专题九-太阳高度角的应用
正午太阳高度的应用专题
一、【自主学习】
太阳高度角的应用
(1)计算楼距、楼高：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。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为：L＝hcotH。
(2)计算太阳能热水器的角度：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，使太阳光线与受热板成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如下图)。
(3)确定地方时
当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。
(4)确定房屋的朝向
为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
(5)判断日影长短及方向
正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。如右图中各点旗杆日影长短及日影所在方向(图中是夏至日，经线和纬线的交点是直射点)。
(6)确定当地的地理纬度
纬度差多少度，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。(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下，由于向阳坡正午太阳高度大，获得太阳光热多，背阴坡得到太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而使同一自然带在阳坡的分布高度较高，在阴坡的分布高度较低。
二、经典高考例题
1．太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。据此完成下题。
若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长与塔高的比值为P，则( )
A．春、秋分日P＝0 B．夏至日P＝1
C．全年P<1 D．冬至日P>1
2．住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风有不同影响。下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图。读图回答(1)～(2)题。
(1)仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是( )
A．① B．② C．③ D．④
(2)为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是( )
A．① B．② C．③ D．④
3．某纬度φ的正午太阳高度H＝90°－|φ-δ|，其中δ为太阳直射点纬度，夏半年取正值，冬半年取负值。下图示意某地北京时间18时的太阳位置。据此完成(1)～(2)题。
(1)该地的经度为( )
A．30°E B．30°W C．60°E D．60°W
(2)该地的纬度可能为( )
A．10°N B．10°S C．50°N D．50°S
下图为我国科考队在北极点放置中国结时拍摄的照片。
4.该照片拍摄日期、拍摄者或中国结影子的方位是( )
A．3月21日、中国结影子指向正南 B．6月22日、拍摄者位于中国结东南
C．8月20日、拍摄者位于中国结正南 D．9月16日、中国结影子指向东北
春节刚刚过去，中国多省(区)又迎来一轮房地产去库存政策潮。广东省茂名市(约21.5°N)的小明家也准备在某楼盘买房，楼是东西延伸，每户南北均有阳台；两栋楼的楼高均是51米，楼层高3米，楼间距如图所示，有一地面停车场(车位布置如图)。据此回答1～2题。
5．小明的爷爷担心冬季正午室内晒不到太阳，所以小明家最好买二栋的( )
A．4楼 B．6楼 C．8楼 D．都可以
6．小明的父亲想在停车场买一停车位(停车场长度与楼长一致)，现在只有甲、乙、丙、丁四个车位，他担心夏天车被晒时间太长，所以最好选择( )
A．甲车位 B．乙车位 C．丙车位 D．丁车位太阳能与建筑一体化是未来太阳能利用的方向之一。图甲是天津市某新型居住小区楼房二楼正南向壁挂太阳能集热器照片，图乙是太阳能集热器装置结构示意图。读图回答7～8题。
7.冬季某日晴朗的午后14：30左右，太阳照射该壁挂太阳能集热器所产生的影子偏向于照片中( )
A．①处的左下方 B．②处的左上方 C．③处的右下方 D．④处的右上方
8.关于使用壁挂太阳能集热器的叙述，可信的是( )
①该装置的“可调节型支架”的长度随楼层不同不发生变化②所安装的墙壁朝向南、北半球相同③将该装置移至上海地区使用，集热器冬季集热时间会缩短④将该装置移至上海地区使用，“可调节型支架”的长度应该拉长A．①③ B．①④ C．③④ D．②③读四地正午太阳高度季节变化示意图，回答9～10题。
9．四地由南向北排列正确的一组是( )
A．①②③④ B．①④③② C．②③①④ D．④①②③
10．四地中( )
A ．①地位于热带
B ．②地有极昼现象
C ．③地一年出现两次太阳直射现象
D ．④地自转线速度最大
下图示意，某房地产开发商在某城市(30°N)建造了两幢商品住宅楼。读图完成11～12题。
注：tan35°≈0.7 tan45°＝1，tan 60°≈1.732
11．某户居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住。该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约有( )
A ．1个月
B ．3个月
C ．6个月
D ．9个月
12．为避免采光纠纷，房地产开发商在建楼时，应该使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射。那么在两幢楼间距不变的情况下，南楼的高度最高约为( )
A ．20米
B ．30米
C ．40米
D ．50米
北京(40°N)某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度角，获得测量的数据(见下表)。
13.A ．春分日 B ．夏至日 C ．秋分日 D ．冬至日
下图中L 表示北半球某地太阳高度角，读图回答14-16题。
14.此日江苏省南通市（约32°N）的正午太阳高度角约是（ ）
A.27°
B.80°
C.
58° D.66°34′
15.若图示太阳高度角为当地一年中最大的太阳高度角，则（ ）
A.两极地区的极昼时间将会变短
B.地球上的温带范围将会扩大
C.回归线将穿过我国的海南岛
D.西风带的南北宽度将会缩小
16.图示时间内相对应的地理现象是
A.澳大利亚混合农业区的农民正在剪羊毛
B.从地中海驶往大西洋的船只逆风逆水
C.非洲肯尼亚草原上的斑马正在大规模向南迁徙
D.山东北丘洼的土壤盐分处于相对稳定状态
17.（28分）读右图，判断并回答下列问题。
6 太阳高度
（1）A、D两地的纬度分别是：A______________，D______________。
（2）B地在夏至日时的正午太阳高度是________，C地最有可能位于五带中的_________带。
