2024年高考地理武汉名高重难点复习：第6讲 地球公转的地理意义

第6讲地球公转的地理意义

必备知识学科素养

1综.合思维：结合实例，理解昼夜长短

1.昼夜长短分布和变化规律。变化的规律。

2.正午太阳高度的分布和变化规律。2.区域认知：结合材料，分析四季更替

3.四季更替和五带划分。的原因及五带的划分。

4.地球公转的地理意义的实践应用。3.地理实践力：通过观察总结，掌握正

午太阳高度的变化规律。

；必备知识。gm

一、地球的公转

1.公转定义：地球绕太阳的运动。

「心心」北极上空俯视：呈逆时针方向绕转

2.公转方向：自西向东j南极上空俯视：呈顺时针方向绕转

3.公转周期：1年。

⑴以太阳作为参照物：1年的时间长度为365日5时48分46秒，称为回归年。

(2)以其他恒星作为参照物：1年的时间长度为365日6时9分10秒，称为恒星年,

这是地球公转的真正周期。

4.公转轨道与速度

［名师解惑］(1)区分近、远日点和冬、夏至日

时间不同：近日点为1月初，冬至日为12月22日前后；远日点为7月初，夏至

日为6月22日前后。，②公转轨道上位置不同：近日点位于冬至日以东，远日点

位于夏至日以东。

(2)春、秋分日的判断，①春分日：太阳直射点从南半球进入北半球时经过赤道的时

间一②秋分日：太阳直射点从北半球进入南半球时经过赤道的时间一③顺地球公

转方向按春分日、夏至日、秋分日、冬至日顺序确定。

［自主探究］1.北半球夏半年和冬半年天数是否相同？

提示：不相同。北半球夏半年，地球运动至离太阳较远的位置，地球公转速度较

慢，用时较长；北半球冬半年，地球运动至离太阳较近的位置，地球公转速度较

快，用时较短。

二、黄赤交角及其影响

1.黄赤交角的含义：地球公转轨道平面（即黄道平面）与赤道平面的交角。目前的

黄赤交角是23。261如下图所示：

2.黄赤交角的影响：引起太阳直射点往返运动。

夏全日（6月22日前后）

.........我.........-........23,26*N

丁\秋分日

/\（9月23日前后）

—您——您----0°

春分日\/

&日

（12月22日前后）

（1）地球在公转轨道的不同位置接受太阳垂直照射的点称为太阳直射点。

（2）太阳直射点在南、北纬23。26'之间的往返运动,称为太阳直射点的回归运动。

（3）太阳直射点回归运动的周期为365日5时48分46秒，叫回归年。

［自主探究12.如何根据日期判断直射点的纬度位置？

提示：（1）计算太阳直射点每年移动的度数。

太阳直射点一年（365天）移动约23.5。乂4=94。，则每天移动约94。/365=0.26。。

（2）判断已知日期与二分二至日中某一天间隔的天数。

（3）用间隔的天数乘以太阳直射点每日移动的纬度数即可估算太阳直射点的纬度。

三、昼夜长短的变化

1.典型图示（以北半球为例）

N

2.昼夜长短变化(以北半球为例)

时间变化特点特殊时间点解读

图1为1至日,北半球各地

北半球北半球各地昼长夜短,纬度昼长达到一年中的量大值，

夏半年越高，昼越长，夜越短北极圈及其以北地区出现极

昼现象

图3为冬至日,北半球各地

北半球北半球各地昼短彼长,纬度昼长达到一年中的量小值，

冬半年越高，昼越短，夜越长北极圈及其以北地区出现攒

夜现象

春、秋图2代表的时间是每年的3月21日前后或9月23日前后，

分日全球各地昼夜等长

［名师解惑］昼夜长短变化的规律

(1)对称规律：同一纬线上，各地昼夜长短相同(同线等长)；南北半球同纬度，昼

夜长短相反。二分日前后间隔时间相同的两日期，昼夜长短相反。二至日前后间

隔时间相同的两日期，昼夜长短相同。

(2)递增规律：太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长；另一半球相

反。

(3)变幅规律：赤道处全年昼夜平分；纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。

(4)极昼、极夜规律：极昼(极夜)的起始纬度=90°—太阳直射点的纬度。纬度越

高，极昼(极夜)出现的天数越多。

［自主探究］3.说明物影在地面转动的角度大小与白昼长短的关系。

提示：昼长决定了物影在地面转动的角度，昼长越长，物影在地面转动的角度越

大；反之，则越小。

四、正午太阳高度的变化

5.说明华北地区在房前栽种落叶阔叶林树种的原因。

提示：华北地区房屋多朝向南方。夏季正午太阳位于南方，树叶茂盛可以遮阳;

