正午太阳高度角的变化(自作)讲解课件

你注意过一天中影子的变化吗？什么时候影子长？你注意过一天中影子的变化吗？什么时候影子长？什么时候影子短？为什么会有这样的变化？什么时候影子短？为什么会有这样的变化？小张夫妇小张夫妇去年去年6 6月份月份在在上饶市上饶市某小区购买了一套某小区购买了一套底层朝南底层朝南的现房。当时是的现房。当时是临近中午临近中午去看房，发现去看房，发现有有明媚的阳光射进卧室明媚的阳光射进卧室，觉得采光条件还不错，于是，觉得采光条件还不错，于是就交钱买下了，装修好后就交钱买下了，装修好后到到1212月份月份住进去却发现住进去却发现即即使是中午也没了阳光使是中午也没了阳光，他们很是困惑，心里暗想：，他们很是困惑，心里暗想：咋回事？开发商使了什么招数？咋回事？开发商使了什么招数？一个真实的故事：一个真实的故事：地球公转地理意义二：地球公转地理意义二：正午太阳高度角的变化正午太阳高度角的变化课标分析课标分析 1 1、能够利用光照图分析太阳高度（角）的分布规律；、能够利用光照图分析太阳高度（角）的分布规律；2 2、掌握正午太阳高度分布规律及计算方法，、掌握正午太阳高度分布规律及计算方法，结合实例分析生活实际问题。结合实例分析生活实际问题。一、太阳高度（角）据图思考：据图思考：（2 2）太阳高度是指太阳和地平面的距离吗？）太阳高度是指太阳和地平面的距离吗？（1 1）太阳高度（角）的概念）太阳高度（角）的概念1 1、太阳高度角的概念：、太阳高度角的概念：是我们观察太阳时的仰角，即是我们观察太阳时的仰角，即太阳光线与地面太阳光线与地面之间的夹角之间的夹角 ，又可称为太阳高度。，又可称为太阳高度。a温馨提示：太阳高度是一个角度，而不是距离。温馨提示：太阳高度是一个角度，而不是距离。东东西西日出日出日落日落正午正午大于大于小于小于等于等于 2 2、太阳高度（角）的、太阳高度（角）的日变化日变化：某一天中太阳高度在某一天中太阳高度在 和和 为为0 0，在在 时最大；昼半球的太阳高度时最大；昼半球的太阳高度 0 0，夜半球，夜半球的太阳高度的太阳高度 0 0晨昏线上太阳高度为晨昏线上太阳高度为 0 0。3 3、正午太阳高度的概念：、正午太阳高度的概念：地方时为地方时为1212点时的太阳高度，是一天中太阳高度的最大值。点时的太阳高度，是一天中太阳高度的最大值。（可反映太阳辐射的强弱）（可反映太阳辐射的强弱）昼半球夜半球思考思考1：上饶（上饶（2828N N）的）的正午太阳高度能达到正午太阳高度能达到 90吗？吗？思考思考2：同学们手表上显示的时间为同学们手表上显示的时间为1212：0000时，上饶时，上饶（2828N,117N,117E E）的太阳高度是否为一天中的正午太阳高度）的太阳高度是否为一天中的正午太阳高度？东东西西不能。只存在于南北回归线上及其之间的地区不能。只存在于南北回归线上及其之间的地区 (一一)正午太阳高度的正午太阳高度的纬度变化纬度变化规律规律 空间变化规律空间变化规律(二二)正午太阳高度的正午太阳高度的季节变化季节变化规律规律 时间变化规律时间变化规律 二、正午太阳高度的时空分布规律（一）、正午太阳高度的（一）、正午太阳高度的空间变化空间变化规律规律读教材中二分二至日光照示意图，思考：读教材中二分二至日光照示意图，思考：（1）太阳直射点在哪里？）太阳直射点在哪里？（2）全球的正午太阳高度有何变化规律？）全球的正午太阳高度有何变化规律？