（3）假如条件相同，仅从纬度考虑，四点中发射卫星最佳的是______________地，能观察到极光的是______________地，相同高度楼房南北间距最小的是____________地。
（4）假如A、D两地均位于东经110°，则A地位于______________国，该国最大的商业中心是__________；D地位于__________国，该国最主要的气候类型为____________ ，航运最繁忙的河流为____________河，受北大西洋暖流影响明显的海港是____________。
答案
1.解析本题考查正午太阳高度的应用。由题干可知，塔身正午影长与塔高的比值为P，北回归线上夏至日的正午太阳高度为90°，塔身影长为0，所以P＝0；春、秋分日太阳直射赤道，北回归线上高塔正午影长不为0，P值不为0；冬至日北回归线的正午太阳高度达一年中最小值，为90°－(23°26′＋23°26′)＝90°－46°52′＝43°08′，影长大于塔高，P大于1。
答案 D
2.解析第(1)题，图示地区位于华北，一年中正午太阳始终位于南方。根据图中太阳能热水器朝向可知，房子左侧为北，右侧为南。落叶阔叶树夏季遮荫效果好，布局在南侧；冬季，华北地区盛行偏北风，常绿针叶树防风效果好，布局在北侧，故选C。第(2)题，冬至日该地(40°N)的正午太阳高度为90°－(40°＋23°26′)＝26°34′，太阳能热水器集热板的倾角与当地的太阳高度互余，D项符合题意。
答案(1)C (2)D
3.解析第(1)题，根据题干知，北京时间为18时，而该地为12时，利用时差算出该地经度为30°E，A项正确。第(2)题，因为题干并没有交代图示为具体哪一日正午太阳高度，因此根据正午太阳高度计算公式分别计算出夏至日和冬至日时正午太阳高度角为45°对应的纬度即可。夏半年太阳直射点纬度取正值，冬半年取负值。经计算，该地纬度介于21°34′和66°34′之间，只有C和D项符合。再依据图示正午太阳位于南方，确定该地为北半球，只有C项符合。答案(1)A (2)C
4.解析首先明确北极点的四周都是南方。由于中国结放置在北极点上，因此，照片中中国结的影子应指向正南，拍摄者在任何位置拍摄都位于中国结的正南，故选项B、D错误。结合照片中中国结的影子可知，此日北极点出现极昼现象，正午太阳高度应大于0°，而3月21日，北极点的正午太阳高度为0°，故选项A错误。
答案 C
5.解析冬至日此地正午太阳高度最小，若此日室内能见到阳光，则全年都能晒到太阳。冬至日该地正午太阳高度为45°，楼间距为30米，可知二栋21米以上房屋都能见到阳光(见右图)；再结合楼层高度为3米，可判断小明家最好买二栋8楼及以上楼层。
6.解析夏季大部分时间正午太阳位于正南方，图示停车场位于楼房北侧，因该地夏季太阳高度角较大，停车位应距离楼房最近，中部被晒时间最短，故丁最好。
答案 5.C 6.D
7.解析由壁挂太阳能集热器朝向为正南，可判断图中①为西南方、②为西北方、③为东南方、④为东北方；冬季午后14：30左右太阳位于西南方，则影子朝向偏东方，应该位于图中③④的右下方，故C正确。
8.解析可调节型支架长短主要是为了调节集热器与地面的夹角，该夹角与正午太阳高度互余，而一个地区的正午太阳高度与楼层无关，故①正确；集热器应朝向正午时太阳照射的方位，故南北半球朝向不同，则②错误；冬季上海昼长大于天津，则上海集热时间长于天津，则③错误；上海的正午太阳高度大于天津，则在上海使用时集热器与地面夹角要小于天津，可调节型支架长度应拉长，故④正确。
答案7.C 8.B
9. 解析①地冬至日正午太阳高度最大，且小于90°，说明其位于南回归线以南；②地夏至日正午太阳高度最大，且在四地中较小，说明其位于北半球且纬度较高(位于北回归线以北)；③地夏至日正午太阳高度达90°，说明其位于北回归线上；④地冬至日正午太阳高度较大，说明其位于南半球，该地有两次太阳直射现象，说明其位于南回归线与赤道之间。综合判断四地由南到北分别是①④③②。
10. 解析由上题分析可知，①地位于南回归线以南，不位于热带；②地二分二至日时正午太阳高度都大于0，不会出现极昼极夜现象；③地位于北回归线上，一年中只有一次太阳直射现象；④地纬度最低，所以其自转线速度最大。答案9.B 10.D
11. 解析利用图示计算出正南的太阳光刚好照射在北楼底部时，光线与地面的夹角度数，经计算可知约为60°，可知太阳直射在赤道。因此该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约有6个月。
12 解析在一年中，该地正午楼影冬至日最长，只要冬至日北楼不被南楼影子遮住，则北楼正午时终年都有太阳照射，利用数学公式计算出冬至日南楼的高度即可。
答案11.C 12.B
13.解析第一次测量时，太阳直射北半球，第二次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射点在南半球，太阳直射点由北向南移动，说明第二次测量时是当地的秋分日。选C正确。
答案 C
14.B解析：一般情况下，太阳高度角在一天中是要变化的，而太阳高度角在一天24小时中却是不变化的，只有在两极地区；所以L地为北极点，进一步可以推知此日阳光直射点在22°N，所以该题答案为B．
15.B解析：图示为当地一年中最大的太阳高度，由此可知回归线纬度变为22°，热带范围缩小，温带范围扩大。
16.A解析：图示时间为北半球夏季，而澳大利亚正值冬季，澳大利亚7、8、9月份正是剪羊毛的时间。地中海海区此时正处于副热带高压控制下，谈不上顺、逆风；逆水是正确的(属于密度流，表层海水由大西洋流人地中海)。此时北半球的热带草原正处于雨季，非洲肯尼亚的斑马正在大规模向北迁徙。北半球夏季，北丘洼的土壤正处于淋盐状态，冬季才处于相对稳定状态。
17.
（1）23°26′N 66°34′N
（2）21°34′热
（3）C D C
（4）中上海俄罗斯温带大陆性气候伏尔加摩尔曼斯克
太阳高度角计算和应用
专题5-太阳高度角计算和应用 正午太阳高度变化 规律图解 太阳高度是太阳 光线相对地面的夹角 (即太阳在当地的仰 角),在太阳直射点处太阳高度最大,为90°,在晨昏线上则为0°。而正午太阳高度就是各地一日内最大的太阳高度，也即地方 时为12点的太阳高度。正午太阳高度的变化包括同 一时间随纬度的变化和同一地点（纬度）在一年中随 季节的变化。由于这两种变化的直接原因都是太阳直 射点的回归运动（如图1左），因此，要理解和掌握 正午太阳高度的变化规律需要从太阳直射点和正 1 午太阳高度变化的关系来入手。图2是平行的太阳光线照射在球面上的状况，从中可以得出正午太阳高度的一些基本规律（H表示正午太阳高度，下同）。H D＜H B＜H A＞H C＞H E表明：从纬度分布看，太阳直射点所在纬度正午太阳高度最大，并由此向南北两侧递减，在太阳直射点南北两侧的对称点上，正午太阳高度相等。H A＞H C＞H E，H A＞H B＞H D表明：距离太阳直射点所在纬度近时，正午太阳高度大，反之正午太阳高度小。 下面通过图解来分析正午太阳高度的 变化规律，帮助学生直观掌握、理解其基本
