正午太阳高度角及昼夜长短的变化
昼夜长短与正午太阳高度变化规律(自己整理)
12月22日
冬至日
南回归线
(23°26′S)
北半球各地昼最短，夜最短，北极地区出现极夜范围最大（整个北极圈），南半球反之。
南回归线上正午太阳高度角90°，由南回归线分别向南、北递减。
12月22日
至次年3月21日（冬至日到次年春分日）
太阳直射点在南半球，且向北移动。
以太阳直射的经线正午太阳高度为90°，分别向南、北递减。
6月22日
夏至日
北回归线
(23°26′N)
北半球各地昼最长，夜最短，北极地区出现极昼范围最大，南半球反之。
北回归线上正午太阳高度角90°，由北回归线分别向南、北递减。
6月22日
至9月23日（夏至日到秋分日）
太阳直射点在北半球，向南移动。
北半球开始昼变短、夜变长（白昼大于夜晚），北极附近出现的极昼范围开始变小，南半球反之。
北半球昼开始变长，夜开始变短（白昼时间小于夜晚时间），北极地区极夜范围开始缩小，南半球反之。
以太阳直射的经线正午太阳高度为90°，分别向南、北递减。
日期
太阳直射点
的位置
昼夜长短变化
正午太阳高度变化
3月21日
春分日
赤道
全球昼夜等长
赤道90°，由赤道向两极逐渐递减，至两极点为0°。
3月21日至6月22日（春分日到夏至日）
太阳直射点
在北半球，
向北方向移动。
北半球昼开始变长，夜开始变短（白昼时间大于夜晚时间），北极地区出现极昼的范围开始变大，南半球反之。
以太阳直射的经线正午太阳高度为90°，分别向南、北递减。
9月23日
秋分日
太阳直射在赤道。
全球昼夜等长。
赤道90°，由赤道向两极逐渐递减，至两极点为0°。
昼夜长短和正午太阳高度的变化四季更替和五带
昼夜长短和正午太阳高度的变化四季更替和五带昼夜长短和正午太阳高度的变化：四季更替和五带随着地球的自转和公转，人们所处的地方会经历昼夜交替和四季更迭。
昼夜长短以及正午太阳的高度都受到地球自转轴倾斜度和纬度的影响，而这些因素又与五带分布有关。
一、昼夜长短的变化地球自转使得阳光在地球表面呈现出日出和日落的现象，这就导致了昼夜的交替。
然而，昼夜的长短却因地理位置和季节的变化而有所不同。
在南北纬0度的赤道地区，由于地球自转轴倾斜度，昼夜持续时间基本上相等，每天大约为12小时。
随着纬度的增加，昼夜的长短会有所变化。
在北半球夏季，北纬30度的地方昼夜时间比例是11小时至13小时，而到了冬季则变为10小时至14小时。
同样地，在南半球的情况也类似，但是由于大部分水面被南极洲覆盖，所以在南纬30度附近的地方，昼夜的长短相对要比北半球的同纬度地区要稳定一些。
二、正午太阳的高度变化正午太阳的高度也是随着纬度和季节的变化而有所差异。
当太阳在天顶正上方时，我们称之为太阳高度角为90度，在此情况下，太阳光照射到地面的能量最为强烈。
在赤道地区，太阳每年两次（春分和秋分）会在天顶正上方，太阳高度角为90度。
而到了北纬30度和南纬30度的地方，由于地球自转轴倾斜度的影响，太阳高度角最大值为60度。
这也意味着太阳光照射到地面的能量会有所减弱，导致温度相对较低。
在北极圈和南极圈的地区，当地某些时期太阳甚至无法升起，导致极夜的现象发生。
当太阳一度升起时，太阳高度角只能达到较低的数度，导致光照相对较弱。
三、四季更迭的影响除了地球自转轴倾斜度对昼夜长短和太阳高度的影响外，四季更替也是一个重要的因素。
