原創(chuàng)正午太陽(yáng)高度應(yīng)用毛偉

正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用生活中的地理之正午太陽(yáng)高度角的變化在生活中的應(yīng)用探究生活中的地理地球公轉(zhuǎn)的地理意義制作；襄陽(yáng)一中毛偉

掌握正午太陽(yáng)高度角的變化在實(shí)際生活中的應(yīng)用；學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）確定地方時(shí)（2）確定地理位置及房屋的朝向（3）判斷日影長(zhǎng)短及方向（4）計(jì)算樓間距（5）計(jì)算熱水器的安裝角度一、確定地方時(shí)1、當(dāng)某地太陽(yáng)高度達(dá)到一天中最大值時(shí)，日影最短，當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)為12點(diǎn)；2、當(dāng)某地太陽(yáng)高度達(dá)到一年中最大值時(shí)，日影最短，當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)為12點(diǎn)；3、直射點(diǎn)的地方時(shí)為12點(diǎn)。23°26′73°26′90°66°34′地方時(shí)太陽(yáng)高度4168122420確定地方時(shí);當(dāng)某地太陽(yáng)高度達(dá)一天中最大值時(shí)，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。例1、圖為我國(guó)西藏某地6月22日太陽(yáng)高度的日變化示意圖（未考慮海拔等因素）。據(jù)此判斷該地的地理坐標(biāo)為（）A.30°N，90°E B.16°52′N(xiāo)，105°EC.23°26′N(xiāo)，120°ED.36°52′N(xiāo)，150°EA二、根據(jù)正午太陽(yáng)高度、及陽(yáng)光照射方向判斷地理位置①正午太陽(yáng)高度越大，室內(nèi)陽(yáng)光照射的面積

；正午太陽(yáng)高度越小，室內(nèi)陽(yáng)光照射的面積

。②北半球溫帶地區(qū)，為了利用太陽(yáng)光照，窗戶(hù)一般都朝

開(kāi)。依據(jù)陽(yáng)光照射方向確定地理位置及房屋的朝向越小越大南南北甲ab南北乙ab南北丙ab例2；甲、乙、丙是地處不同緯度的三座房屋二至日的陽(yáng)光照射情況（a或b），對(duì)三地的位置判斷正確的是（）DA．三地都位于北半球B．甲地位于赤道與南回歸線(xiàn)之間C．乙地位于南溫帶D．丙地位于南溫帶我國(guó)某校地理興趣小組利用“立竿見(jiàn)影”的方法，逐日測(cè)正午太陽(yáng)高度，并根據(jù)記錄畫(huà)出一年中正午太陽(yáng)高度變化。該小組測(cè)算出當(dāng)?shù)卣缣?yáng)高度為86?，北京時(shí)間為12：40，該校的地理位置是（）

A、110?E，19.5?SB、110?E，19.5?NC、126?E，19.5?SD、126?E，19.5?NB三、正午日影長(zhǎng)短及朝向的判斷1、正午太陽(yáng)光的來(lái)向：根據(jù)直射點(diǎn)與該地的方位來(lái)判斷2、光照與日影的關(guān)系（1）有太陽(yáng)照射才有影子，無(wú)太陽(yáng)照射則無(wú)影子（極夜時(shí)無(wú)影子）；太陽(yáng)高度越大，影子越短，反之越長(zhǎng)，直射時(shí)無(wú)影子；一天之中日出日落時(shí)影子最長(zhǎng)，正午最短；一年中正午太陽(yáng)高度最大時(shí)影子最短，反之最長(zhǎng)。（2）除極點(diǎn)外，物影與太陽(yáng)光線(xiàn)的來(lái)向相反。（3）北極：太陽(yáng)始終從南方照來(lái)，其物影始終朝南；南極：太陽(yáng)光始終從北方照來(lái)，其物影始終朝北。（4）北回歸線(xiàn)及其以北地區(qū)正午物影朝北，6月22日最短，12月22日最長(zhǎng)；南回歸線(xiàn)及其以南地區(qū)正午物影朝南，6月22日最長(zhǎng)，12月22日最短；南北回歸線(xiàn)之間正午物影可朝北也可朝南，且直射時(shí)無(wú)影子。（4）根據(jù)正午物影判斷位置若某地正午影子既可朝北又可朝南，且有時(shí)無(wú)影子，則該地在熱帶；若其影子主要朝北，則該地在北半球，反之在南半球。若某地一年四季正午均有影子，且影子朝北，則該地在北溫帶；若影子朝南，則該地在南溫帶。若某地正午有一段時(shí)間有影子，一段時(shí)間無(wú)影子，則該地在寒帶；若其影子朝北，則該地在北寒帶，反之在南寒帶。極點(diǎn)半年有影子，半年無(wú)影子。南北東西西北東北東南日出日落上午中午下午中午影子下午影子樓房1、太陽(yáng)方位與日影朝向判斷正午日影長(zhǎng)短及朝向南北東西西北東北東南日出日落上午中午下午中午影子下午影子樓房【規(guī)律總結(jié)】太陽(yáng)方位和日影朝向正好