正午太阳高度的正午太阳高度的空间变化空间变化规律规律夏至日夏至日02326N2326S6634N6634S90N90S900二分日二分日 冬至日冬至日时间时间太阳直射点的位置太阳直射点的位置正午太阳高度变化规律正午太阳高度变化规律夏至日夏至日二分日二分日冬至日冬至日总结规律总结规律赤道赤道由赤道向南北两侧递减由赤道向南北两侧递减北回归线北回归线由北回归线向南北两侧递减由北回归线向南北两侧递减南回归线南回归线由南回归线向南北两侧递减由南回归线向南北两侧递减由直射点所在的纬线向南北两侧递减由直射点所在的纬线向南北两侧递减（1）当太阳直射）当太阳直射 10N时，这一天全球正午太阳时，这一天全球正午太阳 高度的分布规律？高度的分布规律？（2）两纬线关于太阳直射点对称分布，则这两纬线两纬线关于太阳直射点对称分布，则这两纬线 正午太阳高度有什么关系？正午太阳高度有什么关系？相等相等由由10N向南北两侧递减。向南北两侧递减。延伸：延伸：某地纬度与直射点纬度差越小（或某地离某地纬度与直射点纬度差越小（或某地离太阳直射点越近），正午太阳高度越大；反之越小。太阳直射点越近），正午太阳高度越大；反之越小。即所谓即所谓“近大远小近大远小”。（二）、正午太阳高度的（二）、正午太阳高度的时间变化时间变化规律规律读太阳直射点回归图，思考：读太阳直射点回归图，思考：（1）北回归线及其以北的地区（以）北回归线及其以北的地区（以30N为例）为例）（2）南回归线及其以南的地区（以）南回归线及其以南的地区（以50S为例）为例）（3）南、北回归线之间的地区（以）南、北回归线之间的地区（以10N和和 10S为例）为例）这些地区一年中正午太阳高度什么时候最大？这些地区一年中正午太阳高度什么时候最大？什么时候最小？什么时候最小？6.223.21次年次年3.219.2323.523.5N23.523.5S0 012.226.223.21次年次年3.219.2302326N2326S夏至日夏至日二分日二分日冬至日冬至日23P(30N)为北回归线及其以北的地区为北回归线及其以北的地区 PSN1最最大大最最小小02326N2326S夏至日夏至日二分日二分日冬至日冬至日23P(50S)为南回归线及其以南的地区为南回归线及其以南的地区 PSN1最最大大最最小小02326N2326S夏至日夏至日 二分日二分日冬至日冬至日321P(10N)为南、北回归线之间的地区为南、北回归线之间的地区4PSN最最大大最最小小02326N2326S夏至日夏至日 二分日二分日冬至日冬至日321P(10S)为南、北回归线之间的地区为南、北回归线之间的地区4PSN最最大大最最小小由直射点所在的纬线向南北两侧递减。（近大远小）由直射点所在的纬线向南北两侧递减。（近大远小）最大值最大值最小值最小值太阳直射时太阳直射时两两最大值最大值正午太阳高度的变化正午太阳高度的变化夏至日，北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中夏至日，北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中 的的 ，南半球达到，南半球达到 ；冬至日，南回归线及其以南地区正午太阳高度达到一年中冬至日，南回归线及其以南地区正午太阳高度达到一年中 的的 ，北半球达到，北半球达到 ；南北回归线之间的地区，南北回归线之间的地区，最大，一年有最大，一年有 次最大值，次最大值，离太阳直射点最远时达到离太阳直射点最远时达到 。最小值最小值1 1、同一时刻，正午太阳高度随纬度的变化：同一时刻，正午太阳高度随纬度的变化：若夏至日，由若夏至日，由 向两极递减；向两极递减；若春秋分日，由若春秋分日，由 向南北两侧递减；向南北两侧递减；若冬至日，由若冬至日，由 向南北两侧递减。向南北两侧递减。北回归线北回归线南回归线南回归线赤道赤道 我会小结我会小结2 2、同一地点，正午太阳高度随季节的变化：同一地点，正午太阳高度随季节的变化：任一地点，一年中离太阳直射点所在纬度最近时，任一地点，一年中离太阳直射点所在纬度最近时，正午太阳高度达最大值；反之，达最小值。（近大远小）正午太阳高度达最大值；反之，达最小值。