正午太阳高度的变化（优课细讲）

正午太阳高度的变化正午太阳高度的变化 1教育课资考点1正午太阳高度的变化规律及其计算正午太阳高度的变化规律及其计算一、太阳高度与正午太阳高度太阳高度与正午太阳高度 太阳高度太阳高度：指太阳光线与地平面之间的夹角叫太阳高度角，简称太阳高度。太阳高度的最大值为90。如何用太阳高度表示昼夜状态？如何用太阳高度表示昼夜状态？2教育课资l正午太阳高度：正午太阳高度：就是一天中最大的太阳高度，也就是太阳直射当地经线时的太阳高度，此时当地的地方时为12时。如图所示：3教育课资三、正午太阳高度的纬度变化规律三、正午太阳高度的纬度变化规律 同一时刻，从太阳直射点向南北两侧递减；同一时刻，从太阳直射点向南北两侧递减；同一地点，离太阳直射点所在纬线越近，正午太同一地点，离太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度角越大，阳高度角越大，“点近角大、点远角小点近角大、点远角小”；纬度；纬度相差多少度相差多少度(1)，正午太阳高度角就相差多少度，正午太阳高度角就相差多少度(1)。具体如下表：具体如下表：2正午太阳高度年变化规律 4教育课资二、二、正午太阳高度的变化正午太阳高度的变化n（1）正午太阳高度的）正午太阳高度的纬度变化规律纬度变化规律正午太阳高度由正午太阳高度由 向向 递减。递减。太阳直射的纬线太阳直射的纬线南北两侧南北两侧l 二分日：由赤道向南北两侧递减二分日：由赤道向南北两侧递减l 夏至日：由北回归线向南北两侧递减夏至日：由北回归线向南北两侧递减l 冬至日：由南回归线向南北两侧减冬至日：由南回归线向南北两侧减5教育课资 图示法记忆正午太阳高度的纬度变化规律和季节变化规律：规律技巧总结规律技巧总结二分二至日正午太阳高度的纬度分布6教育课资7教育课资三、正午太阳高度的季节变化三、正午太阳高度的季节变化纬度地带纬度地带正午太阳高度的变化正午太阳高度的变化北回归线及北回归线及其以北地区其以北地区北半球北半球从冬至日到夏至从冬至日到夏至日日正午太阳高度正午太阳高度逐渐增大。逐渐增大。北半球夏至日达到一年中最大值，然后又逐渐缩小，北半球夏至日达到一年中最大值，然后又逐渐缩小，到北半球冬至日达到一年中最小值到北半球冬至日达到一年中最小值南北回归线南北回归线之间的地区之间的地区一年中有两次太阳直射，直射时正午太阳高度最大一年中有两次太阳直射，直射时正午太阳高度最大（小（小大大小小 小小大大小）小）南北回归线南北回归线上上一年中有一次太阳直射，直射时正午太阳高度最大一年中有一次太阳直射，直射时正午太阳高度最大南回归线及南回归线及其以南地区其以南地区北半球冬至日达到一年中最大值，然后又逐渐缩小，北半球冬至日达到一年中最大值，然后又逐渐缩小，到北半球夏至日达到一年中最小值（到北半球夏至日达到一年中最小值（从夏至日到冬从夏至日到冬至至日日正午太阳高度正午太阳高度逐渐增大。逐渐增大。）8教育课资.北回归线及其以北地区北回归线及其以北地区图甲中：图甲中：代表北回归线；代表北回归线；代表代表2326N6634N之间的之间的地区代表北极圈；地区代表北极圈；代表北极点。代表北极点。9教育课资.南回归线及其以南地区南回归线及其以南地区图乙中：图乙中：代表南回归线；代表南回归线；代表代表2326S6634S之间的地区；之间的地区；代表南极圈；代表南极圈；代表南极点。代表南极点。10教育课资.南北回归线之间地区南北回归线之间地区图丙中：代表赤道到南回归线之间的地区图丙中：代表赤道到南回归线之间的地区；代表赤道到北回归线之间的地区代表赤道到北回归线之间的地区。11教育课资 正午太阳高度的年变化规律正午太阳高度的年变化规律 在南北回归线之间的地区，其正午太在南北回归线之间的地区，其正午太阳高度的年变化幅度（热带地区）阳高度的年变化幅度（热带地区）H2326(为当地纬度为当地纬度)；在回归线与极圈之间的地区，其正午在回归线与极圈之间的地区，其正午太阳高度的年变化幅度恒为太阳高度的年变化幅度恒为4652；南北回归线之间任何一地二至日的正南北回归线之间任何一地二至日的正午太阳高度之差等于该地纬度的午太阳高度之差等于该地纬度的2倍倍 从极圈到极点之间的地区，其正午太从极圈到极点之间的地区，其正午太阳高度年变化幅度从阳高度年变化幅度从4652逐渐降低至逐渐降低至2326。12教育课资1 1下列日期中，北京正午太阳高度最小的是：下列日期中，北京正午太阳高度最小的是：A A6 6月月1 1日日 B B7 7月月1 1日日 C C1010月月1 1 日日 D D元月元月1 1日日2 2赤道上一年中什么时候正午太阳高度最小？赤道上一年中什么时候正午太阳高度最小？