日影变化与应用
日影变化与应用
日影变化与应用问题是学生学习的一个难点，下面就日影变化与应用谈点自己的教学看法，供各位同行参考。
一、日影变化（一）日影的长短变化一天中，日影长短与当日太阳高度变化有关。
1.极昼范围外，日出、日落时，太阳高度为零，太阳光线与地平面平行，日影最长，趋向于无限长；正午时，太阳高度达一天中最大值，日影最短。
2.极昼范围内，午夜时其太阳高度最小，日影最长；正午时，太阳高度最大，日影最短。
由此可见，除极点外，一日各地日影长度的变化，从日出→正午→日落由最长→逐渐缩短→最短→逐渐变长→最长。
极昼的极点上，由于太阳高度没有明显变化，所以，日影长度也没有明显变化。
一年中，各地日影长度会随季节变化而变化，尤其体现在正午的日影长短上，它与当地的正午太阳高度有直接关系。
正午太阳高度越大，日影越短；反之，则日影越长。
当太阳直射某地时，该地正午日影最短，为一圆点；在直射点以南、以北地区，正午时日影将随正午太阳高度缩小而逐渐变长；在刚出现极夜的纬线上，正午太阳高度为零，可把其正午日影视为无限长。
当太阳直射北回归线时，北回归线及其以北各地正午日影达全年最小值，南半球各地正午日影达全年最大值；当太阳直射南回归线时，南回归线及其以南各地正午日影达全年最小值，北半球各地正午日影达全年最大值。
（二）日影的朝向变化日影的朝向总与太阳光线的入射方向呈相反方向。
一年中，太阳直射点在南北回归线之间来回移动，全球各地日出、日落时的太阳光线入射方向、角度会发生明显的变化。
其日出、日落时在地平线上的方位角a与太阳直射纬度δ和当地纬度Φ相关，具体计算可用公式cosa＝－sinδ/cosΦ。
当太阳直射赤道（春、秋分日）时，全球各地日出正东，日影向西，日落正西，日影向东；正午时，赤道以北日影向北，赤道以南日影向南，赤道上为一圆点。
其日影变化如图1所示。
NESW WSEN北半球某地南半球某地图1春秋分日，南北半球日影变化从图中可以看出，赤道以北日影呈顺时针转动，赤道以南日影呈逆时针转动。
一天中日影方向变化的判读
·
解析 ①该日太阳直射北半球，海口日出、日落方位分别是东北、西北；该日太阳直射北回归线，海口位于北回归线以南，所以正午时太阳位于正北方向。
把太阳的位置标示在方位坐标上，如图１所示。
②用箭头绘制日出、正午、日落时日影的方向与长短，注意正午日影是一天
中最短的。
③用曲线把日影末端连接起来。
如图２可知，日影方向变化是西南—正
南—东南。
例２ １２月２２日，南非开普敦（３４°Ｓ）一天中旗杆日影方向如何变化？
解析 ①该日开普敦日出、日落方位分别是东南、西南；该日太阳直射南回归线，开普敦位于南回归线以南，所以正午时太阳位于正北方向。
②用箭头标出日出、正午、日落时日影的方向，注意正午日影是一天中最
短的。
③用曲线把日影末端连接起来。
如图３可知，该日开普敦日影变化方向是
西北—正南—东北。
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高考地理第一轮总复习(8)日影规律及应用(教师版)
高考地理第一轮总复习（教师专用）专题8 日影规律及应用【学习目标】1．理解日影的形成原因。
2．掌握日影的方向、长短及其时空变化规律。
3．运用日影规律解决实际问题。
【重点和难点】1．日影的方向、长短及其时空变化规律。
2．运用日影规律解决实际问题。
【知识结构和课前预读】——独立思考，课前填写，落实基础一、日影的形成1. 日影的概念物体的日影是太阳光线被阻挡后在物体另一侧形成的较阴暗区域。
2. 日影的形成条件与原因1）形成条件：阳光较强烈（阴天的日影不明显或消失），物体不透明。
2）形成原因：阳光的直线传播。
3. 日影的意义日影问题是“地球的运动”中“太阳高度角”知识的延伸及其在自然界中的直观表现。
由于太阳高度角和太阳入射光线方向的变化，导致物体日影的长短和方向随时间和地域而变化，因此，日影的方向、长短及其变化能反映太阳的方位、太阳高度的大小和变化以及太阳直射点的运动规律。
二、日影规律1．日影的方向1）一般地，日影出现的方向与太阳光线方向（即太阳方位）相反。
【注】极点的日影在任何时刻都朝南或北。
在北极，日影也永远朝南；南极则相反。