由于地球公转轨道不是完全圆形，而是椭圆形，使得地球离太阳的距离会有所变化。
在南北半球的夏季，当某一个半球接近太阳时，正午太阳高度较高，昼夜时间较长。
而在另一个半球的冬季，距离太阳较远，正午太阳高度较低，昼夜时间较短。
四、昼夜长短及太阳高度对五带分布的影响昼夜长短和太阳高度的变化对五带分布产生了重要影响。
太阳直射点与昼夜变化、正午太阳高度角图
太阳直射点回归运动昼夜长短的变化正午太阳高度角的变化北半球南半球北半球南半球春分赤道全球昼夜平分由赤道向南北两侧递减（离直射点越远，正午太阳高度角越小）春分-夏至向北移动，在北半球昼长夜短，昼变长，夜变短昼短夜长，昼变短，夜变长北回归线及其以北，正午太阳高度角不断增大南半球正午太阳高度角不断变小夏至北回归线北半球白昼达到一年中最长，且纬度越高，白南半球黑夜达到一年中最长，且纬度越高，夜正午太阳高度角由北回归线向南北两侧递减，南半球正午太阳高度角达到一年中的昼越长，北极圈以北出现极昼现象越长，南极圈以南出现极夜现象北回归线及其以北正午太阳高度角达到一年中的最大值最小值夏至-秋分向南移动，在北半球昼长夜短，昼变短，夜变长昼短夜长，昼变长，夜变短北回归线及其以北，正午太阳高度角不断变小南半球正午太阳高度角不断增大秋分赤道全球昼夜平分由赤道向南北两侧递减（离直射点越远，正午太阳高度角越小）秋分-向南移动，在昼短夜长，昼长夜短，北半球正午南回归线冬至南半球昼变短，夜变长昼变长，夜变短太阳高度角不断变小及其以南，正午太阳高度角不断增大冬至南回归线北半球黑夜达到一年中最长，且纬度越高，夜越长，北极圈以北出现极夜现象南半球白昼达到一年中最长，且纬度越高，白昼越长，南极圈以南出现极昼现象北半球正午太阳高度角达到一年中的最小值正午太阳高度角由南回归线向南北两侧递减，南回归线及其以北正午太阳高度角达到一年中的最大值冬至-春分向北移动，在南半球昼短夜长，昼变长，夜变短昼长夜短，昼变短，夜变长北半球正午太阳高度角不断增大南回归线以南正午太阳高度角不断变小。
昼夜长短和太阳高度变化
(1)正午太阳高度纬度分布规律
90°
45°
0°
90°N 66°34´N
23°26´N 0°
23°26´S 66°34´S 90°´S
从太阳直射点所在的纬度向南北两侧递减
（2）正午太阳高度随季节分布规律
►夏至日 太阳直射北回归线，北回归线及其以北地
区正午太阳高度达到一年中最大值，南半球达 最小值。
正午太阳高度角(H)＝ 90°－ 所求地与直射点的纬度间隔
求襄阳（32°N）二分二至日的正午太阳高度 夏至日：直射点纬度为23°26°N， 夏至日：H=90° -（ 32° - 23°26´）= 81°26´ 冬至日：直射点纬度为23°26′S，
冬至日： H=90° -（ 32° + 23°26´）= 3二4°分3日4´：直射点纬度为0°，
夏至日：H=90° -（ 32° - 0°）= 58°
例、如图所示的日期，下列地点：北京（40°N），新
加坡（1°N），汕头（23°20’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
C
）
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
73°26N
26°34S
23°26N 赤道
纬度间隔 50 °
纬度间隔 50 °