冬季树木落叶，不影响采光。

五、四季更替和五带划分

1.四季更替

(1)四季的成因：由于昼夜长短和正午太阳高度的时空变化,太阳辐射在一年中呈

现有规律的变化。

(2)四季的划分

夏季：一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节

①天文四季冬季：一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节

春季和秋季：冬、夏季节的过渡季节

②北温带许多国家的四季：3、4、5月为春季,依次类推，每三个月为一个季节。

2.五带划分

(1)五带的成因：由于昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，太阳辐射从低纬度向

高纬度呈有规律递减。

(2)五带的划分

有极程极夜i

无

极

昼

极赤道

夜

有极昼极夜南寒带

素养能力.

素养能力1黄赤交角、四季与五带

典i例I领1航

(高考全国卷HI)某日，小明在互联网上看到世界各地好友当天发来的信息:

甲：温暖的海风夹着即将到来的夏天的味道扑面而来。

乙：冬季临近，金黄的落叶铺满了一地。

丙：又一次入秋失败了，这还是我四季分明的家乡吗？

T：又是黑夜漫长的季节，向北望去，小城上空的极光如彩色帷幕般挂在夜空。

据此完成⑴〜⑵题。

(1)以上四人所在地从北到南的排列顺序是()

A.甲乙丙丁B.丁乙丙甲

C.丁丙甲乙D.甲丙乙丁

(2)当天可能是()

A.4月28日B.6月28日

C.9月2日D.11月2日

［破题思路］⑴丁可以看到极光，说明丁位于两极地区,纬度较直；且极光在北

边，说明丁在北半球，此时为北半球冬半年。甲说“温暖的海风夹着即将到来的

夏天的味道扑面而来”，说明甲位于南半球。丙说“家乡四季分明”，说明其位

于温带地区;“又一次入秋失败”，说明其家乡由熨渐入秋，因此丙位于北半球。

乙所在地冬季临近，金黄的落叶铺满了一地，说明其位于北半球且处于温登地区,

纬度较丙所在地纬度高，但较丁所在地纬度低。

(2)根据丁的描述，向北望去，小城上空的极光如彩色帷幕般挂在夜空，说明其位

于北半球极地地区，其又提到黑夜漫长的季节，四个选项中只有区月2日时北半

球极地地区黑夜漫长。

［尝试解答］(1)B(2)D

素I养I提「升，

1.黄赤交角的形成及其影响

陶即回国

关注太阳直射点季节移动图中的“一向三线六点”，即太阳直射点移动方向，南、

北回归线和赤道，二分二至日和近、远日点。学会正确判断一年中任何一天太阳

直射点的南北半球位置和移动方向，对我们掌握昼夜长短和正午太阳高度的变化

规律有很大帮助。

2.黄赤交角及其变化带来的影响

(1)与黄赤交角相关的角度及其关系

黄赤交角=回归线的度数；黄赤交角与极圈度数互余；黄赤交角=晨昏线与地轴

的最大夹角。

(2)黄赤交角变化带来的影响

黄赤交角回归线极圈直射点热里中

热带、寒带范

度数变大，向度数变小，向南北移动的范

变大围变大，温带

两极移动赤道移动围增大

范围变小

热带、寒带范

度数变小，向度数变大，向南北移动的范

变小围变小，温带

赤道移动两极移动围减小

范围变大

黄道平而与赤道平而重合，太阳终年直射赤道，地球上无季节变

为零

化、昼夜长短变化及正午太阳高度的年变化

蜀国囹国

公转轨道上二分二至日的判断(以北半球为例)