规律。首先对图1左图进行转换，将图中经线圈的右半部“拉直”，可得到图1右图。两图均表示夏至日太阳直射北回归线，冬至日太阳直射南回归线，春分日和秋分日（以下简称二分日）太阳直射赤道。这里以图1右图为基础来深入分析正午太阳高度的季节变化规律和纬度分布规律。 （一）正午太阳高度的季节变化规律 这里我们分六个方面进行分析。假设P为满足条件的任意一地点，H1，H2，H3分别表示夏至日、二分日、冬至日时P地的正午太阳高度，H4为太阳直射南北回归线之间某地P时的正午太阳高度。 1．赤道地区：由图3可以看出，二分日时太阳直射赤道，此时赤道地区正午太阳高度（H2）达最大值90°，二至日正午太阳度（H1和H3）达最小值。以春分日为起点，正午太阳高度变化为： 2．赤道与北回归线之间地区：由图4可以看出，H4大于H1和H2又大于H3，在夏至日前后P地各有一次直射，此时正午太阳高度达最大值（H4），冬至日时正午太阳高度达最小值（H3）。正午太阳高度变化为： 3．北回归线地区：由图5可以看出，H1>H2>H3。夏至日达最大值（H1），冬至日达最小值（H3）。从夏至日到冬至日该地正午太阳高度由最大变为最
对太阳高度角的了解及其计算方法
对太阳高度角的了解及其计算方法 作者：费云霞， 王春顺 作者单位：大庆市气象局 刊名： 中小企业管理与科技 英文刊名：MANAGEMENT & TECHNOLOGY OF SME 年，卷(期)：2008(2) 被引用次数：2次 本文读者也读过(10条) 1.陶元洲.于小平天文方位角测定在一般测量中的应用[会议论文]-2001 2.熊静动手绘简图巧解正午太阳高度角的变化规律及应用计算[期刊论文]-山西师范大学学报（自然科学版）2008,22(z1) 3.吕晨亮.杨轲空间向量与日出、日落方位角的计算和讨论[期刊论文]-中国数学教育（高中版）2011(3) 4.王国安.米鸿涛.邓天宏.李亚男.李兰霞.Wang Guo'an.Mi Hongtao.Deng Tianhong.Li Ya'nan.Li Lanxia太阳高度角和日出日落时刻太阳方位角一年变化范围的计算[期刊论文]-气象与环境科学2007,30(z1) 5.张闯.吕东辉.顼超静.Zhang Chuang.Lv Dong-hui.Xu Chao-jing太阳实时位置计算及在图像光照方向中的应用[期刊论文]-电子测量技术2010,33(11) 6.许红梅谈太阳周日视运动轨迹图的绘制及应用[期刊论文]-成才之路2009(9) 7.赵芳玲.ZHAO Fang-ling太阳能热水器倾角的设计方案[期刊论文]-商洛学院学报2009,23(2) 8.孙素丽.康熙言河北及京津地区在建筑中如何利用太阳能[会议论文]-2008 9.艾彬.宋淑芳.季秉厚.宋进华手动跟踪方阵面上辐照度及曝辐量计算公式的推导[期刊论文]-太阳能学报2002,23(4) 10.呼晓侠.Hu Xiaoxia太阳高度与正午太阳高度[期刊论文]-人力资源管理(学术版)2009(2) 引证文献(2条) 1.栗琳.胡勇.巩彩兰.祝令亚.赫华颖太阳高度角对图像能量的影响及其校正[期刊论文]-大气与环境光学学报2013(1) 2.马月虹.刘霞.马彩雯.孙俪娜.史慧锋.姜鲁艳日光温室合理前后间距计算方法的分析与验证[期刊论文]-中国农机化学报 2013(5) 引用本文格式：费云霞.王春顺对太阳高度角的了解及其计算方法[期刊论文]-中小企业管理与科技 2008(2)
地理相关名词(赤纬角,太阳高度角,经纬度计算公式)
附件6:可参考的相关概念 1. 太阳时()s t 时间的计量以地球自转为依据，地球自转一周，计24太阳时，当太阳达到正南处为12:00。钟表所指的时间也称为平太阳时（简称为平时），我国采用东经120度经圈上的平太阳时作为全国的标准时间，即“北京时间”。（注：大同的经度为'18113o ）。（该定义摘自《太阳能应用技术》的第二章——太阳辐射） 2. 时角()ω 时角是以正午12点为0度开始算，每一小时为15度，上午为负下午为正，即10点和14点分别为-30度和30度。因此，时角的计算公式为 ()(),1215度-=s t ω (1) 其中s t 为太阳时（单位：小时）。（该定义摘自《太阳能应用技术》的第二章——太阳辐射） 3. 赤纬角()δ 赤纬角也称为太阳赤纬，即太阳直射纬度，其计算公式近似为 ()(),3652842sin 45.23度??? ??+=n πδ (2) 其中n 为日期序号，例如，1月1日为1=n ，3月22日为81=n 。（该定义摘自《太阳能应用技术》的第二章——太阳辐射） 4. 太阳高度角()α 太阳高度角是太阳相对于地平线的高度角，这是以太阳视盘面的几何中心和理想地平线所夹的角度。太阳高度角可以使用下面的算式，经由计算得到很好的近似值： ,cos cos cos sin sin sin ωδφδφα??+?= (3) 其中α为太阳高度角，ω为时角，δ为当时的太阳赤纬，φ为当地的纬度(大同的纬度为o 1.40)。（该定义摘自维基百科） 5. 太阳方位角()A 。 太阳方位角是太阳在方位上的角度，它通常被定义为从北方沿着地平线顺时针量度的角。它可以利用下面的公式，经由计算得到良好的近似值，但是因为反正弦值，也就是()y x 1sin -=有两个以上的解，但只有一个是正确的，所以必需小心的处理。
太阳高度角
太阳高度角 对于地球上的某个地点，太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，专业上讲太阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角。 目录 1太阳高度角定义 2示意图 1太阳高度角定义 太阳高度角简称太阳高度(其实是角度)。 太阳高度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。 我们用h来表示这个角度，它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度。如何得出某地某时的太阳高度角 H当地=90°—纬度差(所求地点纬度与直射点所在纬度的纬差) [*同一半球，纬度相减，反之相加] 一般时间 太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）以δ表示，观测地地理纬度用φ表示（太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正，南纬为负），地方时(时角)以t表示，有太阳高度角的计算公式： sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ cos t 正午时间 日升日落，同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。日出日落时角度都为0，
正午太阳高度角 正午时太阳高度角最大，时角为0，以上的公式可以简化为： sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ 由两角和与差的三角函数公式，可得 sin h=cos(φ－δ) 因此， 对于太阳位于天顶以北的地区而言，h=90°－(φ－δ)； 对于太阳位于天顶以南的地区而言，h=90°－(δ－φ)； 二者合并，因为无论是(φ－δ)还是(δ－φ)，都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差，不会是负的，因此都等于它的绝对值，所以正午太阳高度角计算公式：h=90°-|φ-δ| 具体计算 还是举个例子来推导，假设春分日（秋分日也可，太阳直射点在赤道）某时 午夜太阳高度角 刻太阳直射(0°，120°E)这一点，120°E经线上各点都是正午 对于(0°，120°E)这点来说，它离太阳直射点的纬度距离当然是0°啦（因为就是自己嘛）它的太阳高度角就是90°（因为直射它嘛） 另外一个观测点，（1°N，120°E）与太阳直射点的纬度差为1° 此时，这一点的太阳高度角为89°（根据上面的公式h=90°-|φ-δ|）