图为某地住宅建筑冬夏至日正午日照示意图
1.该地可能是 A.刚果盆地 C.巴西高原
B.撒哈拉沙漠南缘 D.北美洲五大湖地区
【答案】D 【解析】根据某地住宅建 筑冬夏正午日照示意图中 正午太阳高度角相差 46°52′, 且太阳光全是从南方照射 进入房子，可以推出该地 位于北回归线到北极圈之 间的地区，结合选项只有 北美洲五大湖地区符合要 求。
昼夜长短与正午太阳高度角
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1.当黄赤交角为0°时： 只有温带
只有热带和寒带 2.当黄赤交角为45°时：
只有寒带 3.当黄赤交角为90°时：
例：如果黄赤交角缩小，则（ A ）
• • • • A.热带、寒带范围缩小，温带范围扩大 B.热带、寒带范围扩大，温带范围缩小 C.热带范围缩小，温带、寒带范围扩大 D.热带范围扩大，温带、寒带范围缩小
下表所列的是12月22日，甲乙丙丁四地 白昼时间，根据数据回答下列各题：
1.四地中属于南半球的是（ D A.甲地 B.乙地 C.丙地
）
D.丁地
2.四地所处纬度从高到低顺序排列的是（ B） A.甲乙丙丁B.甲乙丁丙C.丙丁乙甲D.丁丙乙甲
例：如图为某日部分地区昼夜示意图，阴影部分表示黑夜，其余部分表 示白昼，读图回答下列问题：甲地位于22.5°与 37.5°中间位置
37.5°22.5°
23.5°N
甲 乙
0° 23.5°S
1.按东西半球划分，图上阴影部分主要位 于 西 ，此时甲地地方时 6 点。
2.按南北半球划分，此时太阳直射点位于 北 半 球，太阳直射点的经度是 60°E。
3.该日乙地的白昼时间长约
11
小时。
例：如图为“极地投影太阳光 照图”（虚线表示极圈和回归 线，阴影部分表示黑夜），
• 昼弧长 = 夜弧长 • 昼弧长 < 夜弧长 昼长 > 夜长 昼长 = 夜长 昼长 < 夜长
昼夜长短变化：
• 2.定义 • 是指地球表面上的同一点（主要指同一纬 度带）的昼长或夜长因季节的不同而不同； • 或者是指在同一季节，地球上的不同地点 （主要指不同的纬度带）的昼长或夜长存 在差异。
昼夜长短及正午太阳高度变化
昼夜长短及正午太阳高度变化昼夜长短和正午太阳高度的变化学习目标1、读图归纳昼夜长短和正午太阳高度的变、化规律2、理解四季和五带的形成与划分、一、昼夜长短的变化(一)变化原因：变化原因：黄赤交角太阳直射点移动昼弧、昼弧、夜弧的长短变化昼夜长短的变化一、昼夜长短的变化昼夜长短计算：昼夜长短计算：昼长=昼弧的圆心角÷°时昼长昼弧的圆心角÷15°/时昼弧的圆心角b昼长=日落时间日出时间昼长日落时间—日出时间c日落时间=(日落时间(日落时间—12)某2)a45°°d=(12—日出时间(b分别为昏线和晨线例：上图圆心为北极，a、日出时间)某2上图圆心为北极，、日出时间)分别为昏线和晨线与某纬线的交点，则该日该纬线的昼长为？与某纬线的交点，则该日该纬线的昼长为？