正午太陽高度的變化

正午太陽高度的變化2021/5/91考點1正午太陽高度的變化規(guī)律及其計算一、太陽高度與正午太陽高度

太陽高度：指太陽光線與地平面之間的夾角叫太陽高度角，簡稱太陽高度。太陽高度的最大值為90°。如何用太陽高度表示晝夜狀態(tài)？

2021/5/92正午太陽高度：就是一天中最大的太陽高度，也就是太陽直射當地經線時的太陽高度，此時當地的地方時為12時。

如圖所示：2021/5/93三、正午太陽高度的緯度變化規(guī)律

同一時刻，從太陽直射點向南北兩側遞減；同一地點，離太陽直射點所在緯線越近，正午太陽高度角越大，“點近角大、點遠角小”；緯度相差多少度(1°)，正午太陽高度角就相差多少度(1°)。具體如下表：2．正午太陽高度年變化規(guī)律

2021/5/94二、正午太陽高度的變化（1）正午太陽高度的緯度變化規(guī)律正午太陽高度由

向

遞減。太陽直射的緯線南北兩側二分日：由赤道向南北兩側遞減夏至日：由北回歸線向南北兩側遞減冬至日：由南回歸線向南北兩側減2021/5/95

圖示法記憶正午太陽高度的緯度變化規(guī)律和季節(jié)變化規(guī)律：

規(guī)律技巧總結二分二至日正午太陽高度的緯度分布2021/5/962021/5/97三、正午太陽高度的季節(jié)變化緯度地帶正午太陽高度的變化北回歸線及其以北地區(qū)北半球從冬至日到夏至日正午太陽高度逐漸增大。北半球夏至日達到一年中最大值，然后又逐漸縮小，到北半球冬至日達到一年中最小值南北回歸線之間的地區(qū)一年中有兩次太陽直射，直射時正午太陽高度最大（小→大→小

小→大→?。┠媳被貧w線上一年中有一次太陽直射，直射時正午太陽高度最大南回歸線及其以南地區(qū)北半球冬至日達到一年中最大值，然后又逐漸縮小，到北半球夏至日達到一年中最小值（從夏至日到冬至日正午太陽高度逐漸增大。）2021/5/98Ⅰ.北回歸線及其以北地區(qū)圖甲中：①代表北回歸線；②代表23°26′N～66°34′N之間的地區(qū)③代表北極圈；④代表北極點。2021/5/99Ⅱ.南回歸線及其以南地區(qū)圖乙中：①代表南回歸線；②代表23°26′S～66°34′S之間的地區(qū)；③代表南極圈；④代表南極點。2021/5/910Ⅲ.南北回歸線之間地區(qū)圖丙中：①代表赤道到南回歸線之間的地區(qū)；②代表赤道到北回歸線之間的地區(qū)。2021/5/911

正午太陽高度的年變化規(guī)律

◆◆在南北回歸線之間的地區(qū)，其正午太陽高度的年變化幅度（熱帶地區(qū)）

ΔH＝23°26′＋Φ(Φ為當地緯度)；

◆◆在回歸線與極圈之間的地區(qū)，其正午太陽高度的年變化幅度恒為46°52′；◆◆南北回歸線之間任何一地二至日的正午太陽高度之差等于該地緯度的2倍◆◆從極圈到極點之間的地區(qū)，其正午太陽高度年變化幅度從46°52′逐漸降低至23°26′。

2021/5/9121下列日期中，北京正午太陽高度最小的是：

A．6月1日B．7月1日

C．10月1日D．元月1日2赤道上一年中什么時候正午太陽高度最小？夏至與冬至日（因為這時直射點在回歸線上，赤道距離回歸線最遠）2021/5/913四、太陽高度的日變化規(guī)律：1、