(1)日地距离法

如上图，A点日地距离较近，时间为1月初，为冬至日稍后，B点日地距离较远,

时间为7月初，为夏至日稍后，再结合地球的公转方向判断C为春分日稍后，D

为秋分日稍后。

(2)地轴倾向法(连线法)

柒0D

I-…妥-A

①连接日心和地心，将该线作为太阳光线。

②该线与地球表面的交点为太阳直射点（因为太阳光线与该点的地球表面垂直）。

③观察该点所在的南北半球位置：若在北半球（B处），则为北半球夏至日（太阳直

射北回归线）；若在南半球（D处），则为北半球冬至日（太阳直射南回归线）。

（3）垂线法（晨昏线法）

①过地心（图中圆心）作太阳光线的垂线，该线为晨昏线（晨昏线与太阳光线始终垂

直，且其所在平面通过地心）。

②观察南北极的极昼、极夜状况，若北极圈及其以北地区出现极昼、南极圈及其

以南地区出现极夜，则为北半球夏至日，反之为北半球冬至日。

四I鼠体「验

【基础性和综合性考法】

（2023•河南商丘检测）我国某城市中学地理兴趣社团的学生对直立物日影变

化进行观测，具体做法：先在一块平坦的地面上直立一根标杆，再以此杆直立点（甲）

为圆心，以杆长为半径绘一半圆。学生绘制了观测当天的杆影日变化图（如图所

示），图中阴影部分为标杆影子范围。据此完成1〜3题。

1.观测当天对应的节气最可能是（）

A.清明B.夏至

C.秋分D.小寒

2.该中学所在的城市最可能是（）

A.广州B.上海

C.北京D.乌鲁木齐

3.如果给杆影日变化图加一个指向标（箭头指北），合适的是（）

A.B.一

C.ID.t

解析：第1题，由杆影日变化图可知，当天白昼太阳转动的角度为180。，即昼长

为12小时。春秋分时全球昼夜等长，为12小时，故选C。第2题，由上题分析

可知该日为春秋分日，则太阳直射点在赤道。根据材料中描述，半圆以杆长为半

径所绘，故可以得出其正午太阳高度为45。。可推得当地的纬度大约为45°N,选

项中的城市只有乌鲁木齐纬度最接近45QN。故选D。第3题，当地纬度为45。乂

其正午杆影指向正北。因此图中下方为北。故选C。

答案：l.C2.D3.C

【应用性和创新性考法】

（2023•山西太原高三开学考试）祝融是中国神话中的“火神”，驱散黑、暗，带

来温暖，促进了人类文明的发展。中国首辆火星探测车“祝融号”于2021年5

月22日1（）:40安全驶离着陆平台，到达火星表面（1（）9.9牛，25.1°N）,开始探测

这颗被薄薄大气包围的地球近邻。下表是火星的基本数据，据此完成4〜5题。

平均半径自转轴自转公转自转公转

（km）倾角周期周期方向方向

24时自西自西

339025.19°687天

37分向东向东

4.与地球相比，火星（）

A.固态体积大B.大气昼夜温差小

C.极夜时间短D.温带纬度范围小

5.“祝融号”火星车首次到达火星表面时，太阳直射点（）

①在火星上东移②在火星上西移

③在地球上南移④在地球上北移

A.①③B.①④

C.②③D.②④

解析：第4题，根据材料信息可知，火星半径小于地球半径，因此火星体积小，

A错误；火星大气层稀薄，大气昼夜温差大，B错误；火星公转周期长，因此极

夜时间长，C错误；火星自转轴倾角为25.19。，比地球大，因此火星的热带和寒

带纬度范围大，温带纬度范围小，D正确。故选D。第5题，火星自转方向是自

西向东，所以太阳直射点在火星上应该是西移；“祝融号”火星车首次到达火星

表面的时间是5月22日，对地球而言，太阳直射北半球，且正在向北移动。故选

Do

答案：4.D5.D

素养能力2昼夜长短的变化规律和计算

典1例I领I航

1.(2()22•浙江6月选考)我国某中学生在学校附近通过天文观测，绘制出北极星光

线与正午太阳光线之间夹角a的年变化曲线，下图为该曲线示意图。完成下题。

甲乙丙丁戊时间

符合“昼变短，夜比昼长”条件的时段是()