（近大远小）最小值最小值23.523.5N23.523.5S0 012.226.223.21次年次年3.219.23上饶上饶 28 28N N三、正午太阳高度的计算公式：公式：正午太阳高度角正午太阳高度角(H)(H)9090 纬度差纬度差所求地纬度与直射点的纬度所求地纬度与直射点的纬度“同减异同减异加加”（1）漠河）漠河(53.5N)的正午太阳高度在一年中何时达到最大值？何的正午太阳高度在一年中何时达到最大值？何时达到最小值？在夏至日这天，其正午太阳高度角约是多少？时达到最小值？在夏至日这天，其正午太阳高度角约是多少？（2）今天（）今天（10月月20日），上饶日），上饶(28N)的正午太阳高度约是多少？的正午太阳高度约是多少？夏至日达到最大值，冬至日达到最小值。夏至日达到最大值，冬至日达到最小值。H=90(53.5N-23.5S)=60该日太阳大约直射该日太阳大约直射8S，所以，所以H=90(28N+8S)=54 实战演练实战演练你能帮帮他们吗 小张夫妇小张夫妇去年去年6 6月份月份在在上饶市上饶市某小区购买了一某小区购买了一套套底层朝南底层朝南的现房。当时是的现房。当时是临近中午临近中午去看房，发去看房，发现现有明媚的阳光射进卧室有明媚的阳光射进卧室，觉得采光条件还不错，觉得采光条件还不错，于是就交钱买下了，装修好后于是就交钱买下了，装修好后到到1212月份月份住进去发住进去发现现即使是中午也没了阳光即使是中午也没了阳光，他们很是困惑，心里，他们很是困惑，心里暗想：咋回事？开发商使了什么招数？暗想：咋回事？开发商使了什么招数？一个真实的故事：一个真实的故事：如果要想北楼底如果要想北楼底层在冬季的时候也层在冬季的时候也有充足的阳光照射，有充足的阳光照射，两楼必须满足什么两楼必须满足什么条件？条件？北楼北楼南楼南楼上饶上饶(28N)6月份月份12月份月份楼间距楼间距不得小于当地不得小于当地一年中正午太阳高度一年中正午太阳高度最小时候的影长。最小时候的影长。想一想：正午太阳高度的分布规律还想一想：正午太阳高度的分布规律还可以应用在哪些实际生活当中？可以应用在哪些实际生活当中？正午太阳高度的变化第正午太阳高度的变化第2课时课时正午太阳高度的应用正午太阳高度的应用 如果要想樟村中学高一教学如果要想樟村中学高一教学楼底层在冬季的时候也有充足楼底层在冬季的时候也有充足的阳光照射，两楼必须满足什的阳光照射，两楼必须满足什么条件？么条件？高一教学楼高一教学楼初中教学楼初中教学楼上饶樟村上饶樟村中学中学(28N)6月份月份12月份月份楼间距楼间距不得小于当地一年中正不得小于当地一年中正午太阳高度最小时候的影长。午太阳高度最小时候的影长。1、楼间距计算、楼间距计算四、正午太阳高度的应用四、正午太阳高度的应用SNLhH h LH关于楼间距的计算：关于楼间距的计算：计算原理：计算原理：h/L=tanH h=L (乘)tan H L：楼间距楼间距 H：正午太阳高度：正午太阳高度 h:楼房高度楼房高度一般来说，纬度较低地区，楼距较近，纬度较高地区，一般来说，纬度较低地区，楼距较近，纬度较高地区，楼距较远。楼距较远。如图所示，位于北纬如图所示，位于北纬3634的某疗养院，计算在一幢的某疗养院，计算在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求米高的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。（1）新楼至少要距原楼多少米？）新楼至少要距原楼多少米？（2）若黄赤交角变为）若黄赤交角变为2334，两楼之间的距离将应如何，两楼之间的距离将应如何变化，才能保证各楼层均有较好的采光？变化，才能保证各楼层均有较好的采光？