極點上：在極晝期間，太陽高度在一天之內沒有變化，其太陽高度始終等于太陽直射點的緯度，如下圖甲；

2、非極點地區(qū)：太陽高度在一日之內是有變化的，一天之內有一個最大值，即當地的正午太陽高度，如下圖乙。2021/5/9142021/5/9152021/5/916①位于極晝區(qū)的極點的太陽高度一天不變，且等于直射點的緯度。②正好出現極晝的緯線上各地，日出和日落時太陽高度為0，正午時太陽高度最大。③極晝區(qū)除極點和正好出現極晝的緯線上各地外，各地太陽高度均在0°以上，且0時最小，12時最大④赤道上正午太陽高度與直射點緯度互余，6點日出，8點日落，日出、日落時太陽高度為0°，晝長為12小時⑤太陽直射點所在緯度，正午時太陽高度為90°。2021/5/917例1

下圖是赤道及其以北地區(qū)三地夏半年某日的太陽高度日變化過程（h是已知數），讀圖回答以下問題：

（1）A地的地理緯度是

。（2）這一天B地的正午太陽高度H為

。（3）C表示的地方時是

。（4）這一天地球上出現極晝現象的地區(qū)是

。（5）A地的正午太陽高度h的取值范圍是

。答案：（1）、90°N

（2）、（2h）°（解析：與晨昏圈相切緯線上的正午太陽高度=太陽直射點緯度×2）（3）、12：002021/5/918【真題2】下圖為某地住宅建筑冬夏正午日照示意圖，完成(1)～(2)題。2021/5/919(1)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)(2)僅考慮地球運動，圖示窗戶、屋檐搭配對室內光熱的影響有(

)①利于夏季遮陽，冬季采光②冬至到春分，正午室內的日照面積逐漸增大③春分到夏至，正午屋檐的遮陽作用逐漸增強④利于減少室內能源消耗

A．①②③B．①②④

C．①③④D．②③④DC2021/5/920【思維過程】

(1)根據某地住宅建筑冬夏正午日照示意圖中正午太陽高度角相差46°52′，且太陽光全是從南方照射進入房子，可以推出該地位于北回歸線到北極圈之間的地區(qū)，結合選項只有北美洲五大湖地區(qū)符合要求。2021/5/921正午太陽高度（H）=90°－緯度差緯度差是指所求地與直射點的緯度差。注意：若直射點與所求點位于同一半球，則該緯度差為兩地緯度之差；若直射點與所求點位于不同半球，則該緯度差為兩地緯度之和。3正午太陽高度的計算2021/5/922

某地正午太陽高度的大小，可以用下面的公式來計算：H＝90°－|φ－δ|其中H為正午太陽高度數，φ為當地地理緯度，永遠取正值，δ為直射點的緯度，當地夏半年取正值，冬半年取負值。2021/5/923如：求北京（400N）冬至日的正午太陽高度角？步驟：1標直射點、所求點緯度，

2算緯度差

H=900-（40°23.50

）

=26.50+2021/5/924

在實際的解題中，許多時候并不需要運用此公式。由于在某地點正午太陽高度與直射點太陽高度差值等于它們的緯度差，所以利用下面公式計算更為方便；某地正午太陽高度角H＝90°－δ，其中δ為某地與太陽直射點的緯度差。2021/5/925

當太陽直射B點時，C點的正午太陽高度是H＝90°－δ＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°。