A.甲至乙B.乙至丙

C.丙至丁D.丁至戊

［破题思路］根据所学知识可知，北极星光线与地面的夹用为当地的纯度，正午

太阳高度在夏至日达到最大值,所以北半球北极星光线与正午太阳光线的夹角叫

在夏至日达到最小值,冬至日达到最大值;根据图示信息可知，丙为夏至日,甲、

戊为冬至日,乙为春分日，丁为秋分日。北半球符合“昼变短，夜比昼长”条件

的时段是秋分日到冬至日,应是图中的丁至戊时段。

［尝试解答］D

2.(2021•河北选择考)家住某城(36.5。w16E)的小明，秋分时节搬进了新楼房,

站在书房2.6米高的落地窗前，远处公园美景尽收眼底。下图示意书房平面布局。

据此完成(1)〜(2)题。

产门p

(S)

I书桌I

⑴从入住到次年春分，书房的日采光时间变化趋势是(

A.一直增加先增后减

C.一直减少先减后增

(2)冬至日天气晴朗，小明在书房于北京时间()

A.6：30看到当日第一缕阳光

B.9：30沐浴着阳光伏案读书

C.12：30估算阳光进深2.6米

D.15：30看到阳光照到书柜上

［破题思路］(1)根据材料信息，此地位于(36.5。?4,116°E),秋分时入住到次年春

分，为北半球的冬半年，当地昼短夜长，太阳直射点先向南移动再向北移动，该

地昼长先变短再变长，则书房的采光时间随着昼长的变化而变化，先减后增，在

冬至日达到最小值c

⑵该城市位于(36.5。犯116°E),春秋分当地时间6：00日出，此时北京时间大

约是垣，因此“北京时间6：3()看到当日第一缕阳光”在冬至日不太可能；

北京时间9：30时，太阳位于东南方位,书房接近正方形，书桌在书房对角线的

东北一侧，位于落地窗的正北方位，阳光受东南0.5米墙的遮挡照射不到书桌；

冬至日时，该地正午太阳高度=9()。一(36.5。+23.5。)=30。，则室内光照面积应太

王落地窗面积，落地窗为2.6米，且北京时间12：3(),当地时间接近12：14,太

阳斜射，阳光进深应该大于2.6米;15：3()时，当地时间接近15：14,太阳斜射，

太阳位于西南方位,日影朝向东北方位,书柜位于落地窗的东北方位，阳光正好

照射到书柜上。

［尝试解答］(1)D(2)D

［借题发挥］

1.同一日期不同地点昼夜长短的判断方法

北半球昼长夜短，纬度北半球各地昼坡短、夜城

越高，昼越长、夜越短；长，北极圈及其以北出现

南半球相反极夜现象；南半球相反

..........Jt回日域

全

球3月21日

前后

夜

IU长赤道

等3月21日前后9月2讣

.

前后

南回八城

北半球各地昼最

全球昼

长，夜最短，北北半球昼短夜长，纬度

夜等长

极圈及其以北出越高，昼越短、夜越长；

现极昼现象；南南半球相反

半球相反

2.同一地点不同日期昼夜长短变化的判断方法

先判断太阳直射点的移动方向，太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球昼渐长、

夜渐短，另一个半球昼渐短、夜渐长。具体如下图所示:

北半球极昼北半球昼渐短，北半球极夜

北

半

范围扩大；夜渐长；南半疱网城大；

球

昼

南半球极夜球昼渐长，夜南半球极昼

渐

长

他用扩大渐妞范明坡大

夜

渐

北

半球

北回短.

，

昼

渐长

南

3月21H”线半

夜

渐短

球

前后昼

南

半球

渐

—赤道短

昼

渐短3月21H前后月米因%)^公_______

夜

2渐

夜

渐长

前后南风长

..........P…平.......HI线

北半球极昼范围最大;北半球极昼他国缩小;

南半球极夜范阳最大南半球极夜范围给小

素［养I提I升

1.昼夜长短的分布和变化规律

北半球昼最长，夜城短，北极圈及其以北出现极昼现象

春分日

夏半年，北半球冬半年，北半球

昼夜

各纬度昼短夜长./

、各纬度昼长夜短,冬

夏4’等长

至卜、:I纬度越高，昼越纬度越高，昼越(：至

R＞长，夜越短，北短，夜越长，4匕H

昼夜.