一、昼夜长短的变化(二)昼夜长短的变化规律时间变化(同地不同时)同地不同时)------昼夜长短随季节的变化------昼夜长短随季节的变化昼夜长短随季节空间变化(同时不同地)同时不同地)------昼夜长短随纬度的变化------昼夜长短随纬度的变化昼夜长短随纬度1、昼夜长短的纬度变化规律(北半球)昼夜长短的纬度变化规律(北半球)节气日期太阳直射点纬度春分夏至秋分冬至昼夜长短情况2、昼夜长短的季节变化规律(北半球)昼夜长短的季节变化规律(北半球)节气时间段昼夜长短及变化情况昼长夜短昼短夜长昼渐变长昼渐变短昼渐变短昼渐变长极昼极夜范围变化情况北极圈内极昼范围逐渐扩大北极圈内极昼范围逐渐缩小北极圈内极夜范围逐渐扩大北极圈内极夜范围逐渐缩小夏春分半年夏至冬秋分半年冬至夏至秋分冬至春分昼夜长短变化与太阳直射点的关系：昼夜长短变化与太阳直射点的关系：太阳直射点的关系●直射点在北半球，北半球昼长夜短；全球半球，半球昼长夜短；南南变长。
昼向北变长。
南●直射点向北移动，北半球昼渐长夜渐短。
移动，半球昼渐长夜渐短。
昼夜长短和正午太阳高度角的变化
为了更好地理解和掌握下一讲的内容，建议大家在课前复习一下地球的基本知识和运动规律，如地球 的形状、大小、自转和公转的方向、周期等。同时，也可以提前阅读一些相关的书籍或资料，以便更 好地理解和消化新知识。
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其他可能干扰因素探讨
地理位置和海拔高度会影响正午太阳高度角的观测结果。
观测设备的精度和校准情况也会对观测结果产生一定影 响。
天气状况和云层厚度会干扰太阳光线的传播和折射作用。 人为因素如观测时间、角度选择等也可能导致观测误差。
05 昼夜长短和正午太阳高度 角变化对人类活动影响
农业生产活动调整策略建议
春秋分日昼夜平分
春分日和秋分日时，太阳直射赤道，全球各地昼夜等长。
地理位置对昼夜长短影响
纬度越高，昼夜长短变化幅度越大
纬度越高，太阳直射点移动对昼夜长短的影响越显著。
极地地区出现极昼极夜现象
在极地地区，由于地球自转和黄赤交角的共同作用，会出现连续数日的极昼或 极夜现象。
实际生活中应用举例
建筑采光设计
02
利用光学原理，合理布置反光 板、折射镜等设施，将阳光引 入室内深处，提高采光均匀度 。
03
结合正午太阳高度角变化，设 计可调节角度的遮阳设施，以 减少阳光对建筑表面的直射， 降低能耗。
旅游活动安排注意事项提示
在昼夜长短悬殊的地区，游客应合理安排行程，确保在白天充分游览景点，同时留出足够的休息时间。 针对正午太阳高度角较大的情况，游客应做好防晒措施，如佩戴遮阳帽、涂抹防晒霜等。 在选择旅游目的地时，可关注当地昼夜长短和正午太阳高度角的变化规律，选择适宜的旅游季节和景点。
学员A
通过这次课程，我更加深入地理解了昼夜长短和正午太阳高度角的变化 规律，也认识到了这些自然现象对人类生活的影响。我觉得这些知识非 常实用，可以帮助我更好地理解和适应自然环境。
昼夜长短变化和太阳高度角
1、太阳直射哪个纬度？
太阳直射赤道
2、全球各地昼夜长短 情况有什么规律？ 全球各地昼夜等长
二、 昼夜长短的纬度变化
观察夏至日太阳光照图，回答下列问题:
1、太阳直射哪个纬度？
太阳直射北回归线 2、哪个纬度昼最长？ 北极圈内（极昼） 3、全球各地昼夜长短情况 有什么规律？ 北半球昼长夜短，昼长为一 年中的最大值，越往北昼越 长，北极圈及其以北地区出 现极昼现象，南半球相反。 赤道地区昼夜等长。
纬度高的地方楼间距大些
2.楼间距问题
例
夏至日，在36°34’N建两栋20米高的楼房，要使南 楼的影子正午时分终年不遮挡北楼，两楼的间距最 小应为多少米？ 分析题意：即求正午太 阳高度最小时南楼的影 子长度
20m
N
H ?