。相反直射點(diǎn)緯度正午日影縮短為零一天中，正午日影最短，日出日落時(shí)日影最長(zhǎng)。日影判斷—日影的日變化夏半年：日出、上午、正午、下午、日落冬半年：日出、上午、正午、下午、日落極晝區(qū):日出、正午、日落日影判斷：正午日影的年變化正午日影方向：直射緯線(xiàn)以南——向正南；直射緯線(xiàn)以北——向正北回歸線(xiàn)之間：有時(shí)向正南，有時(shí)向正北，但出現(xiàn)的頻率不同有極夜的地區(qū)正午無(wú)日影。

日出太陽(yáng)方位正午太陽(yáng)方位日落太陽(yáng)方位夏至日東北正南西北兩分日正東正南正西冬至日東南正南西南40°N地區(qū)兩分兩至日時(shí)的太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)軌跡圖地面正午太陽(yáng)高度大小與日影長(zhǎng)短的關(guān)系；直射點(diǎn)無(wú)影子影子較長(zhǎng)影子更長(zhǎng)2、判斷正午日影長(zhǎng)短H=0°H=90°太陽(yáng)光線(xiàn)太陽(yáng)光線(xiàn)柱子柱子影無(wú)限長(zhǎng)影子為一個(gè)點(diǎn)太陽(yáng)高度角的大小與影子長(zhǎng)短的變化日出、日落正午H1h太陽(yáng)高度角的大小與影子長(zhǎng)短的變化H2物影L1物影L2地面規(guī)律；太陽(yáng)高度角越大,影子越短后樓前樓ABH1h太陽(yáng)高度角的大小與影子長(zhǎng)短的變化H2物影L1物影L2地面規(guī)律；太陽(yáng)高度角越大,影子越短后樓前樓AB讀圖思考：如果在距離這一棟樓不遠(yuǎn)處又新建了另一棟同等高度的樓房，請(qǐng)問(wèn)后樓在圖中哪一時(shí)刻（A、B）采光會(huì)受到影響？下圖是某天文研究小組繪制的a、b、c、d、e等五個(gè)地方的正午物體影子情況，根據(jù)圖中信息，判斷各地的可能位置。北回歸線(xiàn)以北南回歸線(xiàn)以南例3、在地球上，一年中物體的影子始終朝南的是

()A.

北回歸線(xiàn)與北極圈之間B.

北回歸線(xiàn)以北C.

南回歸線(xiàn)之南D.

南回歸線(xiàn)和南極圈之間D1.該小組每天量測(cè)影長(zhǎng)時(shí)，北京時(shí)間應(yīng)為（）

A.12∶00

B.12∶40

C.11∶20

D.11∶00B例4、某學(xué)校（110°E）地理興趣小組在平地上用立竿測(cè)影的方法，逐日測(cè)算正午太陽(yáng)高度。如下圖，垂直豎立一根2米的竿OP，正午時(shí)測(cè)得竿影長(zhǎng)OP′，通過(guò)canα＝OP/OP’算出正午太陽(yáng)高度H。據(jù)此回答：A.甲地有陽(yáng)光直射現(xiàn)象，乙地則沒(méi)有B.6月22日甲地的正午太陽(yáng)高度大于乙地C.12月22日甲地晝長(zhǎng)大于乙地D.甲地的地球自轉(zhuǎn)線(xiàn)速度大于乙地NS甲乙12月22日影長(zhǎng)6月22日影長(zhǎng)例5.下圖為甲乙兩地，6月22日和12月22日等高旗桿正午的影長(zhǎng)及朝向，甲乙兩地對(duì)（）B

