)高度n學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：n1.理解太陽(yáng)高度、正午太陽(yáng)高度概念。理解太陽(yáng)高度、正午太陽(yáng)高度概念。n2.理解并掌握正午太陽(yáng)高度隨緯度、隨理解并掌握正午太陽(yáng)高度隨緯度、隨季節(jié)變化規(guī)律。季節(jié)變化規(guī)律。圖甲圖甲圖乙圖乙晝和夜的表達(dá)法：晝和夜的表達(dá)法： 晝半球上太陽(yáng)高度晝半球上太陽(yáng)高度0 晨昏線上太陽(yáng)高度晨昏線上太陽(yáng)高度=0直射點(diǎn)上太陽(yáng)高度直射點(diǎn)上太陽(yáng)高度=90 夜半球上太陽(yáng)高度夜半球上太陽(yáng)高度0 如圖所示，此時(shí)刻太陽(yáng)直如圖所示，此時(shí)刻太陽(yáng)直射點(diǎn)射點(diǎn)A A的太陽(yáng)高度角為的太陽(yáng)高度角為9090 規(guī)律：從直射點(diǎn)向四周，隨規(guī)律：從直射點(diǎn)向四周，隨著球面的彎曲，太陽(yáng)高度著球面的彎曲，太陽(yáng)高度

2、角遞減，呈同心圓狀分布，角遞減，呈同心圓狀分布，晨昏線上的太陽(yáng)高度角為晨昏線上的太陽(yáng)高度角為0 0n隨著地球的自轉(zhuǎn)，太陽(yáng)直隨著地球的自轉(zhuǎn)，太陽(yáng)直射點(diǎn)沿緯線移動(dòng)，球面上射點(diǎn)沿緯線移動(dòng)，球面上各點(diǎn)的太陽(yáng)高度角均不斷各點(diǎn)的太陽(yáng)高度角均不斷發(fā)生變化，其大小取決于發(fā)生變化，其大小取決于該點(diǎn)到直射點(diǎn)的球面距離。該點(diǎn)到直射點(diǎn)的球面距離。n夏至日：正午太陽(yáng)高度由夏至日：正午太陽(yáng)高度由北北回歸線回歸線向南北兩側(cè)遞減。如圖向南北兩側(cè)遞減。如圖中中D折線所示。折線所示。 (一一) 正午太陽(yáng)高度的緯度變化規(guī)律正午太陽(yáng)高度的緯度變化規(guī)律全球正午太陽(yáng)高度的緯度變化規(guī)律：全球正午太陽(yáng)高度的緯度變化規(guī)律： 從太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯

3、線分別向南北兩側(cè)遞減；離從太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯線分別向南北兩側(cè)遞減；離直射點(diǎn)距離越直射點(diǎn)距離越近近(緯度差越緯度差越小小)，正午太陽(yáng)高度越，正午太陽(yáng)高度越大大。 n冬至日：正午太陽(yáng)高度由冬至日：正午太陽(yáng)高度由南南回歸線回歸線向南北兩側(cè)遞減。如圖向南北兩側(cè)遞減。如圖中中C折線所示。折線所示。n春秋分日：正午太陽(yáng)高度春秋分日：正午太陽(yáng)高度由赤道向南北兩側(cè)遞減。圖由赤道向南北兩側(cè)遞減。圖中中E折線所示。折線所示。正午太陽(yáng)高度的變化規(guī)律正午太陽(yáng)高度的變化規(guī)律02326 N2326 S6634 N6634 S90N90S正午太陽(yáng)高度的分布規(guī)律正午太陽(yáng)高度的分布規(guī)律夏至日夏至日900 夏至日夏至日：太陽(yáng)直射北

4、回歸線。太陽(yáng)直射北回歸線。 緯度變化：緯度變化：全球正午太陽(yáng)高度自北回歸全球正午太陽(yáng)高度自北回歸 線向南北兩側(cè)遞減。線向南北兩側(cè)遞減。 季節(jié)變化：季節(jié)變化：北回歸線及其以北各緯度，北回歸線及其以北各緯度， 正午太陽(yáng)高度達(dá)全年最大值；正午太陽(yáng)高度達(dá)全年最大值； 南半球各緯度，正午太陽(yáng)南半球各緯度，正午太陽(yáng) 高度達(dá)全年最小值。高度達(dá)全年最小值。02326 N2326 S6634 N6634 S90N90S正午太陽(yáng)高度的分布規(guī)律正午太陽(yáng)高度的分布規(guī)律夏至日夏至日 二分日二分日900春分日和秋分日：春分日和秋分日：太陽(yáng)直射赤道。太陽(yáng)直射赤道。 全球正午太陽(yáng)高度自赤道全球正午太陽(yáng)高度自赤道 向南北兩側(cè)遞