习题一习题一根据题意因疗养院位于根据题意因疗养院位于北纬北纬3634，当，当太阳直射太阳直射南回归线时（冬至日）南回归线时（冬至日）北半球正午太阳高度角达一年中北半球正午太阳高度角达一年中最小值，若此时该楼的一层能被太阳照射的话，则各楼最小值，若此时该楼的一层能被太阳照射的话，则各楼层都能被阳光照射层都能被阳光照射。H=90-（3634N+2326S）=30,根据三角函数关系，两楼间最小距离应为根据三角函数关系，两楼间最小距离应为 L=20 cot 30,L=34.7 m。若黄赤交角变为若黄赤交角变为2334，比原来变大，比原来变大，则此时北纬则此时北纬3634的正午太阳高度角的正午太阳高度角 H=90-（3634N+2334S）=2952,H=2952变小，变小，但但L=20cot 2952在（在（090）为减函数，故两楼间距应增大为减函数，故两楼间距应增大 2、热水器角度计算、热水器角度计算集热板与地面的夹角（集热板与地面的夹角（a）与正午太阳高）与正午太阳高度（度（H）的关系？）的关系？2、热水器角度计算：、热水器角度计算：计算原理：计算原理：a=90-H H=90-纬度差纬度差 习题二：习题二：在纬度为在纬度为40 N地区，太阳能热水器集热地区，太阳能热水器集热板与地面的夹角板与地面的夹角a调整到的最大值和最小值分别是多少调整到的最大值和最小值分别是多少？夏至：夏至：a=16 34 冬冬至：至：a=63 26 3.3.判断日影长短及方向：判断日影长短及方向：太阳直射点上，直立物体的日影为零。太阳高度角越大，日太阳直射点上，直立物体的日影为零。太阳高度角越大，日影越影越 ,太阳高度角越小，日影越太阳高度角越小，日影越 ，且日影方向总与，且日影方向总与太阳方向太阳方向 短短长长相反。相反。南南北北东东西西西北西北东北东北东南东南日日出出日日落落上上午午中中午午下下午午中午中午影子影子下午下午影子影子楼楼房房正午日影冬至日最长，正午日影冬至日最长，夏至日最短夏至日最短正午日影夏至日最长，正午日影夏至日最长，冬至日最短冬至日最短全年朝正北全年朝正北全年朝正南全年朝正南时南时北时南时北只朝南只朝南只朝北只朝北探究：探究：1、北回归、北回归线及其以线及其以北地区正北地区正午日影什午日影什么时候最么时候最长，长，什么时候什么时候最短？南最短？南回归线及回归线及其以南？其以南？回归线之回归线之间呢？间呢？2、北回归、北回归线及其以线及其以北地区正北地区正午日影朝午日影朝哪个方向哪个方向？南回归？南回归线及其以线及其以南？回归南？回归线之间呢线之间呢？4 4.确定房屋的朝向确定房屋的朝向日出日出北北南南日落日落日出日出北北南南日落日落北半球北半球南半球南半球北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋应朝北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋应朝南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋应朝南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋应朝南南北北5 5.确定地方时：确定地方时：当某地太阳高度达一天中的最大值时（即正午太阳高度），当某地太阳高度达一天中的最大值时（即正午太阳高度），当地的地方时是当地的地方时是12：006 6.确定某地纬度：确定某地纬度：正午太阳高度角正午太阳高度角H H 9090 纬度差纬度差习题三：习题三：(1)当太阳直射当太阳直射20 N时，某地正午太阳高时，某地正午太阳高度角为度角为60时，该地在哪个纬度上？时，该地在哪个纬度上？(2)当太阳直射当太阳直射20 N时，某地正午太阳高度角为时，某地正午太阳高度角为85时，时，该地在哪个纬度上？