两极日影与阳光方向相反（如太阳光线在180°经线上，则影子在0°经线上）。
2）正午时的日影方向取决于直射点的位置。
在直射点以南的地区正午日影朝南，在直射点以北的地区正午日影朝北，在直射点上无日影。
3）一般地，上午的日影在西面（正西、西北或西南），下午的日影在东面（正东、东北或东南）。
【注】某地位于直射点的什么方向，其日影就朝向什么方向，且离直射点越近，其日影越短。
2．日影的长短如图所示，AB 为一高为H 的直杆，正午阳光AC 在地面上形成了长为L 的日影BC ，则影长L ＝H ctg α或L ＝H tg β（β＝90°－α）。
日影的长短与太阳高度呈反相关。
太阳高度越小，日影越长；太阳高度越大，日影越LB AC H αβ短；直射时无日影。
日影的变化规律
日影的变化规律
日影是指太阳光线照射到地球上形成的影子。
随着太阳的位置和时间的变化，日影也会发生变化。
下面我们来了解一下日影的变化规律。
日影的长度和方向会随着太阳的高度角和方位角的变化而变化。
太阳高度角是指太阳在天空中的高度，方位角是指太阳在地平面上的方向。
当太阳高度角较低时，日影会变长，方向也会变得斜向地面。
当太阳高度角较高时，日影会变短，方向也会变得更加垂直于地面。
日影的长度和方向还会受到地球自转的影响。
由于地球自转的速度是恒定的，所以在一天中不同时间的日影长度和方向也会有所不同。
在正午时分，太阳在天空中的高度角最高，此时日影最短，方向也最垂直于地面。
而在早晨和傍晚时分，太阳在天空中的高度角较低，日影会变长，方向也会变得斜向地面。
日影的变化还会受到季节的影响。
由于地球公转的轨道是椭圆形的，所以在不同季节，地球与太阳的距离也会有所不同。
在冬季，地球与太阳的距离较远，太阳高度角较低，日影会变长，方向也会变得斜向地面。
而在夏季，地球与太阳的距离较近，太阳高度角较高，日影会变短，方向也会变得更加垂直于地面。
日影的变化规律是由太阳的高度角和方位角、地球自转和季节等多种因素共同影响的。
我们可以通过观察日影的变化来了解太阳的位
置和时间，也可以利用日影来进行日晷的制作和使用。
高考地理必备知识点：日影长短变化
高考地理必备知识点：日影长短变化
小编给各位考生整理了高考地理必备知识点：日影长短变化，希望对大家有所帮助。
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(一)变化规律
1、一天中，日出、日落时的日影最长，正午时的日影最短。
2、一年中，6月22日南半球有白昼期的地区正午日影达全年最长，北回归线及其以北
地区达全年最短。
12月2日北半球有白昼期的地区正午日影达全年最长，南回归线及其以南地区达全年最短。
回归线之间的地区，太阳直射时，正午日影缩为零(或正午日影与物体重合)，达全年最短。
(二)应用意义
(1)6月22日正午日影达全年最长，该地在南半球，为冬季;达全年最短，该地在北回归线及其以北地区，为夏季。
(2)12月22日正午日影达全年最长，该地在北半球，为冬季;达全年最短，该地在南回归线及其以南地区，为夏季。
(3)非二至日正午日影为零(或日影与物体重合)，该地在南北回归线之间，太阳直射该地。
(4)正午日影达全年最长，则该地处于冬季，且该日为该地所在半球的冬至节气，正午日影达全年最短(不为零)，则该地处于夏季，且该日为该地所在半球的夏至节气。
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日影的变化规律
日影的变化规律
《日影的变化规律》
一、日影的基本概念
日影，又称太阳阴影，是由地球上的物体（人、植物、物体等）阻挡太阳光线形成的影子。
日影变化是指地球气候变化，季节变化、日夜变化等等，都影响日影的变化。
二、日影的形状
日影的形状受日夜变化的影响，一般来说，日影上午呈现线形，下午呈现伞形。
而白昼时，则呈现不同长度的阴影。
夜晚则无日影。
三、日影的变化规律
1.日影受太阳位置的变化而变化，随着一天的过去，太阳自西向东移动，太阳位置的变化就会导致日影向东移动。
2.随着太阳高度的变化，日影也会随之变化，当太阳高度增高时，日影也会变长，反之日影会变短。
3.随着季节的变化，日影也会发生变化，当春季到来时，气温升高太阳高度增高，日影变长；当秋季到来时，气温减低，太阳高度下降，日影变短。