高中地理 正午太阳高度角的计算及应用练习 新人教版
高频考点正午太阳高度角的计算及应用 作为地球运动的结果，正午太阳高度角的变化深刻影响着人类的生产、生活。正午太阳高度的 计算与应用，是高考考查的重点内容，这部分内容很容易和我们人类的生产生活相联系，从而取材 于我们的生产生活，考查考生运用地理知识分析解决实际问题的能力，体现高考命题方向—— 以能力立意，培养学生的创新思维能力。 ●锦囊宝典 1.正午太阳高度的考查涉及以下几方面。 （1）规律：从直射点所在纬线向南北两侧递减；离直射点距离越近（纬度差越小），正午太阳高度 越大。 （2）最值：直射北回归线，北回归线以北地区达一年中最大值，整个南半球达一年中最小值；相 反，直射南回归线时，南回归线以南地区达一年中最大值；整个北半球达一年中最小值。 （3）计算公式：H=90°-｜φ- δ｜，（H表示某日所求地正午太阳高度，φ表示当地纬度，δ表示直射点纬度。如果所求地与直射点 在同一半球，δ取正值；如果所求地与直射点在不同半球，δ取负值）此外，两点间的正午太阳高度差 等于两点间的纬度差。 （4）影子的长短变化与方向：正午太阳高度角变大，影子变短；方向由太阳的位置确定。 （5）地方时：一天之中太阳高度最大时地方时为12时。 （6）楼间距离要抓住正午太阳高度角大小。 2.正午太阳高度的应用已成为高考的热点，应从以下方面突破本难点： （1）列为高考重点反复训练讲解。 （2）抓住规律，图形结合。 （3）研究高考试题，联系生产、生活实际。 ●难点磁场 图3— 1表示某地正午太阳高度和月降水量的变化。读图 回答1～2题。 1.★★★★★该地纬度可能为（） A.90°N～23°26′N之间 B.90°S～23°26′S之间 C.22°N或22°S D.40°30′N或40°30′S 2.★★★★★该地气温及降水特征是（） A.终年高温多雨 B.夏热少雨，冬温多雨 C.冬温少雨，夏热多雨 D.夏热多雨，冬季寒冷干燥 3.★★★★★如图3— 2所示的日期，下列地点：北京（39°54′N），新加坡（1°N），汕头（23°26′N），海口（20°N），正 午太阳高度角从大到小排列正确的是（） A.新加坡、海口、汕头、北京 B.北京、汕头、海口、新加坡 C.汕头、海口、北京、新加坡 D.汕头、海口、新加坡、北京 近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多 的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。请 读图3—3，运用以下公式回答4～5题。 ①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。 ②tan 35°≈0.7tan 45°=1tan 60°≈1.732 4.★★★★★房地产开发商在某城市（北纬30度）建造了两幢商品住宅楼（图3— 3），某个居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住，请 问房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是（） A.1个月 B.3个月 C.6个月 D.9个月 5.★★★★★为使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射，那么在两幢楼间距不变 的情况下，南楼的高度最高约为（） A.20米 B.30米 C.40米 D.50米 6.★★★★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（1999年广东卷）（） A.Htan(90°-38°) B.Htan(90°-38°-23.5°) C.Hcot(90°-38°) D.Hcot(90°-38°-23.5°) ●案例探究 ［案例1］某校所在地（120°E，40°N）安置一台太阳能热水器，为了获得最多的太阳光热，提高 利用效率，需要根据太阳高度的变化随季节调整其支架倾角，下列四幅日照图中与热水器安置方式 搭配不合理的是 命题意图：本题主要考查太阳高度角在生产生活实践中的应用，考查学生应用地理知识分析问 题、解决问题的能力，很好地体现了高考命题趋向，突出对学生能力的考查。
正午太阳高度角的计算及应用
难点3 正午太阳高度角的计算及应用 作为地球运动的结果，正午太阳高度角的变化深刻影响着人类的生产、生活，成为高考考查的重点，主要考查学生的空间思维能力和知识应用能力。近几年上海、广东及江苏大综合卷都有所体现。该类试题取材于人类生产、生活，突出考查学生运用地理基本原理、规律的能力，同时能进行科际的综合，代表高考命题方向——以能力立意，培养学生的创新思维能力。因此在高三复习中应予以高度重视。 ●难点磁场 图3—1表示某地正午太阳高度和月降水量的变化。读图回答1～2题。（2000年山西综合卷） 1.★★★★★该地纬度可能为（） A.90°N～23°26′N之间 B.90°S～23°26′S之间 C.22°N或22°S D.40°30′N或40°30′S 2.★★★★★该地气温及降水特征是（） A.终年高温多雨 B.夏热少雨，冬温多雨 C.冬温少雨，夏热多雨 D.夏热多雨，冬季寒冷干燥 3.★★★★★如图3—2所示的日期，下列地点：北京（39°54′N），新加坡（1°N）， 汕头（23°26′N），海口（20°N），正午太阳高度角从大到小排列正确的是（）
A.新加坡、海口、汕头、北京 B.北京、汕头、海口、新加坡 C.汕头、海口、北京、新加坡 D.汕头、海口、新加坡、北京 近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。请读图3—3，运用以下公式回答4～5题。（2002年大综合卷） ①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。 ②tan 35°≈0.7 tan 45°=1 tan 60°≈1.732 4.★★★★★房地产开发商在某城市（北纬30度）建造了两幢商品住宅楼（图3—3），某个居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住，请问房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是（） A.1个月 B.3个月 C.6个月 D.9个月
太阳高度角方位角计算公式
