太阳高度的变化

第一章宇宙中的地球第三节地球的运动（五）【思考】读右图，思考回答：1)什么叫“太阳高度”？2)什么情况下太阳高度为0°？---太阳在地平线上时的高度角为0°，此时正是一地日出或日落的时刻，即在当地的晨昏线上，太阳高度为0°。3)就一地来看，一天当中太阳高度有何变化规律？---从日出开始，太阳高度由0°逐渐增大，至正午达最大值，然后逐渐降低，至日落时又降为0°。4)什么是“正午太阳高度”？五、地球公转的地理意义2、正午太阳的变化1)太阳高度“太阳高度”是太阳高度角的简称，表示太阳光线与当地地平面的倾角。2)正午太阳高度各地一日当中最大的太阳高度,即当地地方时12点钟时的太阳高度。3)全球太阳高度的分布规律

以直射点为中心,太阳高度从90°向四周呈同心圆递减至0°，0°的位置也即晨昏线的位置。12时5)一地正午的太阳高度一定是90°吗？全球同一时刻太阳高度为90°的地方有几个？并且这个地方一定是当地的什么时刻？一地正午的太阳高度不一定是90°。全球同一时刻太阳高度为90°的地方只能有一个，即太阳直射点，并且这个地方一定是当地的正午时刻。6)由太阳直射点向四周，太阳高度角的分布有何规律？你能绘出想象图吗？【练习1】就右图看，如果每条经纬线的度数差都是30°,其中B点所在的地理坐标是(0°,0°),所示半球全部为白天。回答下列问题：1)你能迅速得出图中各点此刻的太阳高度吗？太阳高度为0°的地点将在何处？你能绘出此刻日照的俯视图吗？

B点为90°,其ACFM均为60°。太阳高度为0°的地点将出现在90°E与90°W所构成的经线圈上。2)继续依上题的空间位置条件，过了两小时后，图中各点的太阳高度有没有变化？如有变化，结论如何？侧视图有何变化？---有变化，A地90°，B、D、H均为60°，C地30°。太阳高度为0°的地点将出现在120°W与60°E所构成的经线圈上。

通过上述变化我们可以看到，同一纬线上的各点，随地球自西向东自转，太阳高度发生的变化是由日出0°逐渐增大至正午最大，然后逐渐减小，至日落又降到0°。因此：【思考】经度相同的各点，一天当中的正午太阳高度相等吗？有何规律?一般不相等。纬度相同的各点，一天当中的正午太阳高度相等在太阳直射的经线上，太阳高度自直射点向南北方向将逐渐降低，最后至0°(即晨昏线的位置)。90°S90°N66.5°23.5°0°23.5°66.5°3090H60453月21日6月22日9月23日12月22日①随季节的变化（时间变化）

同一时刻：H由直射点向南北两侧对称递减夏至日：由北回归线向南北两侧对称递减冬至日：由南回归线向南北两侧对称递减春秋分日：由赤道向南北两侧对称递减4)正午太阳高度时空变化规律②随纬度的变化（空间分布）北半球：北回归线及以北地区，太阳高度夏至日最大，冬至日最小南半球：南回归线及以南地区，太阳高度冬至日最大，夏至日最小南、北回归线之间的地区：每年有两次太阳直射南、北回归线上：每年有一次太阳直射同一地点：离太阳直射点越近，则太阳高度越大90°S90°N66.5°23.5°0°23.5°66.5°3090H60453月21日6月22日9月23日12月22日【活动】参照上述图形及正午太阳高度的变化规律，绘制回归线之间（即热带地区）、回归线上、回归线至极点之间（即温带和寒带地区）的正午太阳高度在一年中的时空分布坐标简图。[活动思路]①构建纵横坐标。②联系正午太阳高度的时空变化规律,明确热带地区一年有两次直射的机会，回归线上一年只有一次直射机会，温带和寒带地区永远无直射机会，绘制变化曲线。【思考】读右图，回答：

1)同一个地方，每天的太阳高度都一样吗？联系自己现实生活的观察，发现了什么规律吗？同一个地方每天的太阳高度，除日出日落都为0°外，其它时候不相同，且夏季太阳高度要大些，冬季太阳高度要小些。2)根据太阳在某地一年的视运行轨迹，你能判断出图示该地在南、北哪个半球吗？为什么？北半球。夏至日正午太阳高度最大，且正午太阳始终在当地天顶以南。

天顶【思考】读右图，回答：

3)同一地点，为什么不同的日期正午太阳高度不一样？有什么规律？由于黄赤交角的存在，引起太阳直射点南北移动，从而使全球各地在不同的日期正午太阳高度不一样。【规律】同一个地方的正午太阳高度，夏半年大，冬半年小。北半球日出日落方位和地方时规律

时期日出方位与时间日落方位与时间昼夜长短情况两分日正东方，6点正西方，18点昼夜等长夏半年东偏北，6点前西偏北，18点后昼长夜短冬半年东偏南，6点后西偏南，18点前昼短夜长极昼区正北，0点正北，0点极昼4)从图中所示地点看，日出、日落的方位有何规律？5)一地某日的正午太阳高度有多大,能否计算出来？【规律】某地正午太阳高度

H＝90°－某地纬度与直射纬度的纬度差

（纬度差同半球相减，异半球相加）5)正午太阳高度相关知识的应用①确定纬度位置【练习2】夏至日某地的正午H=66°34′,则该地的地理纬度是多少?