步骤1：计算此地一年 中最小的正午太阳高度 步骤2：利用三角函数 计算影长
S
例4.某地一幢楼，冬至日正午影长与楼高相等，据此完成 下列各题。
D
）
④ 68º 26′S
D.②④
α
自转
公转
黄赤交角 太阳直射点南北移动 昼夜长短的季节变化 太阳高度的季节变化
昼夜长短的纬度变化 太阳高度的纬度变化
五带
四季
六、五带和四季
• 欧美通常以“二分二至”为起点划分： 春季： 3、4、5月 夏季： 6、7、8月 秋季：9、10、11月 冬季：12、1、2月 ²我国习惯用四立为起点进行划分： 春季：2月5日左右 夏季：5月5日左右 秋季：8月5日左右 冬季：11月5日左右
节气时间段 昼夜长短及变化情况 春分 至 夏至 夏至 至 秋分
昼 长 夜 短 昼 短 夜 长
白昼逐渐变长
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全球昼夜等长，均为12小时
读图思考二
1、太阳直射在哪个纬度？
北回归线
2、此时，北半球是什么节 气？日期是？
夏至，6月22日前后
3、北半球的昼夜长短有何规律 ？
北半球各地昼长夜短 纬度越高，昼越长 北极圈及其以内出现极昼现象
读图思考三
1、太阳直射在哪个纬度？
南回归线
请你来计算：
秋分日，求赣州（26°N）的正午太 阳高度？冬至日、夏至日呢？
H秋分日=90°-纬度差 =90°-（26°- 0°） =64° H冬至日=90°—(26°+23°26′）=40°34′
H夏至日=90°—（26°—23°26′）=87°26′
太阳直射纬线 日期
正午太阳 高度为90º 的纬线
昼夜长短的变化
1、晨昏线平分地球，经过球心的大圆 ； 2、晨昏线平面与太阳光线垂直 。
1、认识昼夜长短
同一纬线上，昼弧＋夜弧＝24小时
昼弧=夜弧，则昼夜等长
昼弧>夜弧，则昼长夜短
昼弧<夜弧，则昼短夜长
读图思考一
1、太阳直射在哪个纬度？
赤道
2、此时，北半球是什么节 气？日期是？
春分、秋分， 3月21日或9月23日前后
地球公转和自转产生 的地理意义
——正午太阳高度的变化和昼夜长短的变化
一、认识太阳高度
1、太阳高度角
h
太阳光线相对于地平面的夹角
12:00
2、正午太阳高度角 南 H
西 北
东 一天中最大的太阳高度角
请同学们思考下列要求的内容
N C
1、绘图表示C地的地平面 S N 2、绘图表示C地正午太阳高度角
A
C
地球的运动
太阳视运动和物体影子的变化
地球的运动
1．当太阳直射 点位于B点这一天 A.亚洲大部分地区为冬半年 B.北回归线以北地区正午太阳高度达一年最大 C.阳黑子数目最多 D.晨昏线与经线重合 2．当太阳直射点位于C点这一天 A.南极圈出现极昼 B.北极圈出现极昼 C.南半球中高纬度昼长夜短 D.北京、伦敦、莫斯科、圣保罗昼夜平分 地球的运动
10．图6为某时刻地球极视图，阴 影表示夜半球部分，则该日甲比 乙日落 A．晚0小时 B．晚2小时 C．早2小时 D．早4小时
地球的运动
恒星日 太阳日
地球的运动
3．正午太阳高度角的应用
(1)楼间距的确定：以北半球中纬度地区为例，
楼房间隔L与采光问题：L＝楼高×cot H(H即当地全年最小的 正午太阳高度角，北半球为12月22日前后的正午太阳高度)。
（2）计算热水器的安装角度
读下图，观察思考。 要想最大限度地利用太阳能资源， a角如何计算？
安装角度a=90°--H(正午太阳高度角)
形成原因 昼夜长短和正午太阳高度 的季节变化，导致太阳辐 射随季节有规律的变化
五带的划分
寒带 有极昼极夜
温带 无极昼极夜，也无直射