如圖所示：當太陽直射B點時，A點的正午太陽高度是H＝90°－δ＝90°－(40°－10°)＝60°。

2021/5/926溫馨提示3

鞏固提升顯能力2021/5/927例3、某地北京時間6月22日6時左右日出，13時太陽高度角達到最大約83°?；卮?1)～(2)題。(1)該地最可能是(

)A．北京B．沈陽

C．成都D．?？?2)該地當天上午太陽高度角達到36°時，布宜諾斯艾利斯(西四區(qū))的區(qū)時約為(

)A．6月21日9時B．6月21日21時

C．6月22日9時D．6月22日21時CB2021/5/928【思維過程】(1)根據“6月22日北京時間13時太陽高度達到最大”，可計算出該地的經度約為105°E，根據“6月22日13時太陽高度達到最大約83°”，可計算出該地的緯度約為30°26′N，因此答案選C。(2)根據該地北京時間6點左右日出(太陽高度為0°)，13時達到正午，且正午的太陽高度為83°，可推算出太陽每小時約升高12°，當該地當天上午太陽高度角達到36°時，北京時間應該為6月22日9時，所以可計算出西四區(qū)的區(qū)時為9－(8＋4)＝－3時，即6月21日21時。2021/5/9291．確定地方時考點2正午太陽高度變化規(guī)律的應用

當某地太陽高度達一天中最大值時，就是一天的正午時刻，此時當地的地方時是12時。2021/5/930

當太陽直射點位置一定時，如果我們能夠知道當地的正午太陽高度，就可以根據“某地與太陽直射點相差多少緯度，正午太陽高度就相差多少度”的規(guī)律，求出當地的地理緯度。2．判斷所在地區(qū)的緯度2021/5/931

為了獲得最充足的太陽光照，各地房屋的朝向與正午太陽所在的位置有關。

北回歸線以北的地區(qū)，正午太陽位于南方，房屋朝南；南回歸線以南的地區(qū)，正午太陽位于北方，房屋朝北。3．確定房屋的朝向2021/5/932

太陽直射點上，物體的影子縮短為0；正午太陽高度越大，日影越短；反之，日影越長。正午是一天中日影最短的時刻。4．判斷日影長短及方向2021/5/933

日影永遠朝向背離太陽的方向，北回歸線以北的地區(qū)，正午的日影全年朝向正北(北極點除外)，冬至日日影最長，夏至日最短；南回歸線以南的地區(qū)，正午的日影全年朝向正南(南極點除外)，夏至日日影最長，冬至日最短；南北回歸線之間的地區(qū)，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射時日影最短(等于0)。2021/5/934

為了更好地保持各樓層都有良好的采光，樓與樓之間應當保持適當距離。緯度較低的地區(qū)，樓距較小，緯度較高的地區(qū)樓距較大。以我國為例，見下圖，南樓高度為h，該地冬至日正午太陽高度為H，則最小樓間距L＝h·cotH。5．計算樓間距、樓高2021/5/935

解題的關鍵是計算當地一年中最小的正午太陽高度，并計算影長。

2021/5/936

太陽能熱水器集熱面與太陽光線垂直；太陽能熱水器集熱面與地面的夾角同正午太陽高度互余。

為了更好地利用太陽能，應不斷調整太陽能熱水器與樓頂平面之間的傾角，使太陽光與受熱板之間成直角。其傾角和正午太陽高度角的關系為α＋h＝90°(如圖所示)。6．計算熱水器的安裝角度2021/5/9372021/5/938正午太陽高度與太陽直射點的關系

(1)正午太陽高度一定是指當地正午12點整的太陽高度，但是太陽不一定直射當地所在的緯度。規(guī)律技巧總結2021/5/939

(2)太陽直射點必須是在緯度23.5°之間來回移動，緯度大于23.5°的地方太陽不能直射，但有正午太陽高度，只是其正午太陽高度一定小于90°。

(3)正午太陽高度的計算及其應用都與當地緯度和太陽直射點的緯度有關，二者缺一不可。規(guī)律技巧總結2021/5/940

(4)太陽直射點以一個回歸年為周期在南北回歸線及其之間來回移動，故直射點大約每個月移動緯度為8°，每移動1°大約需要4天。

(5)正午太陽高度的變化規(guī)律與太陽直射點密切相關，距離太陽直射點越近，正午太陽高度越大；距離太陽直射點越遠，正午太陽高度越小。規(guī)律技巧總結2021/5/941例4‘下圖是“一年中兩至日正午太陽高度之差隨緯度的變化”圖，橫坐標表示緯度，縱坐標表示變化值，讀圖回答1～2題。2021/5/9421.下列