该地在哪个纬度上？日出日出北北南南日落日落日出日出北北南南日落日落北半球北半球南半球南半球西西东东东东西西A ANSB B（天顶）（天顶）ACD地地地地 平平平平 圈圈圈圈夏至夏至春秋分春秋分冬至冬至1 1、太阳周日视运动和日影变化、太阳周日视运动和日影变化（1 1）太阳周日视运动）太阳周日视运动简单图解简单图解夏至春秋分冬至NSWE太阳周日视运动图：太阳周日视运动图：判读太阳方向（日出、正午、日判读太阳方向（日出、正午、日落）。落）。太阳太阳日出日落日出日落方向方向 太阳直射赤道，全球各地太阳直射赤道，全球各地日出正东，日落日出正东，日落正西正西。而两极地区太阳高度却为。而两极地区太阳高度却为0 0 。二分日：二分日：NS晨晨线线A AB BC CSN昏昏线线A ABC CE WNS夏半年（夏半年（3 3月月2121日日9 9月月2323日）：日）：夏半年，太阳直射北半球，夏半年，太阳直射北半球，未出未出现极昼极夜的现极昼极夜的地方地方日出东北，日落西北日出东北，日落西北。NS 北半球，北半球，出现现极昼出现现极昼的地方的地方日出、日落正北日出、日落正北。A ABC CC CB BA AE EF FE EF FNS冬半年（冬半年（9 9月月2323日日次年次年3 3月月2121日）：日）：NS 冬半年，太阳直射南半球，冬半年，太阳直射南半球，未出未出现极昼极夜的现极昼极夜的地方地方日出东南，日落西南日出东南，日落西南。南半球，南半球，出现现极昼出现现极昼的地方的地方日出、日落正南日出、日落正南。FF FE EE EA AB BC CB BC CA A太阳太阳正午时刻正午时刻方向方向二分与二至日，赤道上二分与二至日，赤道上B B地日出日落地日出日落及正午太阳方向？及正午太阳方向？BNSEWNSB BNSB BNSB B冬至冬至二分日二分日夏至夏至B B地正午太阳方向：地正午太阳方向：二分二分日位于上中天；夏至位日位于上中天；夏至位于正北；冬至位于正南于正北；冬至位于正南。正东升正东升正西落正西落东北升东北升西北落西北落东南升东南升西南落西南落NSANSA ANSA A二分与二至日，北回归线以北的二分与二至日，北回归线以北的A A地日出日落及正午太阳方向？地日出日落及正午太阳方向？A AN N N NS S S SE E E EW W W W夏至夏至春秋分春秋分冬至冬至A A地正午太阳方向：皆是正地正午太阳方向：皆是正南。南。所以直射点以北的地区所以直射点以北的地区正午太阳皆为于正午太阳皆为于正南正南。正东升正东升正西落正西落东北升东北升西北落西北落东南升东南升西南落西南落AAA A 二分日与夏至日，二分日与夏至日，北极圈日出日落及北极圈日出日落及正午太阳方位？正午太阳方位？NSNSN N N NS S S SE E E EW W W W夏至夏至春秋分春秋分QQH夏至日时，北极圈夏至日时，北极圈正午太阳高度是多正午太阳高度是多少？少？H=46 52 =2倍倍X23 26(太阳直射点的纬度太阳直射点的纬度)正东升正东升正西落正西落正北升正北升正北落正北落QQ Q正午太阳高度角等于太阳直射点纬度数的正午太阳高度角等于太阳直射点纬度数的2 2倍。倍。NSNS二分日与夏至日，二分日与夏至日，北极圈至北极点范北极圈至北极点范围内日出日落、正围内日出日落、正午太阳方位？午太阳方位？PPN N N NS S S SE E E EW W W W夏至夏至春秋分春秋分P P正东升正东升正西落正西落正北升正北升正北落正北落在极点与极昼圈之间的极昼地带，全天在极点与极昼圈之间的极昼地带，全天2424小时太阳高小时太阳高度角都大于度角都大于0 0，其中，其中日最小太阳高度角与正午太阳高日最小太阳高度角与正午太阳高度角之和等于太阳直射点纬度数的度角之和等于太阳直射点纬度数的2 2倍。