5、減。向南北兩側(cè)遞減。02326 N2326 S6634 N6634 S90N90S正午太陽(yáng)高度的分布規(guī)律正午太陽(yáng)高度的分布規(guī)律夏至日夏至日 二分日二分日 冬至日冬至日900冬至日：冬至日：太陽(yáng)太陽(yáng)直射南回歸線。直射南回歸線。 緯度變化：緯度變化：全球正午太陽(yáng)高度自南回歸線全球正午太陽(yáng)高度自南回歸線 向南北兩側(cè)遞減。向南北兩側(cè)遞減。 季節(jié)變化：季節(jié)變化：南回歸線及其以南各緯度，南回歸線及其以南各緯度， 正午太陽(yáng)高度達(dá)全年最大值正午太陽(yáng)高度達(dá)全年最大值 北半球各緯度，正午太陽(yáng)高度達(dá)全年最小值。北半球各緯度，正午太陽(yáng)高度達(dá)全年最小值。圖圖1-3-22判斷正午太陽(yáng)高度角的大?。号袛嗾缣?yáng)高度角的大小

6、：同一緯線上正午太陽(yáng)高度相同。同一緯線上正午太陽(yáng)高度相同?？淳嚯x太陽(yáng)直射點(diǎn)的遠(yuǎn)近?？淳嚯x太陽(yáng)直射點(diǎn)的遠(yuǎn)近。什么時(shí)間離直射點(diǎn)近，什么時(shí)間正午太陽(yáng)高度就大；什么時(shí)間離直射點(diǎn)近，什么時(shí)間正午太陽(yáng)高度就大；( (近大遠(yuǎn)小近大遠(yuǎn)小) ) 什么時(shí)間直射什么時(shí)間直射點(diǎn)向該地接近，什么時(shí)間該地太陽(yáng)高度就增大。點(diǎn)向該地接近，什么時(shí)間該地太陽(yáng)高度就增大。( (來增去減來增去減) )(二二) 正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化規(guī)律正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化規(guī)律(一一) 正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化規(guī)律正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化規(guī)律北回歸線及其以北的緯度帶：北回歸線及其以北的緯度帶： 每年夏至日每年夏至日(6月月22)H達(dá)最達(dá)最大大值，冬至日

7、值，冬至日(12月月22)H達(dá)最達(dá)最小小值。如右圖值。如右圖A所示。所示。 南回歸線及其以南的緯度帶：南回歸線及其以南的緯度帶：每年冬至日每年冬至日H達(dá)最達(dá)最大大值，夏至日值，夏至日H達(dá)最達(dá)最小小值。如右圖值。如右圖B所所示。示。 (二二) 正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化規(guī)律正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化規(guī)律 回歸線之間的地區(qū)：回歸線之間的地區(qū)： 正午太陽(yáng)高度最大值為正午太陽(yáng)高度最大值為90，全年，全年有有兩次兩次太陽(yáng)直射現(xiàn)象，即一年中有兩個(gè)太陽(yáng)直射現(xiàn)象，即一年中有兩個(gè)正午太陽(yáng)高度最大值。如下圖正午太陽(yáng)高度最大值。如下圖A。 回歸線上：回歸線上： 正午太陽(yáng)高度的最大值為正午太陽(yáng)高度的最大值為90，全年有，全年