0°纬线或46°52′N【规律】某地与太阳直射点相差多少纬度，则其正午太阳高度就相差多少度【原则】正午时太阳最高，日影最短，当地的地方时是12点钟②确定地方时或经度位置【练习3】右图表示我国某地房屋内的光照情况，据图判断该地的经度大约是：A、90°E B、150°E

C、146°E D、86°E③确定房屋朝向以获得充足的光照以正午太阳所在位置为参照基础，确定房屋的朝向。④判断日影长短及方向

日影与太阳照射方向相反，日影长度与太阳照射角度成逆关系。【规律】北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋多坐北朝南；南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋多坐南朝北。【规律】正午太阳高度越大，日影越短；反之，正午太阳高度越小，则日影越长。太阳的方位与物体影子朝向的关系物体的日影总是与太阳的方位相反，且以正午为轴，上下午相同时差的太阳高度和日影长度相同，但方向正好相反。北南东西上午正午下午东南西南楼房【练习4】读某地夏至日和冬至日太阳升落路径及方位示意图，回答：1)当地一定分布在：

A、东半球B、西半球

C、南半球D、北半球2)夏至日时当地日落的方位是图示数字：

A、①B、②C、③D、④3)若④为当地时间8时，太阳处⑤的位置(平分④⑥弧线)时，北京时间是22点钟，则当地的位置在：

A、澳大利亚B、非洲

C、美国D、南美洲全球各地的日影长短和朝向规律冬至日全球各地的日影长短和朝向规律a位于北回归线与北极圈之间b位于南回归线与南极圈之间c位于赤道与北回归线之间d位于赤道与南回归线之间e位于赤道上db【练习5】下图是某天文研究小组绘制的A--e等五个地方的正午物体影子情况，根据图中信息，判断各地的可能位置。⑤计算楼间距【思考】观察右图，思考影响后楼底层光照的可变性因素是哪些？----解题的关键是计算出当地冬至日的正午太阳高度（a），并计算影长（S，也即楼间距离）

楼间距离S=cotα×h---α:当地最小正午太阳高度h：前楼高度【思考】假设是在坡面上建房,楼间距又该如何考虑呢？【原则】要使楼房底层获得充足的日照，较低纬度地区，楼间距较小；较高纬度的地区，则楼间距应该较大。⑥计算太阳能热水器的安装角度【思考】观察右图，思考影响太阳能热水器安装角度的因素。要想最大限度地利用太阳能资源，就必须通过对集热面与地面夹角（a）的调整，使集热面与太阳光线垂直由于太阳光线与地面的夹角即当地的太阳高度角，故夹角a与H互为余角。即：调节角度a=90°--H(正午太阳高度角)=当地某日正午太阳高度角的余角6)一地正午太阳高度的测量方法一：利用竿影测量：

在平地上确定地理方位，直立一根竿子，长度为a，测得正午时（地方时12点钟）的影子长度为b，则正午太阳高度可由下式求得

tanH＝a/b关键：“正午”的确定---日影最短时a北南东西bH方法二：利用简易角度计测量：

简易角度计实际上是一个半圆形量角器，圆心拴一小线，线下拴一重物做成铅垂线，测量要在当地正午时进行，量角器立放在南北线（经线）上。关键：“正午”的确定量角器的精度及安装北南东西小结：五、地球公转的地理意义2、正午太阳的变化1)太阳高度---太阳光线与当地地平面的倾角。2)正午太阳高度---当地地方时12点钟时的太阳高度。3)全球太阳高度的分布规律：以直射点为中心,太阳高度从90°向四周呈同心圆递减至0°。纬度相同的各点，一天当中的正午太阳高度相等。4)正午太阳高度时空变化规律：

同一时刻：H由直射点向南北两侧对称递减同一地点：离太阳直射点越近，则太阳高度越大某地正午太阳高度H＝90°－某地纬度与直射纬度的纬度差5)正午太阳高度相关知识的应用①确定纬度位置---以一地与太阳直射点之间的纬度差作基础②确定地方时或经度位置---以一地的正午时太阳位置为基础③确定房屋朝向以获得充足的光照---以正午太阳位置为参照基础④判断日影长短及方向---

日影与太阳照射方向相反，日影长度与太阳