倍。SSSSNNSNS春秋分春秋分夏至日，北极夏至日，北极点正午太阳高点正午太阳高度是多少？度是多少？90 时刻时刻太太阳阳高高度度01224H=23 26（等于（等于太阳直射点的纬度）太阳直射点的纬度）北极点上出现极昼时，北极点上出现极昼时，太太阳高度是不变阳高度是不变的。太阳视的。太阳视运动是平行于地平圈的圆。运动是平行于地平圈的圆。北极点北极点上太阳视运动为上太阳视运动为顺顺时针时针，南极点南极点上为上为逆时针逆时针。夏至夏至北半球各维度太阳视运动图汇总：北半球各维度太阳视运动图汇总：BNSEWA AN N N NS S S SE E E EW W W WN N N NS S S SE E E EW W W W夏至夏至春秋春秋分分QQHN N N NS S S SE E E EW W W W夏至夏至春秋春秋分分P PSSSSN春秋分春秋分夏至夏至赤道赤道北回归线至北极圈北回归线至北极圈北极圈北极圈北极圈至北极点北极圈至北极点北极点北极点太阳直射北半球时，除极昼极夜的地区，全球其太阳直射北半球时，除极昼极夜的地区，全球其他地方太阳都是东北升西北落。（极昼地区太阳他地方太阳都是东北升西北落。（极昼地区太阳正北升正北落正北升正北落,正午太阳总在正南）。正午太阳总在正南）。太阳直射南半球时，除极昼极夜的地区，全球其太阳直射南半球时，除极昼极夜的地区，全球其他地方太阳都是东南升西南落。（极昼地区太阳他地方太阳都是东南升西南落。（极昼地区太阳正南升正南落，正午太阳总在正北）。正南升正南落，正午太阳总在正北）。太阳直射赤道时，全球太阳都是正东升正西落太阳直射赤道时，全球太阳都是正东升正西落。太阳日出、日落及正午方向小结：太阳日出、日落及正午方向小结：2、太阳高度角的日变化和年变化规律太阳高度角的日变化和年变化规律太阳高度的日变化太阳高度的日变化极点上：极点上：非非极极点点地地区：区：发生极昼发生极昼无极昼极夜无极昼极夜90 时刻时刻太太阳阳高高度度0122490 时刻时刻太太阳阳高高度度0122490 时刻时刻太太阳阳高高度度01224太阳高度的年变化太阳高度的年变化90 月份月份太太阳阳高高度度90 月份月份太太阳阳高高度度90 月份月份太太阳阳高高度度90 月份月份太太阳阳高高度度回归线之间回归线之间回归线上回归线上回归线与极圈之间回归线与极圈之间极圈与极点之间极圈与极点之间四季更替表现为一年中昼夜长短和正午太阳高度的四季更替表现为一年中昼夜长短和正午太阳高度的季节变化。季节变化。夏季：一年中白昼较长，正午太阳高度较大的季节夏季：一年中白昼较长，正午太阳高度较大的季节冬季：一年中白昼较短，正午太阳高度较小的季节冬季：一年中白昼较短，正午太阳高度较小的季节春、秋两季是冬夏两季过度季节。春、秋两季是冬夏两季过度季节。四季的划分四季的划分天文四季天文四季气候四季气候四季我国：以四立为四季的起点我国：以四立为四季的起点欧美：以二分二至为起点欧美：以二分二至为起点3 4 5 3 4 5 春春 6 7 86 7 8夏夏9 10 11 9 10 11 秋秋 12 1 2 12 1 2 冬冬五、四季、五带五、四季、五带赤赤 道道00北北 回回 归归 线线南南 回回 归归 线线北北 极极 圈圈南南 极极 圈圈900900热热 带带北温带北温带南温带南温带北寒带北寒带南寒带南寒带有太阳直有太阳直射现象射现象既无太阳直既无太阳直射射 又无极又无极昼极夜现象昼极夜现象既无太阳直既无太阳直射射 又无极又无极昼极夜现象昼极夜现象有极昼极夜现象有极昼极夜现象有极昼极夜现象有极昼极夜现象终年炎热终年炎热四季分明四季分明终年严寒终年严寒四季分明四季分明终年严寒终年严寒天文特征天文特征 气候特征气候特征23.50S66.50N23.50N66.50S