某地有一幢樓，冬至日正午影長(zhǎng)S與樓房高度h相同，如圖，據(jù)此回答1～2題。1.該地冬至日正午太陽(yáng)高度是（）

A.23°26′B.66°34′C.90°D.45°D2.該地的緯度可能是（）①23°26′N(xiāo)②21°34′N(xiāo)③25°26′N(xiāo)④68°26′S

A.①②B.②③C.③④D.②④D例5.某學(xué)校操場(chǎng)上，O處有一垂直于地面的旗桿。OP表示正午時(shí)旗桿在地面的影子，其長(zhǎng)度隨季節(jié)發(fā)生變化，6月22日縮短為零。M處有一棵樹(shù)，OM垂直于OP。讀圖丁回答：（1）＿＿月＿＿日OP最長(zhǎng)，（2）M處的樹(shù)位于旗桿的＿＿＿方向，其精確的緯度是＿＿。1222正東23°26′N(xiāo)四、樓房間距與樓高的關(guān)系

1、為了使樓房底層獲得充足的太陽(yáng)光照，一般來(lái)說(shuō)，緯度較低的地區(qū)，樓距較??；緯度較高的地區(qū)樓較大。2、樓間距離L=h×cotH解題的關(guān)鍵是計(jì)算出當(dāng)?shù)囟寥盏恼缣?yáng)高度α和影長(zhǎng)（Ｌ，也即樓間距離）。LHh樓間距與樓高的關(guān)系樓高H與樓間距最小值L（保證冬至日或當(dāng)?shù)卣缣?yáng)高度最小時(shí)后樓能夠得到光照）的關(guān)系是：tanH=h/L（H為冬至日的正午太陽(yáng)高度）h

LH前樓后樓——以北半球?yàn)槔龢情g距與樓高的關(guān)系樓高H與樓間距最小值L（保證冬至日或當(dāng)?shù)卣缣?yáng)高度最小時(shí)后樓能夠得到光照）的關(guān)系是：tanH=h/L（H為冬至日的正午太陽(yáng)高度）——以北半球?yàn)槔P(guān)鍵點(diǎn)：①解題關(guān)鍵：計(jì)算當(dāng)?shù)匾荒曛凶钚〉恼缣?yáng)高度，并計(jì)算影長(zhǎng)。②規(guī)律：緯度越低的地區(qū)，樓間距越小，土地利用就越高。緯度越高的地區(qū)，樓間距越大。土地利用就越低。例6、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商擬在某城市（30oN

）建造兩幢商品住宅樓，要使北樓所有樓層終年陽(yáng)光不被擋住，兩樓之間的樓距至少應(yīng)為多少米？北樓南樓30米HL12

房屋采光問(wèn)題：樓間距與樓高的關(guān)系（tan35°≈0.7，tan45°＝1，tan60°≈1.732）【解析】此地位于北回歸線(xiàn)以北，一年中正午太陽(yáng)高度角在冬至日達(dá)到最小H=36°34′冬至日該城市正午太陽(yáng)高度角:tanH

=h/L=30/L≈0.7L≈43m樓高h(yuǎn)與樓間距最小值L（保證一年中正午太陽(yáng)高度最小時(shí)，后樓能夠得到光照）的關(guān)系是：

tanH=h/LhH前樓后樓

房屋采光問(wèn)題：樓間距與樓高的關(guān)系L原理：前一幢樓在正午太陽(yáng)高度角最小時(shí)，不擋住后一幢樓的陽(yáng)光1、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商擬在某城市（30oN

）建造兩幢商品住宅樓，要使北樓所有樓層終年陽(yáng)光不被擋住，兩樓之間的樓距至少應(yīng)為多少米？北樓南樓H12

房屋采光問(wèn)題：樓間距與樓高的關(guān)系（tan35°≈0.7，tan45°＝1，tan60°≈1.732）H=36°34′冬至日該城市正午太陽(yáng)高度角:tanH

