正午太阳高度的变化讲解

2. 变化规律
⑴空间变化 ----正午太阳高度的纬度分布规律：
由直射点向南北两侧对称递减。
同一时间，离太阳直射点（最大正午太阳高度）所在纬度 越近，当地正午太阳高度越大。
⑵时间变化 ----正午太阳高度的季节变化规律
北回归线及其以北地区 南回归线及其以南地区 南北回归线之间的地区
夏至日 正午太阳高度
0o
22oS 23o26’S
H 22oS=90O
H 25oN=90O - (25O+22O)= 43o
画出太阳直射纬线，所求正午太阳高度的纬线
归纳：求出纬度差 H所求纬度=90o__纬度差（同半球相减，异半球相加。）
计算方法2：(三角形法)
基本原理：直角三角形两锐角和为90° 步骤 阳高度角的大小 1）某地一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度； 2）太阳直射点上，正午太阳高度为90°； 3）晨昏线上，太阳高度为0°。
小结: 90° ≥H≥0°
• 任意一天，在太阳直射点上，正午太阳高度为90°， 从直射点向南北两侧正午太阳高度不断递减。
2. 正午太阳高度的变化规律
90 ° N
23°26′ N
0° 23°26 ′ S P 90° S
达到全年最小
达到全年最大
⑵时间变化规律—季节变化规律 ----在同一地点，正午太阳高度随季节的变化
③北回归线至赤道之间地区
90 ° N
23°26′ N P 0°
达到全年最大
④南回归线至赤道之间地区
23°26 ′ S
90° S
达到全年最小
所以∠3+ ∠H=90o
所以∠H=90o___(∠2—∠1)
50oN 20oN
o
A3
H
2 1
B
A3
H
2B
o
∠H=90o___(∠1+∠2) H= 90-纬度差(所求点和直射点之间的纬度差)
计算方法1：(画图法)
已知太阳直射22oS,求莆田（25oN)的正午太阳高度
25oN 23o26’N
H 25oN=?
北半球春秋分日
北半球夏至
北半球冬至
正午太阳高度的纬度分布规律— 由直射点向南北两侧对称递减。
⑵时间变化规律—季节变化规律 ----在同一地点，正午太阳高度随季节的变化
①北回归线及其以北地区
90 ° N P 23°26′ N
0°
达到全年最大
②南回归线及其以南地区
23°26 ′ S
90° S
达到全年最小
2.利用三角形法求解正午太阳高度
例1.春分日某地（30 °N,120 ° E）的正午太阳高度？ 例2.冬至日某地（60 °N,120 ° E）的正午太阳高度？
2014年6月，小张的父母在“阳光学苑”购买 了一套位于一层的住房。2015年1月，全家入 住后，发现阳光全被前排楼房挡了。他感到很
困惑，那天看房时，小院内阳光充足，怎么才
结论： 楼间距离≥Ｌ=h × cot H
例1 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（）
A.Htan(90°-38°)
B.Htan(90°-38°-23.5°)
C.Hcot(90°-38°)
D.Hcot(90°-38°-23.5°)
解题的关键是计算出当地冬至日的正午太阳高度α和影长（Ｌ）。
α =90°－H
=90 °－〔90°－︱25°±δ︱〕
=︱ 25°±δ︱
集热管/板
当地纬度与直射点纬度之差
αH
例2：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
达最大值 达最小值
冬至日 正午太阳高度
达最小值
达最大值
每年太阳直射两次时达最大值
同一地点，离太阳直射点（最大正午太阳高度）所处日期越近，当日正午 太阳高度越大。
三.正午太阳高度的计算
计算方法的推导： 已知：太阳直射20oN， 求50oN的正午太阳高度？
因为∠1=20o ∠2=50o 又因为太阳光线平行 所以∠3= ∠2—∠1 又因为AO垂直地平线
⑴空间变化----在同一时间，正午太阳高度随纬度的变化
（同时不同地）
⑵时间变化----在同一地点，正午太阳高度随季节的变化
（同地不同时）
⑴空间变化规律—纬度变化规律
----在同一时间，正午太阳高度随纬度的变化
春、秋分日： 由赤道向南北两侧递减 夏至日： 由北回归线向南北两侧递减 冬至日： 由南回归线向南北两侧递减
Ｈ
αＬ
（2）计算热水器的安装角度
要想最大限度地利用太阳能资源，就 必须通过对集热面与地面夹角a的调整，使 集热面与太阳光线始终垂直。由于太阳光线 与地面的夹角H即当地的太阳高度角 ，故夹角a与H互为余角。
安装角度a=90°--H(正午太阳高 度角)
=当地某日正午太阳高度角的余 角
=纬度间隔
例1：莆田一中（25°N）某教工宿舍楼顶安装太阳能热水器，为 了使热水器最大限度的获得太阳光热，集热管与楼顶的夹角应是多少？
90 ° N
23°26′ N
0° P 23°26 ′ S
达到全年最小 达到全年最大
90° S
⑵时间变化规律—季节变化规律 ----在同一地点，正午太阳高度随季节的变化
⑤赤道地区
90 ° N
23°26′ N
0°
达到全年最小 P
23°26 ′ S
90° S
达到全年最小
达到全年最大
同一地点，离最大正午太阳高度所处日期越近， 当日正午太阳高度越大。
过了几个月，阳光就被挡住了呢？
南
南
你能结合上图帮小张分析一下原因吗？
四.正午太阳高度角的运用
（1）楼房间距计算
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。
左侧3张照片是麦当劳公司在芝加哥一天 中3个时间拍摄的户外广告牌。该广告房 顶平放着一根大叉子，叉子的倒影是麦 当劳的标志。每天早上6点到11点，根据 叉子在阳光下的影子位置变化告诉大家 什么时间吃麦当劳的什么产品。
正午太阳高度的变化
一.太阳高度角
1.太阳高度角的概念： 太阳光线和地平面的夹角。
3）判断日影长短及方向 日影朝向与太阳照射方向相反，日影长度与太阳照射角度成反相关。
【规律】正午太阳高度越大，日影越短；反之，正午太阳高度越小，则 日影越长。 ①赤道地区