太阳高度角用公式（1）计算。 )cos cos cos sin arcsin(sin t s s h ωωωωθ+= （1） 式中θh 为太阳高度角(°)；ωs 为太阳赤纬(°)，ω为观测地点的地理纬度(°)；t 为观测时刻太阳时角(°)。 公式（1）的赤纬W S 可用公式（2）计算。 ()()() ()()() o W S θθθθθθ3cos 0201.02cos 3656.0cos 7580.03sin 1712.02sin 1149.0sin 2567.233723.000000++--++= （2） 公式（2）中，0θ（°）用公式（3）计算。 ()242.365/36000N N N -?+??=θ （3） 公式（3）中，N （d ）为按天数顺序排列的积日。1月1日为0，2日为1；其余类推。 N ?（d ）为积日修正值，用公式（4）计算。 ()()24/60/15/60/F S M D N +++±=? （4） 公式（4）中，D 为观测点经度的度值，M 为分值，东经取负号，西经取正号。S 为观测时刻的小时值，F 为分钟值。 公式（3）中的0N （d ）用公式（5）进行计算。 ()()()198525.019852422.06764.790-?--?+=Y INT Y N （5） 公式（5）中，Y 为年份。 公式（1）中的时角t 可用公式（6）进行计算。 ()??-+++=151260/60/Q C E L F S t （6） 公式（6）中， C L （h ）为以时间表示的经度修正值，每15度对应的时间为1小时，可用公式（3）计算。 15/)12060/(-+=M D L C （7） 式中D 为观测点经度的度值，M 为分值，如果地方子午圈在标准子午圈的东边，则C L 为正，反之为负； Q E （min ）为真太阳时与地方平均太阳时之差，用公式（8）进行计算。 ()() ()() 00002cos 6882.0cos 0924.72sin 9059.9sin 9857.10028.0θθθθ--+-=Q E （8） 公式（8）中，0θ用公式（3）进行计算。
专题九-太阳高度角的应用
正午太阳高度的应用专题 一、【自主学习】 太阳高度角的应用 (1)计算楼距、楼高：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。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为：L＝hcotH。 (2)计算太阳能热水器的角度：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，使太阳光线与受热板成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如下图)。 (3)确定地方时 当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。 (4)确定房屋的朝向 为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。 (5)判断日影长短及方向 正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。如右图中各点旗杆日影长短及日影所在方向(图中是夏至日，经线和纬线的交点是直射点)。 (6)确定当地的地理纬度 纬度差多少度，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。(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度 一般情况下，由于向阳坡正午太阳高度大，获得太阳光热多，背阴坡得到太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而使同一自然带在阳坡的分布高度较高，在阴坡的分布高度较低。 二、经典高考例题
1．太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。据此完成下题。 若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长与塔高的比值为P，则( ) A．春、秋分日P＝0 B．夏至日P＝1 C．全年P<1 D．冬至日P>1 2．住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风有不同影响。下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图。读图回答(1)～(2)题。 (1)仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是( ) A．① B．② C．③ D．④ (2)为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是( ) A．① B．② C．③ D．④ 3．某纬度φ的正午太阳高度H＝90°－|φ-δ|，其中δ为太阳直射点纬度，夏半年取正值，冬半年取负值。下图示意某地北京时间18时的太阳位置。据此完成(1)～(2)题。 (1)该地的经度为( ) A．30°E B．30°W C．60°E D．60°W (2)该地的纬度可能为( ) A．10°N B．10°S C．50°N D．50°S 下图为我国科考队在北极点放置中国结时拍摄的照片。 4.该照片拍摄日期、拍摄者或中国结影子的方位是( )
太阳高度角的计算
太阳高度角的计算 1.某地某时的太阳高度角(α)=90°-(当地纬度-太阳直射点纬度)。(注:北纬为正，南纬为负)如宁波(30°N)夏至日的太阳高度为:90°-(30°-23.5°)=83.5°；北京(40°N)冬至日的太阳高度为:90°-[40°-(-23°)]=26.5°;赤道春分日的太阳高度为:90°-(0°-0°)=90°;赤道冬至日的太阳高度为:90°-[0°-(-23.5°)]=113.5°,当太阳高度(α)＞90°时，则太阳高度应为180°-α，即为当地的太阳高度，因此赤道冬至日的太阳高度为:180°-113.5°=66.5°。直射点的纬度＝1/2×（出现极昼的点最大的太阳高度＋该点最小的太阳高度） 注：出现极昼时：①极点的最大的太阳高度＝该点最小的太阳高度 ②刚出现极昼的点最小的太阳高度=0 2.太阳直射点纬度=arcsin(sin2 3.5×sin到春分或秋分的天数） 注:夏半年是到春分的天数，冬半年是到秋分的天数，夏半年为北纬，冬半年为南纬，arcsin 是反正弦函数，计算器上通常用sin的负一次方表示。 则太阳高度角=90°-(当地纬度-太阳直射点纬度） 如7月9日武汉，距春分110天，太阳直射纬度=arcsin(sin23.5×sin110)=北纬22度，当地纬度为北纬30度，所以7月9日武汉正午太阳高度角为90-（30-22）=82度 太阳直射点的移动在一年中并不是匀速的，而是靠近赤道时快，靠近回归线时慢，这也是我国大多数地方冬夏长，春秋短的原因。 另一方法就是，找一竖直于地面的物体，量出物体长度和影长，则太阳高度角=arctan(物体长/影长），arctan是反正切函数，计算器上通常用tan的负一次方表示。用此方法可以算出任何时刻的太阳高度角，不一定是正午的，其他时间的也可以算出来。 3. 最简单的方式就是根据太阳直射点来推算。太阳直射纬线的正午太阳高度是90度，然后全球正午太阳高度由直射的纬线向南北两侧递减，纬度差一度，正午太阳高度就减一度（即用90度来减去两地的纬度差）。例如某天太阳直射纬线为北纬20度，侧北纬21度和北纬19度的正午太阳高度就都是89度，再如这一天南纬20度与北纬20度差40度，侧这一天南纬20度的正午太阳高度就是90－40＝50度。 4.正午太阳高度=90-纬度差。纬度差就是当地纬度与太阳直射纬度的差，纬度差是个正数正午太阳高度角H（光线与地面的夹角）=90°-地面从太阳直射点到某地所跨的纬度（光线偏的角度） 太阳高度角计算公式 太阳光线与地面的夹角 H=90°--│α(+/-)β│α是代表当地地理纬度β是代表太阳直射点地理纬度 (+/-)是所求地理纬度与太阳直射是否在同一半球：如果在同一半球就是-；在南北两个半球就是+
正午太阳高度角计算公式