极四周出现极昼极四周出现极夜确

等K现象.

.

.

.

秋分日

北半球昼最短，夜最长，北极圈及其以北出现极夜现象

北半球昼夜长短的分布和变化规律

⑴昼夜长短状况——看“位置”

太阳直射点的位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球昼长夜

短，且越向该半球的高纬度地区，白昼时间越长。（晨昏线把经过的纬线圈分割成

昼弧与夜弧，所求地所在的纬线圈上，若昼弧长于夜弧，则昼长夜短，反之则昼

短夜长；赤道上全年昼夜等长）如下图所示：

NN

SS

⑵昼夜长短变化——看“移动”

太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化

幅度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球昼变长、夜变短；且纬度越高，昼

夜长短变化幅度越大。如下图所示：

太阳直射点北移过程中，北半球各■纬度昼（匕）变长，夜变短

太阳射点南移过程中，南半球各纬度昼仅2）变K,夜变短

（3）极昼、极夜的范围和变化——看太阳直射点的位置和移动方向

①太阳直射点纬度与出现极昼、极夜的最低纬度互余。

②太阳直射点向北移动，北极点周围极昼范围变大；太阳直射点向南移动，南极

点周围极昼范围变大。

（4）日出、日落方位—看太阳直射点位置

直射点位置日出方位日落方位

西北（北半球晚于18时日

北半球东北（北半球早于6时日出）

落）

正东正西

赤道

（6时日出）（18时日落）

西南（北半球早于18时日

南半球东南（北半球晚于6时日出）

落）

注：当极圈内出现极昼时，若是北极圈，则出现极昼的地区正北日出（0时日出）、

正北日落（24时日落）；若是南极圈，则出现极昼的地区正南日出（0时日出）、正南

日落（24时日落）。

2.昼夜长短的计算

（1）根据昼弧或夜弧的长度进行计算

昼（夜）长时数=昼（夜）弧度数〃5。

⑵根据日出或日落时间进行计算

地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份，如下图所示：

日电/嚏"端、j落午夜?时日,

上午’下午7^送妥/'