热带 有太阳直射
地球的运动
下图为某地正午太阳高度角的年变化示意图，读 图回答5～6题。
5.下列关于该地所在半 球与热量带的判断，正 确的是 A.北半球 温带 B.南半球 温带 C.北半球 热带 D.南半球 热带 6.下列关于P、Q、M、N四点取值的判断，正确的是 A.P与M的值相等，且可能小于66°34′ B.N为一年中正午太阳高度角的最小值，且小于 43°08′ C.P与M的值均为90° 地球的运动 D.Q的值应小于66°34′
S
春分日和秋分日正午太阳高度角的分布规律
北半球夏至日正午太阳高度角分布规律
随纬度的变化规律
正午太阳高度由太阳直射点向南 北递减。 太阳直射点所在纬线正午太阳高 度角为90°
正午太阳高度角公式：
正午太阳高度角(H) =90°-纬度差
（纬度差：所求地纬度数与太阳直射 点纬度数之差。）
（同半球相减，异半球相加）
直射点所在的半球昼长夜短，且纬度越高昼 越长。
（2）昼夜长短的变化与太阳直射点移动的关系 ： 直射点向北移，北半球昼增长。 直射点移向
的半球昼增长
直射点向南移，南半球昼增长。
(3)春、秋分全球昼夜平分，赤道永远昼夜平分 。
四季的形成
①天文四季
②气候四季
地球的运动
天文四季 夏季：一年内白昼最长、太阳高度最高的季 节 地球的运动 冬季：一年内白昼最短、太阳高度最低的季 节 春、秋：冬夏两季的过渡季节
2、此时，北半球是什么节 气？日期是？
冬至，12月22日前后
3、北半球的昼夜长短有何规律 ？
北半球各地昼短夜长 纬度越高，昼越短 北极圈及其以内出现极夜现象
春、秋分 直射点 位置
夏 至
冬 至
北半球
赤道 南半球
昼夜平分 昼夜平分 昼夜平分
昼长夜短 纬度 越高，昼越长 北 极圈内出现极昼
昼短夜长 纬度 越高，昼越短 极 圈内出现极夜
正午太阳高度 达一年中最大 值的地区
正午太阳高度 达一年中最小 值的地区
北半球 夏至日
北回 归线
北回 归线
北回归线及 其以北地区
南半球
北半球 冬至日
南回 归线
南回 归线
南回归线及 其以南地区
北半球
随季节的变化规律
北回归线及其以北地区，夏至日 达最大值，冬至日最小。 南回归线及其以北地区，冬至日 达最大值，夏至日最小。 回归线之间，太阳两次直射，直 射时达最大值。
3.(2011年广东卷)法国、意大利和西班牙三国资源 环境独特，经济发展水平高。根据材料，结合所学知识， 完成下题。 材料：法国、意大利和西班牙地理位置示意图
巴黎 2011年6月8日，三个国家的首都，白昼最长的是_______ 马德里 地球的运动 ，正午太阳高度角最大的是 ________。
4.下列各地中,昼夜长短变化幅度最大的是 ( D ) A.汕头 B.武汉 C.天津 D.哈尔滨 5.在同一条经线 ( A ) A.地方时相同 B.季节变化相同 C.昼夜长短相同 D.正午太阳高度角相同 6.夏至日,以下城市中,白昼最长的是( D ） Ａ.海口 Ｂ.上海 Ｃ.北京 Ｄ.漠河 7.以下关于五带说法正确的是 ( B ) A.在热带范围内一年有两次直射 B.温带既无直射又无极昼极夜现象 C.在寒带范围内极昼极夜等长,各为半年 地球的运动 D.五带划分是以气候分布为依据来划分的
昼夜平分
昼短夜长 纬度 越高，昼越短 南 极圈内出现极夜
昼夜平分
昼长夜短 纬度 越高，昼越长， 极圈内出现极昼
3、昼夜长短随季节的变化
纬度越高昼夜长短变化幅度越大
夏半年 昼长＞夜长 纬度越高昼越长
冬半年 昼长＜夜长 纬度越高夜越长
北半球昼夜长短随时间的变化规律
思考
（1）昼夜长短状况与太阳直射点位置的关系：