正午太阳高度角计算公式：h=90°-|φ-δ|。假设春分日某时刻太阳直射(0°，120°E)这一点，120°E经线上各点都是正午。对于(0°，120°E)这点来说，它离太阳直射点的纬度距离是0°，它的太阳高度角就是90°。 太阳高度角公式 一般时间 太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）以δ表示，观测地地理纬度用φ表示（太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正，南纬为负），地方时(时角)以t表示，有太阳高度角的计算公式： sinh=sinφsinδ+cosφcosδcost 正午时间 日升日落，同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。时角是以正午12点为0度开始算，每一小时为15度。即14点和10点分别为30度和-30度。日出日落时角度都为0，正午时太阳高度角最大（90°），时角为0，以上的公式可以简化为： sinh=sinφsinδ+cosφcosδ 由两角和与差的三角函数公式，可得sinh=cos(φ－δ) 因此，对于太阳位于天顶以北的地区而言，h=90°－(φ－δ)； 对于太阳位于天顶以南的地区而言，h=90°－(δ－φ)； 二者合并，因为无论是(φ－δ)还是(δ－φ)，都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差，不会是负的，因此都等于它的绝对值，所以正午太阳高度角计算公式：h=90°-|φ-δ| 具体计算： 还是举个例子来推导，假设春分日（秋分日也可，太阳直射点在赤道）某时刻太阳直射(0°，120°E)这一点，120°E经线上各点都是正午。 对于(0°，120°E)这点来说，它离太阳直射点的纬度距离是0°，它的太阳高度角就是90°。 另外一个观测点，（1°N，120°E）与太阳直射点的纬度差为1° 此时，这一点的太阳高度角为89°（根据上面的公式h=90°-|φ-δ|）。 （1°S，120°E）与太阳直射点的纬度差也是1°。
有关时间、日期、太阳高度角的计算
专题：有关时间、日期、正午太阳高度的计算方法对于时间、日期、正午太阳高度的计算一直是学生在学习过程中的难点，也是教学工作中的重点，本文试图通过对它们计算方法的简单归纳，找到正确而又快速的解题方法。 在学习过程中，学生经常会遇见一些关于时间、日期和正午太阳高度的计算题，如何才能迅速而正确地解出答案呢？下面我结合一些具体例子对它们的计算方法作简单的归纳。 一、时间和日期的计算 学习了“地球的运动”一节知识后，我们经常会碰到有关时间和日期的计算，如： 例1：某游轮于2006年10月5日10:00从上海港出发，船行20小时到达纽约（西五区），请问到达纽约时的时间是几月几日几时？ 解这类题目，可以用以下公式解答： 所求地时间＝已知地时间±时区差＋路程所用时间 注意：①若所求地在已知地东，用“＋”，若所求地在已知地西则用“－”； ②得数若大于24，则先将得数减24小时，后在已知地日期上加1天；若得数在0到24之间，则得数即为所求的日期和时间；若得数为负数，则先将得数减24小时，后在已知地日期上加1天； ③考虑是否因越过国际日界线而导致日期变化：若没有越过，则经过第二步“得数的处理”所得的日期就是最后答案；若是从已知地由西向东越过国际日界线到达所求地，则所求地日期需在第二步“得数的处理”所得的日期上减1天；若是从已知地由东向西越过国际日界线到达所求地，则所求地日期需在第二步“得数的处理”所得的日期上加1天。 根据以上公式解答上题： 假设向东行驶，则：纽约时间＝10月5日10时＋11＋20＝10月5日41时 根据注解修正： ①时间大于24，因此需用41－24＝17时；日期加1天，变为10月6日17时； ②考虑是否因穿越国际日界线而导致日期的改变，因为此解是假设向东航行，因此穿越了国际日界线，所以日期应减1天，变为10月5日17时。 最后得出答案是：纽约时间是10月5日17时。 假设向西航行，则：纽约时间＝10月5日10时－13＋20＝10月5日17时 根据注解修正：①得数在0到24之间，时间、日期保持不变； ②向西航行没有经过国际日界线，因此日期不需改变。最后得出答案是：纽约时间是10月5日17时。
太阳高度角计算练习题
1 …………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ …………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… 专题：太阳高度角训练题组一 一、选择题： 下图所示区域为地球某日的昼半球。O 为圆心，ENF 为赤道，曲线段AEB 为晨线，曲线段AFB 为昏线。读图完成下列各题。 1．图中A 、B 两点情况相同的是 A ．此刻的地方时 B ．此刻观测到的太阳方位 C ．当日的正午太阳高度 D ．当日的白昼长短 2．若该日一架飞机从P 地飞往N 地，途中飞行员始终看到太阳在地平线上，则飞机飞行的方向和时间分别是 A ．西北，5小时 B ．东北，5小时 C ．西北，6小时 D ．东北，6小时 三地同学共同开展一个“影子长度”的探究学习活动，他们在当地时间10：00—14：00每隔一小时测量一根1米长的杆的影子长度，并将所得数据绘制成图。下图为6月22日三个地区同学所提供的观测结果。回答下列各题。 3．甲、乙、丙三地纬度由低到高的顺序是 A ．甲、乙、丙 B ．甲、丙、乙 C ．乙、甲、丙 D ．丙、乙、甲 4．关于乙地此时气候特征的描述，最可能出现的是 A ．一年中气温较高、降水较多的季节 B ．一年中降水较少、草木枯黄的季节 C ．一年中气温较低、降水较多的季节 D ．一年中降水较多、作物生长旺盛季节 图为北京时间2011年1月1日20时的光照图，阴影部分表示黑夜。读图回答下列各题。 5．该日飞机从A 地起飞，经过三小时抵达B 地，在飞行过程中飞行员始终看到日出景观，则该日B 地的日落时间是 A ．18：30 B ．19：00 C ．19：30 D ．20：00 6．下列地点中，该日最先看到新年曙光的是 A ．① 8．② C ．③ D ．④ 读下图，图中虚线表示晨昏线，每两条经线之间的经度差相等，阴影部分与非阴影部分日期不同，回答下列各题。 7．若图中的日期为6日与7日，则北京时间是
2015冬至日太阳高度角计算方法与公式