=h/L=h/30≈0.7h≈21m2、為節(jié)省建筑用地，增加經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)發(fā)商欲將兩樓之間的距離縮短為30m,要使北樓所有樓層終年陽(yáng)光不被遮擋，南樓的高度最高約為？L=30m

房屋采光問(wèn)題：樓間距與樓高的關(guān)系某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商準(zhǔn)備投資建造一居民小區(qū),如果A、B、兩地面積相等,地價(jià)相同,那么選在何地較合適?為什么？【解析】冬至日B地比A地的正午太陽(yáng)高度角大，樓間距可減小，蓋的樓房多，獲得的經(jīng)濟(jì)效益高如果你作為一名房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商，你會(huì)如何設(shè)計(jì)小區(qū)或樓房，既滿(mǎn)足采光又節(jié)省建筑用地？

（５）、計(jì)算南北樓間距：為了使樓房底層獲得充足的太陽(yáng)光照，一般來(lái)說(shuō)，緯度較低的地區(qū)，樓距較﹍，緯度較高的地區(qū)樓距較﹍。解題的關(guān)鍵是計(jì)算當(dāng)?shù)匾荒曛凶钚〉恼缣?yáng)高度，并計(jì)算影長(zhǎng)。小大hLＨtanHL=hBD例7:設(shè)m(緯度0°、30°E)，n(23°26′Ｎ、30°E)兩地正午太陽(yáng)高度分別為Hm和Hn，判斷下列四項(xiàng)中正確的是A.Hm和Hn不可能在同一天達(dá)到最小值B.每年有某時(shí)刻Hm＝Hn

C.每年約有9個(gè)月Hm＞HnD.任何時(shí)候都Hm≥Hn

MNBC五、計(jì)算太陽(yáng)能熱水器的安裝角度1、要最大限度地利用太陽(yáng)能資源，應(yīng)該合理設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱水器的傾斜角度，使太陽(yáng)能熱水器的集熱面與太陽(yáng)能光線(xiàn)垂直，提高太陽(yáng)能熱水器的效率。2、若當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)正午太陽(yáng)能高度為H，則太陽(yáng)能熱水器的集熱板與地面的夾角應(yīng)為時(shí)α=90°–H。3、為了更有效地利用太陽(yáng)能，從理論上講熱水器的傾角應(yīng)隨季節(jié)變化進(jìn)行調(diào)整。

太陽(yáng)能熱水器傾角的調(diào)整

太陽(yáng)能熱水器傾角的調(diào)整（1）為保證最大程度利用太陽(yáng)能，熱水器傾角β與正午太陽(yáng)光線(xiàn)成什么關(guān)系？（2）襄陽(yáng)（32°N）在冬至，熱水器傾角β為多少度是最能充分利用太陽(yáng)能？

H=90°-（32°+23°26′）

=34°34′

β=90°-34°34′=55°26′水箱調(diào)節(jié)桿β集熱管H+β=90H=正午太陽(yáng)高度角10H正午太陽(yáng)高度角正午太陽(yáng)能熱水器傾角的調(diào)整H+β=90°H水箱集熱管調(diào)節(jié)桿β太陽(yáng)能集熱板與地面夾角β和正午太陽(yáng)高度H的關(guān)系為：某校所在地（120°E，40°N）安置一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器，為了獲得最多的太陽(yáng)光熱，提高利用效率，需要根據(jù)太陽(yáng)高度的變化隨季節(jié)調(diào)整其支架傾角，下列四幅日照?qǐng)D中與熱水器安置方式搭配不合理的是：（）D下圖為某地住宅建筑冬、夏正午日照示意圖，完成3-4題：3.該地可能是（）A.剛果盆地B.撒哈拉沙漠南緣C.巴西高原D.北美洲五大湖地區(qū)4.僅考慮地球運(yùn)動(dòng),圖示窗戶(hù)、屋檐搭配對(duì)室內(nèi)光熱的影響有（）①利于夏季遮陽(yáng)，冬季采光②冬至到春分，正午室內(nèi)的日照面積逐漸增大③春分到夏至，正午屋檐的遮陽(yáng)作用逐漸增強(qiáng)④利于減少室內(nèi)能源消耗A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④冬夏【解析】該地正午太陽(yáng)光完全從南方射進(jìn)屋子，可推出該地位于北回歸線(xiàn)以北下圖是位于12