昼长时数=（12—日出时间）X2=（口落时间-12）X2

夜长时数=日出时间X2=（24—日落时间）X2

注：以上两个计算公式的日出时间、日落时间均为地方时。另外，昼长时数=日

落时间一日出时间，此公式中的日出时间、日落时间统一标准即可。

（3）利用昼夜长短的分布规律计算

①同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落时间相同。

②南、北半球纬度数柞同的两条纬线昼夜时长互等，即南半球某地的昼（夜）长=

北半球同纬度数某地的夜（昼）长。

（4）利用日期的对称性计算

①关于二至日对称的两个时间，如A点和B点，太阳直射点位于同一个位置。

②关于二分日对称的两个时间，如B点和C点，太阳直射点位于不同半球，但直

射点的纬度数相同。

3.昼夜长短的应用

⑴根据昼夜长短，判断直射点位置

①昼夜等长，太阳直射赤道。

②北半球昼长夜短，太阳直射北半球。

③南半球昼长夜短，太阳直射南半球。

⑵根据昼夜长短差值，判断纬度高低

昼夜长短差值越大，纬度越高；赤道地区，昼夜长短差值等于0。

⑶根据昼夜长短，判断日出、日落时间

①日出时间=12—1/2昼长。

②日落时间=12+1/2昼长。

四I翼I体「验

【基础性和综合性考法】

（2023•江苏南通检测）在学习地球运动的地理课上，丹霞和她的学习小组绘制

了如图所示的4条表示全球昼夜分布的曲线。据此完成1〜2题。

1.图中正确表示6月22日全球昼夜纬度分布的是（）

A.甲B.乙

C.丙D.T

2.丹霞所在学习小组总结了以下全球昼夜分布的结论，其中正确的是（）

A.夏至日昼半球大于夜半球

B.低纬度昼长大于高纬度

C.极圈内各地极昼天数相等

D.全球每天昼夜面积相等

解析：第1题，6月22日太阳直射点位于北回归线，此时北极圈及其以北地区出

现极昼.昼长为24小叶；南极圈及其以南地区出现极夜，昼长为0小时；赤道地

区昼夜平分，昼长为12小时。符合该昼长分布规律的是乙，B正确。第2题，昼

半球与夜半球永远平分地球，全球每天昼夜面积都相等，A错误，D正确；太阳

直射点所在半球的高纬度昼长大于低纬度昼长，B错误；极圈内纬度位置越高，

极昼的天数越长，C错误。

答案：l.B2.D

【应用性和创新性考法】

MN

0

(2023•山东济南高三专题练习)右图所示的是北半球的一段纬线，M、N分别

是X日的晨线、昏线与该纬线的交点。X日两点的经度差为90°,一年中M、N

两点有重合于O点的现象。读图，完成3〜4题。

3.XHM地的昼长为()

A.6小时B.9小时

C.12小时D.18小时

4.X13()

