正午太阳高度角的变化及应用2015

你注意过一天中人的影子朝向和长短变化吗？它有何变化规律？正午太阳高度的变化规律及其应用太阳光线S夜半球N南西北东地平面球面上(正午太阳高度)地平面上（太阳高度)是指太阳入射方向和地平面之间的夹角

是指一天中最大的太阳高度，即地方时为12点的太阳高度角

温馨提示：找12:00经线找切线——地平面找太阳光线与地面的夹角正午太阳高度角A2.正午太阳高度角变化的原因正午太阳高度角变化地球倾斜着身子绕太阳公转黄赤交角太阳直射点移动太阳直射点20°S0°20°N40°N40°S90°70°70°50°50°正午太阳高度角H三.正午太阳高度角的变化规律（同时-----不同地）20°S0°20°N40°N40°S60°S90°70°70°50°50°30°30°正午太阳高度角H80°S某一天，正午太阳高度角的纬度分布规律：

直射点所在的纬度正午太阳高度角为90°，正午太阳高度角由直射点所在纬度向南北两侧递减。太阳直射

，赤道正午太阳高度角为

，正午太阳高度由

向南北两侧递减。赤道90°赤道二分二至日，各纬度正午太阳高度角的分布规律春秋分：

正午太阳高度自北回归线向两侧递减。夏至日（6.22前后）北回归线

正午太阳高度自南回归线向两侧递减。冬至日（12.22前后）南回归线3.正午太阳高度的季节分布规律SN0°23°26′s23°26′N规律：离太阳直射点近，正午太阳高度大

离太阳直射点远，正午太阳高度小季节变化规律（同地-----不同时）夏至日夏至日：北回归线及其以北达到一年中最大值

南半球达到一年中最小值。冬至日：南回归线及其以南达到一年中最大值

北半球达到一年中最小值。冬至日南北回归线之间：一年两次最大值；一次最小值（赤道一年两次最小值）13SN23°26′N40°N夏至日正午太阳高度（角）的计算H

=90°—两点纬度差

纬度差（所求地点与直射点的纬度间隔）同“减”异“加”

计算40°N在冬至日、夏至日的正太阳高度（角）?“懂”规律SN40°N23°26′S冬至日H=73°26′H=26°34′14（1）这一天，正午太阳高度角的变化规律是：

；

；

。说变化【解题思路】由北回归线向南北两侧递减南半球为一年中最小值北回归线及其以北达到了一年最大值

说极值（最大与最小）找直太阳射点

（2）将A、B、C、D四点按正午

太阳高度由大到小排列：

C>D>A>B公式法找太阳直射点近大远小（纬度差）OR读图回答下列问题：“会”应用之习题篇太阳射点C15二、太阳高度的日变化规律：1、

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：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。①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。②正好出现极昼的纬线上各地，日出和日落时太阳高度为0，正午时太阳高度最大。③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0°以上，且0时最小，12时最大④赤道上正午太阳高度与直射点纬度互余，6点日出，8点日落，日出、日落时太阳高度为0°，昼长为12小时⑤太阳直射点所在纬度，正午时太阳高度为90°。三．正午太阳高度的年变化规律在南北回归线之间的地方，其正午太阳高度的年变化幅度ΔH＝23°26′＋Φ(Φ为当地纬度)；在回归线与极圈之间的地方，其正午太阳高度的年变化幅度恒为46°52′；从极圈到极点之间的地方，其正午太阳高度年变化幅度从46°52′逐渐降低至23°26′，任一纬度Φ的正午太阳高度年变化幅度ΔH＝90°－Φ＋23°26′。四.正午太阳高度相关知识的应用23°26′73°26′90°66°34′地方时太阳高度41681224201.确定地方时当某地太阳高度达一天中最大值时，当地的地方时是12时。【典型例题】图为我国西藏某地6月22日太阳高度的日变化示意图（未考虑海拔等因素）。据此判断该地的地理坐标为（）A.30°N，90°E B.16°52′N，105°EC.23°26′N，120°ED.36°52′N，150°EA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。2．确定房屋的朝向南北东西西北东北东南日出日落上午中午下午中午影子下午影子楼房3、判断正午日影长短及朝向南北东西西北东北东南日出日落上午中午下午中午影子下午影子楼房【规律总结】太阳方位和日影朝向正好

。相反地面①正午太阳高度大小与日影长短直射点无影子影子较长影子更长3、判断正午日影长短及朝向【规律总结】距离太阳直射点越近，正午太阳高度角

，物体的影子

；距离直射点越远，正午太阳高度角

，物体的影子

。地面直射点无影子影子较长影子更长越大越短越小越长日影判断：正午日影的年变化。

①北回归线以北的地区正午的日影全年朝向

（北极点除外）；②南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向

（南极点除外）；③回归线之间日影朝向

。方向

正北正南时南时北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。4．判断所在地区的纬度5、房地产开发中前后楼间距与楼高的关系楼高H与楼间距最小值L（保证冬至日或当地正午太阳高度最小时后楼能够得到光照）的关系是：tanα=H/L（α为冬至日的正午太阳高度）HLα前楼后楼——以北半球为例满足一年中太阳高度角最小时，后面楼房底层可见到太阳光B.楼高H与楼间距最小值L的关系是：tanα=H/L（α为冬至日的正午太阳高度）C.楼高相同条件下，全球楼距从赤道向南北两极递增；纬度越高楼距越大。楼间距、楼高计算太阳太阳αLh太阳为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。课题一:正午太阳高度与建筑物的采光问题