四、日影的应用
1.研究地形：日影可以用来测量地形，日影的变化可以反映出地形的变化，如山峦变高，日影会变长；山峦变低，日影会变短。
2.测量高度：测量高度也是用日影来进行的，在一定高度，日
影的变化可以推算出测量的高度。
3.测定方位：通过日影也可以知道方位，即太阳的走向，只要观测日影的变化，就可以知道太阳的位置和方向。
一日中太阳高度角和日影的变化规律
一日中太阳高度角和日影的变化规律一、概述太阳是地球上最重要的能源来源之一，其高度角的变化对人类的生活和自然界的规律都有着深远的影响。
本文将从太阳高度角和日影的变化规律出发，分析其对气候、能源利用以及生物生长等方面的影响，旨在帮助读者深入理解太阳活动的规律并加深对其重要性的认识。
二、太阳高度角的变化规律1. 一天中的太阳高度角变化太阳高度角指的是太阳光线与地面的夹角，在一天中会随着时间的变化而变化。
一般来说，太阳升起时的太阳高度角较低，而在正午时分太阳高度角最高。
随着时间的推移，太阳高度角逐渐降低，最终太阳落下时太阳高度角再次降低为0。
2. 一年中的太阳高度角变化除了一天中的变化外，太阳高度角还会随着季节的变化而变化。
在夏至时太阳高度角最高，在冬至时太阳高度角最低。
而在春分和秋分时，太阳高度角大约是在两者之间的中间值。
这种季节性变化会影响地球上的气候和植被生长。
三、日影的变化规律1. 一天中的日影变化太阳的高度角变化会直接影响到地面上物体的投影，形成日影。
在太阳升起时，物体的影子会较长，而在正午时物体的影子最短。
随着太阳高度角的降低，物体的影子逐渐变长，直至太阳落下时物体的影子再次变长。
2. 一年中的日影变化随着季节的变化，日影的长度也会发生变化。
在夏季，由于太阳高度角较高，物体的日影相对较短；而在冬季，太阳高度角较低，物体的日影相对较长。
这种季节性变化也会影响到建筑物和园林的设计布局。
四、太阳高度角和日影的影响1. 对气候的影响太阳高度角的变化是地球气候季节变化的重要原因之一。
不同的太阳高度角会带来不同的辐射强度，影响到地表的温度和气候。
太阳高度角的变化也直接影响到日照的时长，从而影响到植被生长和动物活动。
2. 对能源利用的影响太阳能是一种清洁、可再生的能源，其利用受到太阳高度角和日影的影响。
利用太阳能发电和热利用，需要充分考虑太阳高度角和日影的变化规律，合理安排设备的布局和调整太阳能设备的倾斜角度，以提高能源利用效率。
日影
13．图示季节下列说法正确的是：（ A.黑龙江河水封冻 C.北印度洋海区海水向西流
B.北极点上太阳高度逐渐增大 D.夏威夷高压势力强盛
11．该地一年中有两次出现立杆无影的奇观，其中一次 发生在6月8日前后，另一次发生的时间为 A．4月4日前后 C．7月5日前后 B．6月22日前后 D．9月9日前后
图1-20为某地某日某时段内的杆影轨迹示意图，O为立杆处， 虚线为杆影，曲线为杆影端点轨迹。据此回答12--13题。
图1-20
12．①----④四个杆影中最接近日落时段的 A.① B.② C.③ D.④ ）
0°
23°26′S
⑥0°~23°26′S：以直射 当地作为分界线，影子始 而朝南，始而朝北，但 朝北时间多于朝南时间。 ⑦23°26′S~66°34′S之 间：始终有影子且朝南。 ⑧66°34′S~90°S：有 影子则朝南（除极夜期间 无日影）。 ⑨90°S：有影子则朝北
那么南北回归线上如何变化呢？
A .21.5°N
B .21.5°S
C．45°N
D .45°S
日影的长短与太阳高度成反比，太阳高度 越大，日影越短，反之则越长。如果直射 ，则日影的长度为零（即无日影）。与物 体高度成正比。
某学校地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度 ，竿长2米。右图是该小组绘制的连续一年多的等影长度变化图。据此回答 6～ 7。
6．右图是该小组绘制的连续一年多的等影长度变化图。图中 反映6月22日竿影长度的点是 A B ② C ③ D ④ A① 7．该学校大约位于
A .21.5°N
B .21.5°S
C．45°N
D .45°S