l夏至与冬至日（因为这时直射点在回归线上，赤夏至与冬至日（因为这时直射点在回归线上，赤道距离回归线最远道距离回归线最远）13教育课资四、太阳高度的太阳高度的日日变化规律：变化规律：1、极点上：极点上：在极昼期间，太阳高度在一天之内没有变化，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度，如下图甲；2、非极点地区：非极点地区：太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值，即当地的正午太阳高度，如下图乙。14教育课资15教育课资16教育课资位于极昼区的极点的太阳高度一天不变，且等于位于极昼区的极点的太阳高度一天不变，且等于直射点的纬度。直射点的纬度。正好出现极昼的纬线上各地，日出和日落时太阳正好出现极昼的纬线上各地，日出和日落时太阳高度为高度为0，正午时太阳高度最大。，正午时太阳高度最大。极昼区除极点和正好出现极昼的纬线上各地外，极昼区除极点和正好出现极昼的纬线上各地外，各地太阳高度均在各地太阳高度均在0以上，且以上，且0时最小，时最小，12时最大时最大赤道上正午太阳高度与直射点纬度互余，赤道上正午太阳高度与直射点纬度互余，6点日点日出，出，8点日落，日出、日落时太阳高度为点日落，日出、日落时太阳高度为0，昼长，昼长为为12小时小时太阳直射点所在纬度，正午时太阳高度为太阳直射点所在纬度，正午时太阳高度为90。17教育课资例1 下图是赤道及其以北地区三地夏半年某日的太阳高度日变化过程（h是已知数），读图回答以下问题：（1）A地的地理纬度是 。（2）这一天B地的正午太阳高度H为 。（3）C表示的地方时是 。（4）这一天地球上出现极昼现象的地区是 。（5）A地的正午太阳高度h的取值范围是 。答案：（1）、90N （2）、（2h）（解析：与晨昏圈相切纬线上的正午太阳高度=太阳直射点纬度2）（3）、12：00 18教育课资【真题2】下图为某地住宅建筑冬夏正午日照示意下图为某地住宅建筑冬夏正午日照示意图，完成图，完成(1)(2)题。题。19教育课资(1)该地可能是该地可能是()A刚果盆地刚果盆地 B撒哈拉沙漠南缘撒哈拉沙漠南缘 C巴西高原巴西高原 D北美洲五大湖地区北美洲五大湖地区(2)仅考虑地球运动，图示窗户、屋檐搭配对室内光热仅考虑地球运动，图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有的影响有()利于夏季遮阳，冬季采光利于夏季遮阳，冬季采光 冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大 春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强 利于减少室内能源消耗利于减少室内能源消耗 A B C DDC20教育课资【思维过程】(1)根据某地住宅建筑冬夏正午日照示意图中正午太阳高度角相差4652，且太阳光全是从南方照射进入房子，可以推出该地位于北回归线到北极圈之间的地区，结合选项只有北美洲五大湖地区符合要求。21教育课资正午太阳高度（正午太阳高度（H H）=90=90纬度差纬度差纬度差是指所求地与直射点的纬度差。纬度差是指所求地与直射点的纬度差。注意：注意：若直射点与所求点位于若直射点与所求点位于同一半球同一半球，则该纬度，则该纬度差为两地纬度之差为两地纬度之差差；若直射点与所求点位于若直射点与所求点位于不同半球不同半球，则该纬度，则该纬度差为两地纬度之差为两地纬度之和和。3 正午太阳高度的计算正午太阳高度的计算22教育课资 某地正午太阳高度的大小，可某地正午太阳高度的大小，可以用下面的公式来计算：以用下面的公式来计算：H90|其中其中H为正午太阳高度数，为正午太阳高度数，为当为当地地理纬度，永远取正值，地地理纬度，永远取正值，为为直射点的纬度，当地夏半年取正直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。值，冬半年取负值。23教育课资如：求北京（400N）冬至日的正午太阳高度角？步骤：1 标直射点、所求点纬度，2 算纬度差 H=900-（40 23.50）=26.50+24教育课资 在实际的解题中，许多时候并不需要运用此在实际的解题中，许多时候并不需要运用此公式。公式。由于在某地点正午太阳高度与直射由于在某地点正午太阳高度与直射点太阳高度差值等于它们的纬度差点太阳高度差值等于它们的纬度差，所以所以利用下面公式计算更为方便；某地正午太阳高度利用下面公式计算更为方便；某地正午太阳高度角角H90，其中，其中为某地与太阳直射点的纬为某地与太阳直射点的纬度差。度差。25教育课资 当太阳当太阳直射直射B点时，点时，C点的正午太阳高度是点的正午太阳高度是H9090(1023.5)56.5。如图所示：当太阳直射如图所示：当太阳直射B点时，点时，A点的正午点的正午太阳高度是太阳高度是H9090(4010)60。26教育课资l温馨提示3l 巩固提升显能力27教育课资例例3、某地北京时间、某地北京时间6月月22日日6时左右日出，时左右日出，13时太时太阳高度角达到最大约阳高度角达到最大约 83。回答。回答(1)(2)题。题。