北纬38°一开阔平地上，在楼高为H的楼房北面盖新楼，欲使新楼底层全年太阳光线不被遮挡，两楼距离不小于某地正午太阳高度的大小：H=90°-｜φ-δ｜式中H为正午太阳高度；φ为当地纬度，取正值；δ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。A.Htan(90°-38°)B.Htan(90°-38°-23.5°)C.Hcot(90°-38°)D.Hcot(90°-38°-23.5°) 【典型例题】某地一幢楼，冬至日正午影长与楼高相等，据此完成下列各题：1.该地正午太阳高度是（）A.23º26′B.66º34′C.90ºD.45º2.该地的纬度是（）①23º26′N②21º34′N③25º26′S④68º26′SA.①②B.②③C.③④D.②④DDαH倾角α（1）6.计算热水器的安装角度水箱调节杆集热管正午太阳正午太阳光线太阳能热水器示意图集热板应与太阳光线垂直，才能最大效益获得太阳辐射能量。

安装角度a=90°--H(正午太阳高度角)=当地某日正午太阳高度角的余角=纬度间隔(即当地纬度和太阳直射点纬度的差值)。α（2）假如该热水器安装在武邑（40°N）

，则热水器倾角α应夏季大，还是冬季大？为什么？冬季大；因为冬季的正午太阳高度角小，倾角反而应该更大。洛阳（112°E，35°N）一学生对太阳能热水器进行了改造（如图3—7），把热水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。据此回答下题。9月23日，为使热水器有最好的效果，调节支架使热水器吸热面与地面的夹角为（）A.23°26′B.35°

C.66°34′ D.55°

在楼房布局时建议采用东北－西南向或西北－东南向(如下图)，有什么好处？NSEW主要的目的是为了在正午时前楼不会影响后楼采光的情况下，减小楼间距，腾出更多的可利用土地。7.日照与街道方位8.太阳直射点与昼夜长短的关系(1)太阳直射点所在的半球(该半球为夏半年)。昼长夜短，纬度越高，白昼越长；另一半球(冬半年)昼短夜长，纬度越高，白昼则越短。(2)直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼极夜的范围越大。太阳直射北回归线时，北半球各地昼最长，夜最短，北极圈及以内出现极昼现象，而南半球则昼最短，夜最长，南极圈及以内出现极夜现象。太阳直射南回归线时则相反。(3)赤道上全年昼夜等长，春、秋分日全球昼夜等长。(4)太阳直射的纬线或地区白昼不一定最长。(5)昼夜长短的变化，可借助下图进行直观形象的记忆。①正午太阳高度越大，室内阳光照射的面积

；正午太阳高度越小，室内阳光照射的面积

。②北半球温带地区，为了利用太阳光照，窗户一般都朝

开。9、阳光照射方向的问题越小越大南五.四季的更替1.四季划分的依据昼夜长短的变化正午太阳高度的变化各地太阳辐射量的不同季节的更替

在赤道两侧的低纬度地区，全年皆夏，没有真正意义的冬季；极地附近的高纬度地区，全年皆冬，没有真正意义的夏季；中纬度地区，四季变化最为明显。2.季节的划分（1）天文四季：是指从天文现象上看四季，主要是指正午太阳高度和昼夜长短的季节变化。把二分二至作为四季的起点，夏季就是一年中白昼时间最长、正午太阳高度最大的季节；冬季就是一年中白昼时间最短、正午太阳高度最小的季节；而春秋二季就是冬夏的过渡季节。欧美国家四季的划分主要采取这种方式。（2）我国的传统四季以二十节气中的立春、立夏、立秋、立冬为起点，作为我国四季的划分。（3）气候四季为了使季节划分与气候变化相符合，现在北温带的许多国家在气候统计上一般把3、4、5三个月作为春季，6、7、8三个月作为夏季，9、10、11三个月作为秋季，12、1、2三个月划为冬季。六.五带的划分同一季节，昼夜长短和正午太阳高度随纬度的变化，使得太阳年总辐射量在地表具有从低纬向高纬递减的规律。1.划分标志：有无太阳直射和极昼、极夜现象。无极昼极夜有极昼极夜有极昼极夜直射两次无直射阳光无直射阳光太阳直射赤道（春秋分日）正东升正西落晨线昏线1、全球日出和日落方位3月21日—9月23日（夏半年）：太阳直射北半球太阳直射北半球，未出现极昼的地方均东北方向日出；西北方向日落。出现极昼的地方正北方向日出和日落。晨线昏线9月23日—3月21日（冬半年）：太阳直射南半球太阳直射南半球，未出现极昼的地方均东南方向日出；西南方向日落。出现极昼的地方正南方向日出和日落晨线昏线NNSSNS对某点来说，直射点在南正午太阳方位在南，直射点在北正午太阳方位在北。2、正午太阳方位的判断1、太阳东升西落是地球自西向东自转的结果2、在一年内，只有二分日全球太阳东升西落北半球夏半年时，全球太阳东北升西北落南半球夏半年时，