正午太阳高度的变化

正午太阳高度的变化2021/5/91考点1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：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？

2021/5/92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：2021/5/93三、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；同一地点，离太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度角越大，“点近角大、点远角小”；纬度相差多少度(1°)，正午太阳高度角就相差多少度(1°)。具体如下表：2．正午太阳高度年变化规律

2021/5/94二、正午太阳高度的变化（1）正午太阳高度的纬度变化规律正午太阳高度由

向

递减。太阳直射的纬线南北两侧二分日：由赤道向南北两侧递减夏至日：由北回归线向南北两侧递减冬至日：由南回归线向南北两侧减2021/5/95

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：

规律技巧总结二分二至日正午太阳高度的纬度分布2021/5/962021/5/97三、正午太阳高度的季节变化纬度地带正午太阳高度的变化北回归线及其以北地区北半球从冬至日到夏至日正午太阳高度逐渐增大。北半球夏至日达到一年中最大值，然后又逐渐缩小，到北半球冬至日达到一年中最小值南北回归线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（小→大→小

小→大→小）南北回归线上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，到北半球夏至日达到一年中最小值（从夏至日到冬至日正午太阳高度逐渐增大。）2021/5/98Ⅰ.北回归线及其以北地区图甲中：①代表北回归线；②代表23°26′N～66°34′N之间的地区③代表北极圈；④代表北极点。2021/5/99Ⅱ.南回归线及其以南地区图乙中：①代表南回归线；②代表23°26′S～66°34′S之间的地区；③代表南极圈；④代表南极点。2021/5/910Ⅲ.南北回归线之间地区图丙中：①代表赤道到南回归线之间的地区；②代表赤道到北回归线之间的地区。2021/5/911

正午太阳高度的年变化规律

◆◆在南北回归线之间的地区，其正午太阳高度的年变化幅度（热带地区）

ΔH＝23°26′＋Φ(Φ为当地纬度)；

◆◆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46°52′；◆◆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2倍◆◆从极圈到极点之间的地区，其正午太阳高度年变化幅度从46°52′逐渐降低至23°26′。

2021/5/9121下列日期中，北京正午太阳高度最小的是：

A．6月1日B．7月1日

C．10月1日D．元月1日2赤道上一年中什么时候正午太阳高度最小？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）2021/5/913四、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。2021/5/9142021/5/9152021/5/916①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°。2021/5/917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）、90°N

（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）、12：002021/5/918【真题2】下图为某地住宅建筑冬夏正午日照示意图，完成(1)～(2)题。2021/5/919(1)该地可能是(

)A．刚果盆地B．撒哈拉沙漠南缘

C．巴西高原D．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的影响有(

)①利于夏季遮阳，冬季采光②冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大③春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强④利于减少室内能源消耗

A．①②③B．①②④

C．①③④D．②③④DC2021/5/920【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46°52′，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。2021/5/921正午太阳高度（H）=90°－纬度差纬度差是指所求地与直射点的纬度差。注意：若直射点与所求点位于同一半球，则该纬度差为两地纬度之差；若直射点与所求点位于不同半球，则该纬度差为两地纬度之和。3正午太阳高度的计算2021/5/922

某地正午太阳高度的大小，可以用下面的公式来计算：H＝90°－|φ－δ|其中H为正午太阳高度数，φ为当地地理纬度，永远取正值，δ为直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。2021/5/923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+2021/5/924

在实际的解题中，许多时候并不需要运用此公式。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，所以利用下面公式计算更为方便；某地正午太阳高度角H＝90°－δ，其中δ为某地与太阳直射点的纬度差。2021/5/925

当太阳直射B点时，C点的正午太阳高度是H＝90°－δ＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°。

如图所示：当太阳直射B点时，A点的正午太阳高度是H＝90°－δ＝90°－(40°－10°)＝60°。

2021/5/926温馨提示3

巩固提升显能力2021/5/927例3、某地北京时间6月22日6时左右日出，13时太阳高度角达到最大约83°。回答(1)～(2)题。(1)该地最可能是(

)A．北京B．沈阳

C．成都D．海口(2)该地当天上午太阳高度角达到36°时，布宜诺斯艾利斯(西四区)的区时约为(

)A．6月21日9时B．6月21日21时

C．6月22日9时D．6月22日21时CB2021/5/928【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105°E，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30°26′N，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－(8＋4)＝－3时，即6月21日21时。2021/5/9291．确定地方时考点2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。2021/5/930

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2021/5/931

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2021/5/932

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2021/5/933

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)。2021/5/934

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L＝h·cotH。5．计算楼间距、楼高2021/5/935

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。

2021/5/936

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α＋h＝90°(如图所示)。6．计算热水器的安装角度2021/5/9372021/5/938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2021/5/939

(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2021/5/940

(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2021/5/941例4‘下图是“一年中两至日正午太阳高度之差随纬度的变化”图，横坐标表示纬度，纵坐标表示变化值，读图回答1～2题。2021/5/9421.下列