2015冬至日太阳高度角计算方法与公式 冬至过节源于汉代，盛于唐宋，相沿至今。《清嘉录》甚至有“冬至大如年”之说。这 表明古人对冬至十分重视。人们认为冬至是阴阳二气的自然转化，是上天赐予的福气，。汉朝以冬至为“冬节”，官府要举行祝贺仪式称为“贺冬”，例行放假。《后汉书》中有这样 的记载：“冬至前后，君子安身静体，百官绝事，不听政，择吉辰而后省事。”所以这天朝 庭上下要放假休息，军队待命，边塞闭关，商旅停业，亲朋各以美食相赠，相互拜访，欢乐地过一个“安身静体”的节日。 唐、宋时期，冬至是祭天祭祀祖的日子，皇帝在这天要到郊外举行祭天大典，百姓在这一天要向父母尊长祭拜，现在仍有一些地方在冬至这天过节庆贺。 冬至传说之一 过去老北京有“冬至馄饨夏至面”的说法。相传汉朝时，北方匈奴经常骚扰边疆，百姓 不得安宁。当时匈奴部落中有浑氏和屯氏两个首领，十分凶残。百姓对其恨之入骨，于是用肉馅包成角儿，取“浑”与“屯”之音，呼作“馄饨”。恨以食之，并求平息战乱，能过上太 平日子。因最初制成馄饨是在冬至这一天，在冬至这天家家户户吃馄饨。 吃“捏冻耳朵”是冬至河南">河南">河南人吃饺子的俗称。缘何有这种食俗呢?相传南 阳医圣张仲景曾在长沙为官，他告老还乡那时适是大雪纷飞的冬天，寒风刺骨。他看见南阳白河两岸的乡亲衣不遮体，有不少人的耳朵被冻烂了，心里非常难过，就叫其弟子在南阳关东搭起医棚，用羊肉、辣椒和一些驱寒药材放置锅里煮熟，捞出来剁碎，用面皮包成像耳朵的样子，再放下锅里煮熟，做成一种叫“驱寒矫耳汤”的药物施舍给百姓吃。服食后，乡亲们的耳朵都治好了。后来，每逢冬至人们便模仿做着吃，是故形成“捏冻耳朵”此种习俗。以后人们称它为“饺子，也有的称它为“扁食”和“烫面饺”，人们还纷纷传说吃了冬至的饺子不冻人。 冬至传说之二 冬至吃狗肉的习俗据说是从汉代开始的。相传，汉高祖刘邦在冬至这一天吃了樊煮的狗肉，觉得味道特别鲜美，赞不绝口。从此在民间形成了冬至吃狗肉的习俗。现在的人们纷纷在冬至这一天，吃狗肉、羊肉以及各种滋补食品，以求来年有一个好兆头。 冬至传说之三 在江南水乡，有冬至之夜全家欢聚一堂共吃赤豆糯米饭的习俗。相传，有一位叫共工氏的人，他的儿子不成才，作恶多端，死于冬至这一天，死后变成疫鬼，继续残害百姓。
时区、区时、地方时和太阳高度角计算
时区、区时、地方时、太阳高度角计算方法相对于传统方法要求对东西方向进行判断再利用东加西减的口诀，本方法可以减少因为学生不能准确判断东西，不能记住时区分布图所造成的解题错误，也能利用类似的思想解决地方时和太阳高度角的问题。以下将举例说明如何解决时区、区时、地方时和太阳高度角的计算： 一、时区的计算方法 要求地点的时区=该地点的经度÷15°，所得的结果四舍五入保留整数为所在的时区；判断是东时区还是西时区根据地点的经度位置确定，即东经为东时区，西经为西时区（当计算的结果为0除外，当为0时，表示中时区）。 例1：分别求以下各个地点所在的时区： （1）东经116° （2）（6°W，35°N） （3）（175°W，35°N） （4）（65°E，20°S） 解： （1）116°÷15°=…≈8（四舍五入保留整数），即该地所处为东八区
（2）6°÷15°=≈0，即该地所处为中时区 （3）175°÷15°=…≈12，即该地所处为西十二区 （4）65°÷15°=…≈4，即该地所处为东四区 二、区时的计算 要计算的区时=已知区时-(已知区时的时区-要计算区时的时区)，(注:东时区为正，西时区为负，中时区代入数值0)。 例1:已知北京(东八区)时间为5月1日12:00，求东京(东九区) 的区时 解：东京时间=12:00-(8-9)=13:00(即东京时间为5月1日13:00)。例2:已知北京时间为5月1日12:00，求伦敦(中时区)的区时 解：伦敦时间=12:00-(8-0)=4:00(即伦敦时间为5月1日4:00)。 例3:已知北京时间为5月1日12:00，求纽约(西五区)的区时 解：纽约时间=12:00-[8-(-5)]=-1:00+24:00-1天=23:00(即纽约时间为4月30日的23:00)。(注:当算出的区时为负数时，应加上24:00，日期减一天，即从5月1日变为4月30日)。 例4:已知纽约时间为5月1日12:00，求东京的区时 解：东京时间=12:00-[(-5)-9]=26:00-24:00+1天=2:00)即东京时间为5 月2日2:00)。(注:当算出的区时大于或等于24:00时，应减去24:00，日期加一天，即从5月1日变为5月2日)。
太阳高度角的计算
太阳高度角的计算---用于建筑设计计算日照时间 一、太阳高度角hs求算公式 Sinhs=sinδsinφ+cosδcosφcosω (1) 式中δ为太阳赤纬，表示太阳光线与地球赤道面的夹角，一年四季每天都在变动着，冬至日δ=－23°27′，春分日和秋分日δ=0°，夏至日δ=23°27′； φ为测点纬度，如北京φ=39°48′、西安φ=34°18′、φ=31°10′、杭州φ=30°19′、临海φ=28°51′、福州φ=26°05′、台北φ=25°20′、广州φ=23°08′； ω为太阳时角，以当地正午为0°，上午为负，每小时－15°，下午为正，每小时+15°，ω在赤道面上每小时变化为=15°，ω所表示的是真太阳时，与时钟不同。现举例计算于下： 1．求北纬30°地方冬至日正午时刻和下午1时、2时（均指地方时）的太阳高度角。 ①正午时刻太阳时角为0°，即ω=0° 将δ=－23°27′、φ=30°、ω=0°代入（1）式 得Sinh正午=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos0° =－0.3979×0.5+0.9175×0.8660×1 =－0.19895+0.79456=0.5956 h正午=36°33′（查正弦数学用表所得，下同） 则北纬30°地方冬至日正午时刻的太阳高度角为36°33′； ②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°，即ω=15° 得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos15°
=－0.19895+0.79456×0.9659 =－0.19895+0.7675=0.5685 h下午1时=34°39′ 则北纬30°地方冬至日上午11时和下午1时（均指地方时，下同）的太阳高度角为34°39′； ③下午2时(上午10时与此高度角同),太阳时角为30°，即ω=30° 得Sinh下午2时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos30° =－0.19895+0.79456×0.8660 =－0.19895+0.6881=0.4892 h下午2时=29°17′ 则北纬30°地方冬至日上午10时和下午2时的太阳高度角为29°17′； 2．求浙江临海市冬至日正午和下午1时、2时（均指地方时）的太阳高度角。临海城关位在北纬28°51′，即φ=28°51′ ①正午时刻太阳时角ω=0° 将δ=－23°27′、φ=28°51′、ω=0°代入（1）式 得Sinh正午=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos0°=－0.3979×0.4826+0.9175×0.8755×1=－0.1920+0.8033=0.6113 h正午=37°41′ 则临海冬至日正午时刻的太阳高度角为37°41′； ②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°，即ω=15° 得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos15°=－0.1920+0.8033×0.9659=－0.1920+0.7759=0.5839
太阳高度角计算