12月22日，我国某中学地理小组进行太阳高度角和当地经纬度观 测，操作方法是：在操场上选择一点A 处，垂直立一个竹杆（杆 长2 米），画一个半径为2米的圆圈，将观测到的杆端点在地面 所投影的变化记录在操场平地上。据此回答10～11题。
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日影变化与应用问题是学生学习的一个难点，下面就日影变化与应用谈点自己的教学看法，供各位同行参考。
一、日影变化
（一）日影的长短变化
一天中，日影长短与当日太阳高度变化有关。
1.极昼范围外，日出、日落时，太阳高度为零，太阳光线与地平面平行，日影最长，趋向于无限长；正午时，太阳高度达一天中最大值，日影最短。
2.极昼范围内，午夜时其太阳高度最小，日影最长；正午时，太阳高度最大，日影最短。
由此可见，除极点外，一日各地日影长度的变化，从日出→正午→日落由最长→逐渐缩短→最短→逐渐变长→最长。
极昼的极点上，由于太阳高度没有明显变化，所以，日影长度也没有明显变化。
一年中，各地日影长度会随季节变化而变化，尤其体现在正午的日影长短上，它与当地的正午太阳高度有直接关系。
正午太阳高度越大，日影越短；反之，则日影越长。
当太阳直射某地时，该地正午日影最短，为一圆点；在直射点以南、以北地区，正午时日影将随正午太阳高度缩小而逐渐变长；在刚出现极夜的纬线上，正午太阳高度为零，可把其正午日影视为无限长。
当太阳直射北回归线时，北回归线及其以北各地正午日影达全年最小值，南半球各地正午日影达全年最大值；当太阳直射南回归线时，南回归线及其以南各地正午日影达全年最小值，北半球各地正午日影达全年最大值。
（二）日影的朝向变化
日影的朝向总与太阳光线的入射方向呈相反方向。
一年中，太阳直射点在南北回归线之间来回移动，全球各地日出、日落时的太阳光线入射方向、角度会发生明显的变化。
其日出、日落时在地平线上的方位角a与太阳直射纬度δ和当地纬度Φ相关，具体计算可用公式cosa＝－sinδ/cosΦ。
当太阳直射赤道（春、秋分日）时，全球各地日出正东，日影向西，日落正西，日影向东；正午时，赤道以北日影向北，赤道以南日影向南，赤道上为一圆点。
其日影变化如图1所示。
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北半球某地南半球某地图1春秋分日，南北半球日影变化
从图中可以看出，赤道以北日影呈顺时针转动，赤道以南日影呈逆时针转动。
赤道上日影先向西而后沿纬线渐短，正午时为一圆点，再沿纬线向东渐长。
当太阳直射北半球时，全球大部分地区日出东北，日影向西南，日落西北，日影向东南；正午时，直射点以北日影朝北，直射点以南日影朝南，直射点上日影为一圆点。
如图2所示。
直射点以北某地直射点所在纬线某地直射点以南某地
图2太阳直射北半球时日影变化
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从图中可以看出，直射点及其以北地区日影变化呈顺时针方向，直射点以南地区日影变化呈逆时针方向。
注意：北半球出现极昼的地方（北极点除外），一日太阳高度最小时，太阳处于其正北方，日影朝正南，正午时，太阳处正南方，日影朝正北，日影变化仍呈顺时针方向。
如图3所示。
图3太阳直射北半球时出现
极昼的地区日影变化
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北极点上由于既无自转线速度也无自转角速度，一日内太阳总在其南方，且太阳高度基本保持不变，所以，日影总是指向南方，且无长度和角度变化。
当太阳直射南半球时，全球大部分地区日出东南，日影朝向西北，日落西南，日影朝向东北；正午时，直射点以北日影朝北，直射点以南日影朝南，直射点上日影为一圆点。
如图4所示。
直射点以北某地直射点所在纬线某地直射点以南某地
图4太阳直射南半球时日影变化
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从图中可以看出，直射点及其以南地区日影变化呈逆时针方向，直射点以北地区日影变化呈顺时针方向。
而南半球出现极昼的地区（南极点除外），一日太阳高度最小时，太阳处在其正南方，日影朝正北，正午时，太阳处在正北方，日影朝正南。