A.青岛昼长达全年最大值

B.北京日出东南方

C.M地的白昼比N地的长

D.悉尼正午日影为全年最短

解析：第3题，该题的解题关键在于变式光照图的掌握，根据材料和图示信息，

可进行图图转换，如图：

M、N分别是X日的晨线、昏线与该纬线的交点，且该图示为北半球，一年中M、

N两点有重合于O点的现象，则弧MON为昼弧，此时M与N相差90°,即X

日M地的白昼时间为6小时。故选A。第4题，该日北极地区出现极夜现象，北

半球县长夜短，所以太阳直射南半球。一年中M,、两点重合于O点即二至H时，

青岛昼长才可能达全年最大值，A错误；太阳直射北半球时，全球日出东北、日

落西北，太阳直射南半球时，全球日出东南、日落西南，B正确；M、N处在同

一纬线上，昼夜长短相同，C错误；悉尼正午日影全年最短时为北半球冬至日，

D错误。故选B。

答案：3.A4.B

素养能力3正午太阳高度的分布和变化规律

典面领「航

1.（2022•广东选择考）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射

中心成功发射，将我国3名航天员顺利送入距离地表约400km的中国空间站。

2022年4月16日，航天员安全返回地球。驻留期间，酒泉卫星发射中心发射塔

与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值（）

A.先变大后变小B.先变小后变大

C.持续不断变大D.始终保持不变

［破题思路I正午太阳高度为90。一所求点与直射点的纬度差值，在航天员驻留期

间，两地始终都位于太阳直射点以北，则两地与太阳直射点的距离变化始终一致,

则两地正午太阳高度角的差值保持不变,始终为两地纬度之差。

［尝试解答］D

2.（2（）22•浙江6月选考）我国某中学生在学校附近通过天文观测，绘制出北极星光

线与正午太阳光线之间夹角a的年变化曲线，下图为该曲线示意图。完成下题。

甲乙丙丁戊时间

丙日，对应的北极星光线和正午太阳光线位置关系正确的是（）

A.①B.②

C.③D.®

［破题思路I由所学知识可知，北极星光线与地面的夹角为当地的纬度，正午太

阳高度在夏至日达到最大值，所以北半球北极星光线与正午太阳光线的夹角a,

在夏至日达到最小值，冬至日达到最大值。由此分析可知，丙为夏至日,太阳直

射点位于北回归线，此日北极星光线与正午太阳高度的和为113.5。；②图北极星

光线与地面的夹角为58。，当地纬度为58。犯我国最北端纬度位置约为因型；③

图北极星光线与正午太阳高度的和为113.5°,且北极星与地面的夹角为36%纬

度位置为36°N,符合我国的纬度范围。

［尝试解答IC

［借题发挥］判断日影长短及方向

⑴日影长短

①正午太阳高度越大，日

影越短；正午太阳高度越

小，日影越长。

②北回归线及其以北地区，

日影长度在北半球夏至日

正午时达到一年中的最短

值；南回归线及其以南地

区，日影长度在北半球冬

至H正午时达到一年中的

最短值。

③南、北回归线之间的地

区，当太阳直射该地时，

日影的长度最短C

(2)日影朝向

日影方向与太阳方位关于观测点对称C

素I养I提「升

1.正午太阳高度的变化规律

(1)正午太阳高度的纬度变化规律

春、秋分日.正午太阳高度由赤道向南、北两方降低

冬至日，正I夏至口.正

午太阳百度日午太阳高度

由南回归线I由北回归线

向南、北的正缶太阳高度中?q正午太阳高度向南、北的

方降低，南方降低，北

回归线及其回归线及其

以南地区正以北地区正

午太阳舟度30°午太阳高度

达一年中最2323°26'达一年中最

大值,北半大值，南半球

90°St60°S

球各纬度正南北各地正午太

午太阳商度极假阳高度达一

达一年中最圈冏年中最小值

小值

南、北回归线上每年直射一次.南、北回归

线之间的地区每年宜射两次

①同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南、北两方降低。

②同一纬线上，正午太阳高度相同。

③与太阳直射点所在纬线的纬度差相等的两条纬线上的正午太阳高度相同。

（2）正午太阳高度的季节变化规律

①极值

北回归线及其以北地区6月22日前后达最大值，12月22日前后达最小值

南回归线及其以南地区12月22日前后达最大值，6月22日前后达最小值

一年有两次最大值（太阳直射时最大），一次最小值

南北回归线之间（除赤道外）（南半球出现在6月22日前后，北半球出现在12

月22日前后）

一年有两次最大值（春分、秋分）、两次最小值（夏至、

赤道地区

冬至）

②变化幅度

南、北回归线之间纬度越高,正午太阳高度变化幅度越大（由23。26增大

至46。52。，赤道上为23°26',回归线上为46。52,

南回归线至南极圈之间和

各纬度正午太阳高度变化幅度相同（均为46。52，）

北回归线至北极圈之间

纬度越高,正午太阳高度变化幅度越小（由46。52碱小

南极圈以南和北极圈以北

至23。26）,极圈为46。57,极点为23。26，

2.正午太阳高度的应用

⑴确定地方时

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。

（2）判断所在地区的纬度

当太阳直射点位置一定时，如果已知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。

（3）确定房屋的朝向

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。

①北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。

②南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。

（4）判断日影长短及方向

太阳直射点上，物体的影长缩短为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。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

日日影最短；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，冬至日日影最短：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）。

物物

影子长度影子长度

(5)计算楼间距、楼高

为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最

短距离应大于L=h・cot〃m：冬至日正午太阳高度)。

集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度互余(如图，B+。=90。)时效果最

佳。

E30国困

正午太阳高度的计算方法

(1)公式：〃=90。一两点纬度差。

(2)说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。丙点纬度差的计算遵循“同减异

加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不

同半球，则两点纬度相加。

⑶举例:如图所示，太阳直射1(TN,A地(42/)、B地(23。26n)、C地(23。265)

三地的正午太阳高度分别为90。减三地与太阳直射点的纬度差(a、b、c)。

-------j-A------------------------------42°N

-...................J...........23°26'N

----------------1i--------J-}-b---------10°N

..................................................0°

bC

C

.......二J.........................X。*。

A地正午太阳高度=9()。-21=90。一(42。-10。)=58。

B地正午太阳高度=90。-b=90。一(23。26,-10°)=76。34'

C地正午太阳高度=90°-c=9()o-(23O26'+l()°)=56°34'

(四I翼I体「验

【基础性和综合性考法】

(2023•湖南中方县第一中学高三开学考试)在光伏电站工程中，绝大多数支架

为固定支架。我国湖北省某地（31.5ON,113.5°E）海拔65米，固定支架光伏组件

的倾角一般为14。，且朝向正南方向。目前该地将部分光伏组件改成可转动支架（如

下图所示）以提高对太阳辐射的利用率。（sinl4。公0.24、cosl4。合0.97、sin35。合0.57、

cos35°^0.82）o据此完成1〜3题。

1.若不考虑天气变化，该地固定支架光伏组件获得太阳辐射能最多的月份是

（）

A.3月B.5月

C.9月D.1月

2.若将支架改为可转动型，则北京时间12时时光伏组件应朝向（）

A.西北B.西南

C.东北