(1)该地最可能是该地最可能是()A北京北京 B沈阳沈阳 C成都成都 D海口海口(2)该地当天上午太阳高度角达到该地当天上午太阳高度角达到36时，布宜诺斯时，布宜诺斯艾利斯艾利斯(西四区西四区)的区时约为的区时约为 ()A6月月21日日9时时 B6月月21日日21时时 C6月月22日日9时时 D6月月22日日21时时CB28教育课资【思维过程】(1)根据“6月22日北京时间13时太阳高度达到最大”，可计算出该地的经度约为105E，根据“6月22日13时太阳高度达到最大约83”，可计算出该地的纬度约为3026N，因此答案选C。(2)根据该地北京时间6点左右日出(太阳高度为0)，13时达到正午，且正午的太阳高度为83，可推算出太阳每小时约升高12，当该地当天上午太阳高度角达到36时，北京时间应该为6月22日9时，所以可计算出西四区的区时为9(84)3时，即6月21日21时。29教育课资1确定地方时 考点2正午太阳高度变化规律的应用正午太阳高度变化规律的应用 当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。30教育课资 当太阳直射点位置一定时，如果我们能够知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。2判断所在地区的纬度31教育课资 为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。3确定房屋的朝向32教育课资 太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。4判断日影长短及方向33教育课资 日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日最短；南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射时日影最短(等于0)。34教育课资 为了更好地保持各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。纬度较低的地区，楼距较小，纬度较高的地区楼距较大。以我国为例，见下图，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距LhcotH。5计算楼间距、楼高35教育课资 解题的关键是计算当地一年中最小的正午太阳高度，并计算影长。36教育课资 太阳能热水器集热面与太阳光线垂直；太阳能热水器集热面与地面的夹角同正午太阳高度互余。为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与受热板之间成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为h90(如图所示)。6计算热水器的安装角度37教育课资38教育课资正午太阳高度与太阳直射点的关系 (1)正午太阳高度一定是指当地正午12点整的太阳高度，但是太阳不一定直射当地所在的纬度。规律技巧总结规律技巧总结39教育课资 (2)太阳直射点必须是在纬度23.5之间来回移动，纬度大于23.5的地方太阳不能直射，但有正午太阳高度，只是其正午太阳高度一定小于90。(3)正午太阳高度的计算及其应用都与当地纬度和太阳直射点的纬度有关，二者缺一不可。规律技巧总结规律技巧总结40教育课资 (4)太阳直射点以一个回归年为周期在南北回归线及其之间来回移动，故直射点大约每个月移动纬度为8，每移动1大约需要4天。(5)正午太阳高度的变化规律与太阳直射点密切相关，距离太阳直射点越近，正午太阳高度越大；距离太阳直射点越远，正午太阳高度越小。规律技巧总结规律技巧总结41教育课资例4下图是下图是“一年中两至日正午太阳高度之差随纬一年中两至日正午太阳高度之差随纬度的变化度的变化”图，横坐标表示纬度，纵坐标表示变化图，横坐标表示纬度，纵坐标表示变化值，读图回答值，读图回答12题。题。42教育课资1.下列纬度范围与相符的是()A2326N2326S B6634N90N C6634S90S D2326N90N2.A点的数值为()A2326 B4308 C4652 D90DC43教育课资【解析】第1题，根据正午太阳高度的计算公式，结合图中一年中两至日正午太阳高度之差随纬度的变化，可以判断处纬度范围正午太阳高度差是个恒定值，纬度范围在232690之间，只有D符合要求。第2题，根据上题可知，该恒定值是4652 44教育课资【解析】第3题，考查地球运动的地理意义。根据材料和图可以看出该地理研究性学习小组位于北半球，隔25小时再次观测时，太阳直射点往南移动了，太阳高度角减小，影子向楼上移动；且太阳向西边移动，所以甲楼阴影将向东移动。所以选B。第4题，此后一个月，即12月22日，为冬至日。法国、广东省、云南省均位于北半球，澳大利亚位于南半球。所以A、B不对；澳大利亚播种小麦的时间为35月，C不符合。所以选D 45教育课资