第四课时 地球公转的地理意义课件正午太阳高度角的变化（地理）

第四课时地球公转的地理意义（正午太阳高度角的变化，四季更替和五带）202X学习目标1、通过观测太阳光照图理解正午太阳高度的变化规律及成因，结合昼夜长短变化和太阳高度变化理解四季的成因。2、结合黄赤交角和太阳直射点的移动了解五带的划分及各带光照状况。3、能够运用正午太阳高度的变化规律，分析楼间距、太阳能热水器安装等现实生活中的问题。4、通过对正午太阳高度变化的学习，提高读图分析问题的能力及空间思维能力。重点、难点：1、正午太阳高度的变化规律及成因。2、正午太阳高度的计算。黄赤交角的影响黄赤交角太阳直射点的南北移动正午太阳高度的变化昼夜长短的变化地球（地轴）倾斜纬度变化季节变化纬度变化季节变化四季的更替五带的划分01意义二：正午太阳高度1、太阳高度角：h正午太阳高度角：太阳光线相对于地平面的夹角南北西东H12:00一天中最大的太阳高度角，此时观测地的地方时为12时。地面太阳光线太阳高度角H=90°-|ψ±δ|（±同减异加）

=90°-纬度差2、正午太阳高度角的计算公式注意：纬度差是指所求点的地理纬度与当日太阳直射点所在纬度之间的差值。如果所求点与直射点在同一半球，纬度差为二者中数值大的减去数值小的；如果不在同一半球，则二者相加。例题：求北京（40°N）二分二至日的正午太阳高度。解答：夏至日：直射点纬度为23°26°N，

则∠3=∠2-∠1=40°-23°26′

H=90°-∠3=90°-（40°-23°26′）=73°26′二分日：直射点纬度为0°，则∠3=∠2-∠1=40°-0°H=90°-∠3=90°-40°=50°冬至日：直射点纬度为23°26′S，则∠3=∠2+∠1=40°+23°26′H3=90°-∠3=90°-（40°+23°26）=26°34′练习3、正午太阳高度大小的分布规律北半球春分0°23°26´N23°26´S66°34´N66°34´S90°´N90°´S北半球秋分春秋分：

正午太阳高度由赤道向南北两侧递减①正午太阳高度的纬度变化规律0°23°26´N23°26´S66°34´N66°34´S90°´N90°´S北半球夏至日23°26´夏至日：正午太阳高度由北回归线

向南北两侧递减0°23°26´N23°26´S66°34´N66°34´S90°´N90°´S23°26´冬至日：正午太阳高度由南回归线

向南北两侧递减北半球冬至0°23°26´N23°26´S66°34´N66°34´S90°´N90°´S全球正午太阳高度的纬度变化规律：同一时刻，从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。②正午太阳高度的季节变化规律23°26´66°34´90°60°30°0°43°08´12.2246°52´赤道北回归线北极圈北极点23°26´66°34´90°60°30°0°43°08´12.2246°52´赤道南回归线南极圈南极点①回归线之间的地区：正午太阳高度最大值为90°，全年有两次太阳直射现象（图A）。23°26´66°34´90°60°30°0°43°08´3.216.229.2346°52´赤道北回归线②回归线上：正午太阳高度的最大值为90°，全年有一次太阳直射现象（图B）。全球正午太阳高度的季节变化规律：③回归线至极点之间的地区：正午太阳高度最大值小于90°，全年没有太阳直射现象。一年中有一个正午太阳高度最大值（图C）。23°26´66°34´90°60°30°0°43°08´12.2212.2246°52´北极圈北极点a、北回归线及其以北的纬度带：每年夏至日(6月22日前后)H达最大值，冬至日(12月22日前后)H达最小值（图A）

b、南回归线及其以南的纬度带：每年冬至日H达最大值，夏至日H达最小值（图B）正午太阳高度角的周年变化过程夏至日，太阳直射北回归线，北回归线上正午太阳高度为90°，并由此向南、北两侧递减，此时北回归线及其以北各地，正午太阳高度达一年中的最大值，南半球各纬度，正午太阳高度达一年中的最小值。此后，太阳直射点南移，北回归线以北各地正午太阳高度逐渐降低，南半球各地正午太阳高度逐渐增大。秋风日，太阳直射点越过赤道以后北半球所在各地正午太阳高度继续缩小，南回归线以南各地正午太阳高度继续增大。冬至日，南回归线及其以南各地正午太阳高度达到一年中的最大值，北半球各地达到一年中的最小值。南北回归线之间地区从夏至日到次年夏至日有两次直射。4、正午太阳高度角的实际应用（1）确定时间：当某地太阳高度达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地地方时为12时。（2）太阳高度与物体影子长短、朝向的关系日出日落的方位问题夏至日：日出日落冬至日：日出日落二分日：日出日落结论：

太阳直射点在北半球时，地球上（除极昼、极夜地区）日出方位均在东北，日落于西北。

太阳直射点在南半球时，地球上（除极昼、极夜地区）日出方位均在东南，日落于西南。

直射在赤道时，为东升西落。地面太阳高度与物体影子长短的关系直射点无影子影子较长影子更长太阳高度角较小太阳高度角是900太阳高度角更小太阳的方位与物体影子朝向的关系物体的影子总是与太阳的方位相反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上午影子判断日影长短及方向：太阳直射点上，物体的影子缩短为零；正午太阳高度越大，日影越短，反之越长，且日影方向总是背向太阳。如北回归线以北地区，日影永远朝向北方；南回归线以南地区，日影永远朝向南方；南北回归线之间的地区，日影则有时朝南有时朝北。（3）确定房屋朝向：北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北（4）楼间距问题

楼间距问题实际是一个影长的问题。其基本原则是前一幢楼产生的影子不能挡住后一幢楼的采光（一般以太阳光线能照射至后一幢楼的底层为标准），如下图图中H为正午太阳高度，一般取当地的最小值。因为正午太阳高度最小值，意味着前一幢楼的影子是一年中最长的，而此时的楼间距能保证，则一年四季都能确保。故一般地北半球取冬至日的正午太阳高度，南半球的取夏至日的正午太阳高度。

计算过程如下：tanH=h/L

→L=h·cotH

某疗养院（北纬36°34′），计划在一幢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？（2）若黄赤交角变为23°34′，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？答案:（1）34.7m

（2）楼距应增大正午太阳高度角楼房影子（5）太阳能热水器倾角调整H+β=90°α水箱集热管调节杆βH例2.当地（42ºN）冬至日应把太阳能热水器如何调整，才能最大限度利用太阳能？解：冬至日当地正午太阳高度α为24º34′

热水器集热管的倾角β=90º—α

即

β=90º—24º34′=65º26′α水箱集热管调节杆β（6）确定当地的地理纬度纬度差多少，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日（二分二至日）正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。意义三：四季的划分1、天文四季：根据正午太阳高度和昼夜长短的变化划分。夏季：白昼较长、太阳高度较大的季节；冬季：白昼较短、太阳高度较小的季节；春季和秋季：夏季与冬季之间的过渡季节。2、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