8、有一次一次太陽(yáng)直射現(xiàn)象，太陽(yáng)直射現(xiàn)象， 即一年中有一個(gè)正午即一年中有一個(gè)正午太陽(yáng)高度最大值。如下圖太陽(yáng)高度最大值。如下圖B。 回歸線至極點(diǎn)之間的地區(qū)：正午太陽(yáng)回歸線至極點(diǎn)之間的地區(qū)：正午太陽(yáng)高度最大值小于高度最大值小于90，全年，全年沒有沒有太陽(yáng)直太陽(yáng)直射現(xiàn)象。一年中有射現(xiàn)象。一年中有一個(gè)一個(gè)正午太陽(yáng)高度最正午太陽(yáng)高度最大值。如上圖大值。如上圖C。 24時(shí)時(shí)太陽(yáng)高度太陽(yáng)高度2326極點(diǎn)太陽(yáng)高度的日變化極點(diǎn)太陽(yáng)高度的日變化0(1)非極點(diǎn)地區(qū)，太陽(yáng)高度在一日之內(nèi)是有變化的，一天之內(nèi)有一個(gè)最大值，即當(dāng)?shù)氐恼缣?yáng)高度(如圖甲)。(2)極點(diǎn)上，在極晝期間，極點(diǎn)上見到的太陽(yáng)高度在一天之內(nèi)是沒有變化的，其

9、太陽(yáng)高度始終等于太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度(如圖乙)。1. 正午太陽(yáng)高度的形成：正午太陽(yáng)高度的形成： 如右圖所示。如右圖所示。太陽(yáng)光線與地面之間的夾角太陽(yáng)光線與地面之間的夾角2. 正午太陽(yáng)高度計(jì)算公正午太陽(yáng)高度計(jì)算公式推導(dǎo)。式推導(dǎo)。 H =90B=90AOB =90 (COB-COA) =90 緯度差緯度差(所求點(diǎn)和直射點(diǎn)之間的緯度差所求點(diǎn)和直射點(diǎn)之間的緯度差) AOBCOA緯差的計(jì)算：同半球相緯差的計(jì)算：同半球相減減，異半球相，異半球相加加 正午太陽(yáng)高度的計(jì)算公式正午太陽(yáng)高度的計(jì)算公式H= 90 緯度差緯度差緯度差：即所求地點(diǎn)緯度與太陽(yáng)直射點(diǎn)的所在緯度的緯度差：即所求地點(diǎn)緯度與太陽(yáng)直射點(diǎn)的所在緯度的差

10、距。差距。 H=90- - - - 式中式中H為正午太陽(yáng)高度；為正午太陽(yáng)高度；為當(dāng)?shù)鼐暥龋≌?；為?dāng)?shù)鼐暥龋≌?；為太?yáng)直射點(diǎn)的緯度，當(dāng)?shù)叵陌肽耆≌?，冬為太?yáng)直射點(diǎn)的緯度，當(dāng)?shù)叵陌肽耆≌?，冬半年取?fù)值。半年取負(fù)值。（“同減異加同減異加”） H某地某地 = 90 緯度差緯度差緯度差：即所求地點(diǎn)緯度與太陽(yáng)直射點(diǎn)的所在緯度的差距緯度差：即所求地點(diǎn)緯度與太陽(yáng)直射點(diǎn)的所在緯度的差距02326 N2326 S30NA302326 BC 2326 若求若求3030N N P P點(diǎn)點(diǎn)正午太陽(yáng)高度角：正午太陽(yáng)高度角：春秋分：春秋分： H90 （A0 ） 90 (30 0 ） 60 PP30634 夏至日

11、：夏至日： H90(A B) 90 (30 2326) 8326P5326 N冬至日：冬至日： H90 (A+C) 90 (30 + 23 26) 33 34緯差的計(jì)算：同半球相緯差的計(jì)算：同半球相減減，異半球相，異半球相加加 四、正午太陽(yáng)高度應(yīng)用四、正午太陽(yáng)高度應(yīng)用BA夏至夏至冬至冬至 冬至日正午太陽(yáng)高度最小，此時(shí)冬至日正午太陽(yáng)高度最小，此時(shí)B樓日影最長(zhǎng)，樓日影最長(zhǎng)，若此時(shí)若此時(shí)A樓不被擋，則可終年獲得光照。樓不被擋，則可終年獲得光照。 一般來說，緯度較低地區(qū)，樓距較近，緯度較一般來說，緯度較低地區(qū)，樓距較近，緯度較高地區(qū)，樓距較遠(yuǎn)。高地區(qū)，樓距較遠(yuǎn)。樓距計(jì)算樓距計(jì)算c例1：南樓位于21.5N，h為20米，欲在北側(cè)新建一個(gè)樓房，如果保證此樓房全年采光充分，兩樓房樓距最小應(yīng)是？例2：在30N附近的拉薩安裝太