根据日期、时间和当地经纬度计算太阳天顶角和方位角的原理 2012-07-16 11:25:57| 分类：精华文章(转) | 标签：太阳天顶角方位角太阳赤纬平均太阳时太阳方位角|字号大中小订阅 转载中国气象科学研究院王炳忠研究员编写的《太阳辐射计算讲座》。 在开展野外试验的时候，经常需要知道当时的太阳天顶角和方位角，比如测量地物反射率时，需要知道太阳天顶角，来选择恰当的灰板反射率曲线。进行地物BRDF测量时，更需要知道太阳天顶角。 太阳天顶角和方位角可以通过经纬仪实地测量得到，但是经纬仪携带不便。只要知道当地经纬度和时间，就可以根据下文的原理，计算得到当时当地的太阳天顶角和方位角。 1日地距离 地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆两焦点中的一个。发自太阳到达地球表面的辐射能量与日地间距离的平方成反比，因此，一个准确的日地距离值R就变得十分重要了。日地平均距离R0，又称天文单位， 1天文单位=1.496×108km 或者，更准确地讲等于149597890±500km。日地距离的最小值（或称近日点）为0.983天文单位，其日期大约在1月3日；而其最大值（或称远日点）为1.017天文单位，日期大约在7月4日。地球处于日地平均距离的日期为4月4日和10月5日。 由于日地距离对于任何一年的任何一天都是精确已知的，所以这个距离可用一个数学表达式表述。为了避免日地距离用具体长度计量单位表示过于冗长，一般均以其与日地平均距离比值的平方表示，即ER=（r／r0）2，也有的表达式用的是其倒数，即r0／r，这并无实质区别，只是在使用时，需要注意，不可混淆。 我们得到的数学表达式为 ER=1.000423＋0.032359sinθ＋0.000086sin2θ－0.008349cosθ＋0.000115cos2θ（1） 式中θ称日角，即 θ=2πt／365.2422 （2） 这里t又由两部分组成，即 t=N－N0 （3） 式中N为积日，所谓积日，就是日期在年内的顺序号，例如，1月1日其积日为1，平年12月31日的积日为365，闰年则为366，等等。 N0=79.6764＋0.2422×（年份－1985）
太阳跟踪系统方位角和高度角的计算
1 如何计算太阳的方位角? 在太阳能利用工作中，太阳辐射计算十分重要。为了帮助读者掌握太阳辐射计算方法，我们请长期从事太阳辐射研究工作的中国气象科学研究院王炳忠研究员编写了《太阳辐射计算讲座》，供大家学习、参考。 1 日地距离 地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆两焦点中的一个。发自太阳到达地球表面的辐射能量与日地间距离的平方成反比，因此，一个准确的日地距离值R就变得十分重要了。日地平均距离R0，又称天文单位， 1天文单位=1.496×108km 或者，更准确地讲等于149597890±500km。日地距离的最小值（或称近日点）为0.983天文单位，其日期大约在1月3日；而其最大值（或称远日点）为1.017天文单位，日期大约在7月4日。地球处于日地平均距离的日期为4月4日和10月5日。 由于日地距离对于任何一年的任何一天都是精确已知的，所以这个距离可用一个数学表达式表述。为了避免日地距离用具体长度计量单位表示过于冗长，一般均以其与日地平均距离比值的平方表示，即ER=（r／r 0）2，也有的表达式用的是其倒数，即r0／r，这并无实质区别，只是在使用时，需要注意，不可混淆。 我们得到的数学表达式为 ER=1.000423＋0.032359sinθ＋0.000086sin2θ－0.008349cosθ＋0.000115cos2θ（1） 式中θ称日角，即 θ=2πt／365.2422 （2） 这里t又由两部分组成，即 t=N－N0 （3） 式中N为积日，所谓积日，就是日期在年内的顺序号，例如，1月1日其积日为1，平年12月31日的积日为365，闰年则为366，等等。 N0=79.6764＋0.2422×（年份－1985） －INT〔（年份－1985）／4〕 （4）
正午太阳高度角计算公式的解释
正午太阳高度角计算公式的解释、引申及应用 正午太阳高度角计算公式是用来计算在某时、某地正午时太阳高度的公式。在高三地理复习中，此类问题经常出现，首先要能够理解该公式，知其然。能知道该公式的来源，知其所以然，那么相关问题的解答就会很简单。 一、解释 正午太阳高度角计算公式，既H=90o-|当地纬度±直射点纬度|，H代表当地正午太阳高度，当地纬度指所要求某地的纬度，直射点纬度是指此时直射点所在的纬度，如果当地纬度与直射点纬度在同一半球用减号，若在不同半球用加号，然后取绝对值。公式中有三个变量：H、当地纬度、直射点纬度，知道三者其中的两个，求第三个变量。三个变量中H一般通过物体高度和物体影子长短间接告诉或者直接告诉；当地纬度通过经纬线图告诉；直射点纬度通过日期、极昼极夜范围或者晨昏线与经线的夹角间接告诉。 二、引申 公式： H=90o-|当地纬度±直射点纬度| 变形得： 90o-H=|当地纬度±直射点纬度| 公式的含义变为：某地正午太阳高度（H）与直射点正午太阳高度（90o）的差值等于某地与直射点在同一经线上的纬度距离。90o对应直射点纬度上的正午太阳高度，H对应当地纬度上的正午太阳高度，90o和H均为正午太阳高度，因而当地与直射点在同一经线上。那么正午太阳高度或者纬度的计算就比较简单，可以口算得出。 例： 读右图，外圈为晨昏圈，中心点O为太阳直射点，N为北极点。A点地理坐标为（66o34′N，0o），O点地理坐标为： A、0o，180o B、0o，0o C、23o 26′N，180o D、23o 26′N，0o 已知A在晨昏线上，那么A地太阳高度为0 o，地理纬度为66o34′N；O地太阳高度为90 o，求地理纬度。太阳高度差值为90 o，那么地理纬度距离也为90 o，A地地理纬度为66o34′N，N地为北极点，所以O地地理纬度为23 o 26′N。 进一步引申：90o与H均为正午太阳高度，则当地与直射点此时均为正午，那么当地与直射点就在同一经线上，在同一经线上既在同一大圆上，那公式的含义又变为：某地太阳高度（不是正午太阳高度）与直射点太阳高度（为90o）的差值等于某地与直射点所在大圆上的弧度距离。 如图： 由数学方法得：∠c=∠a-∠b 三、应用 读“某日太阳视运动图”（下图），当太阳位于A点时，北京时间为6时。回答下列问题：
正午太阳高度角的计算
正午太阳高度角公式的延展及应用 正午太阳高度角计算公式是高中地理教学中唯一的数学计算公式，属于课标“分析地球运动的地理意义”的内容范畴，因而是高中地理教学中重要的核心主干知识。但是，这个高中地理教学中唯一的数学计算公式却给广大考生带来了不少困扰。H=90°—|地理纬度±直射点纬度|，地理纬度和直射点纬度位于同一半球时相减，地理纬度和直射点纬度位于不同半球时相加，就在这一点上，不少的同学经常记错；另有不少同学记住了公式，却往往是运用机械、生搬硬套公式。究其原因，是不理解正午太阳高度角的计算公式的实质。 一、正午太阳高度角计算公式的实质 正午太阳高度角计算公式的得出，是运用了数学图解法，推导过程如下。 由图1和图2推出：H=90°—|φ±δ|（φ、δ位于同一半球相减，位于不同半球相加），该公式可以简单的表述成：H=90°—两地相差的纬度，这样的表述显然较前者更加容易被记忆。如果去掉图1和图2中的赤道、经线和南北极，变化后的两图如下。
经过变化得到的图3和图4中的“圆”，可以理解为任意地球大圆，则某地的太阳高度角就可以表述成：H=90°—α或者β（即某地所在地球半径与太阳直射光线的夹角）。经过这样的延伸拓展，H不仅可以理解成特殊的正午太阳高度角，而且可以理解为普通的太阳高度角。 二、太阳高度角计算公式的应用 1．计算某极昼纬度的午夜太阳高度角 高三地理复习中，由于部分学生对太阳高度角的计算公式理解狭隘，把公式中的“H”局限理解为正午太阳高度，因而对于极昼地区午夜太阳高度的计算往往束手无策，而某些学生又死记公式：直射点纬度×2=（正午的太阳高度+午夜的太阳高度），而这种不加理解的记忆容易遗忘。其实，只要真正理解了太阳高度计算公式的实质，某极昼纬度的午夜太阳高度求算就迎刃而解。