日影变化仍是逆时针方向，如图5所示。
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图5太阳直射南半球时出现
极昼的地区日影的变化
南极点上由于既无自转线速度也无自转角速度，一日内太阳总在其北侧且太阳高度基本保持不变，日影总指向北方，且无长
日影变化与应用
文/张修为
度和角度的变化。
二、日影变化的应用
（一）据日影变化确定太阳直射点位置
1．据长度变化确定太阳直射点位置
例1．某日某地（120°E，28°N）附近地区的日影在正午时达全年最小值，则该地区可见景象最有可能是（）A．河流正值枯水期B．小麦正值生长旺季
C．近几日阴雨绵绵D．稻田里春耕繁忙
解析：正午日影达全年最小值，则该日为夏至日（6月22日）；当地位于长江中下游地区，在6月为梅雨季节。
所以，正确答案为C。
2．据角度变化确定太阳直射点位置
例2．某日20°N纬线上一竖直标杆在日出时日影朝西南，日落时日影朝东南，且其日影由日出到日落呈逆时针方向旋转，则该日太阳直射点的纬度范围是（）
A.20°N以北～23°26′N
B.0°纬线上
C.0°～20°N以南
D.23°26′S～20°N
解析：由日出、日落日影可推断太阳直射北半球。
由日出到日落，在直射点及其以北地区其日影角度呈顺时针方向旋转，直射点以南地区日影角度呈逆时针方向旋转，日影总在其南侧。
所以，可推断20°N位于太阳直射点以南，太阳直射点位于20°N以北至23°26′N。
该题正确答案为A。
从本题可知，20°N的昼长应大于12小时，但其日影的旋转角度是少于180°的。
这是因为太阳在赤纬圈每小时转15°并不等同于在地平圈上运行15°，也就是说，太阳在地平圈上的方位角变化是不均匀的。
所以，不能根据标杆日影的旋转角度来计算昼长。
某地昼长的计算与太阳直射纬度δ和当地地理纬度Φ（夏半年为正值，冬半年为负值）相关，计算公式为：D=2
15
arccos（-tanδ·tanφ）（二）据日影变化确定该地的地理位置
1．据日影长度变化确定该地的地理位置
例3．不同纬度①②③④四地竖直标杆正午影长的周年变化范围，如图6所示，分析回答：
（1）图中四地位于高纬地区的是
（2）四地中肯定位于南半球的有，可能位于南半球的有，则其纬度为南纬。
①
②③
④
图6
解析：图中①地正午日影有时缩为一点，表明能被太阳直射，且当太阳直射南回归线时其正午日影长于太阳直射北回归线时，所以，该点应位于北半球热带地区；②地正午日影有时缩小为一点，能被太阳直射，其余时间正午日影总指向南方，该地位于南回归线上；③地正午日影有时缩为一点，能被太阳直射，其余时间正午日影总指向北方，该地位于北回归线上；④地一年中正午日影较长，且总指向北方，为北半球中高纬地区或南极点上。
答案：（1）④（2）②④90°
2．根据日影的角度变化确定地理位置．
例4．40°N纬线上A、B两地在同一时间日影的指向如图7所示，则可知A点位于B点方。
A
北
B
北
图7
解析：地球自西向东旋转，太阳东升西落造成除极点外各处的日影也总是由西向东旋转（春秋分日赤道上只出现日影长度变化）。
显然，A点日影向正北是正午时日影，而B点日影向东北是正午过后时的日影，从地方时讲B点时间比A点早，同纬度上只有东西方向，所以，A点位于B点正西。
三、同一时刻、不同地域的日影
（一）一般规律
地球表面上垂直于地面的物体，位于直射点的什么方向，其影子就朝什么方向，且离直射点越近，其物体日影就越短。
（适于物体所在经度与直射点所在经度相差约不到90°）。
图8中太阳直射点在A点，B在A的东北则其日影朝东北，C点在东南其日影朝东南，B距A点远于C点，所以，同高度物体的影子比C长。
（二）特殊情况
当该地所在的经度与直射点所在的经度差大于90°时（该地所在半球为夏半年），就得具体分析。
图8中D地位于直射点A点的东北，但其日影朝东南（注意与规律1相比只是南北向发生了变化）。
也可以结合当地太阳的周日视运动来分析，此刻太阳在D 地的西北天空，如图9。
A
B
C
D
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N
W
E
S
图8图9
（作者单位辽宁省普兰店市第二中学地理组
）。