太阳直射点的移动;中午太阳高度的变化
太阳高度和正午太阳高度(修正版)
太阳高度和正午太阳高度一、太阳高度与正午太阳高度的区别1、概念：A、太阳高度指太阳光线与地平面的夹角，即图1中的H。
B、当地地方时12时的太阳高度称为正午太阳高度。
2、区别：一天中正午时太阳高度最大，日出和日落时太阳高度为0。
二、正午太阳高度的变化（如图2）（1）正午太阳高度的纬度变化规律：从直射点往南北两侧递减；离直射点距离越近（纬度差越小），正午太阳高度越大。
（因此：已知某一正午太阳高度角，一般有两条纬线等于此度数）。
具体而言，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。
（2）正午太阳高度的季节变化规律：A、北回归线及其以北地区，夏至时正午太阳高度最大，冬至时最小；B、南回归线及其以南地区，冬至时正午太阳高度最大，夏至时最小；C、南北回归线之间，直射时正午太阳高度最大，并且该地若在北半球则冬至日正午太阳高度最小，若该地位于南半球则夏至日正午太阳高度最小。
（3）最值：A、直射北回归线，北回归线及其以北地区达一年中最大值，整个南半球达一年中最小值；B、直射南回归线，南回归线及其以南地区达一年中最大值，整个北半球达一年中最小值。
三、正午太阳高度的计算及应用1、正午太阳高度的计算正午太阳高度H=90°-两地纬度差注：两地纬度差指所求地点与太阳直射点之间的相隔的纬度数图2 二分日不同纬度的正午太2、正午太阳高度的应用A 、确定地方时：某地一天中太阳高度最大时，地方时为12时，也就是说太阳直射点所在经线的地方时为12时。
B 、确定地理纬度C 、确定房屋的朝向D 、确定日期、日影长短及方向E 、确定楼距、楼高F 、太阳能热水器的倾角调整 【深度链接】1、 热水器集热板倾角与太阳光线之间的关系图：2、楼间距与楼高、太阳高度的关系图太阳能热水器集热板的倾角α与正午太阳高度角是互余的，因此一年中正午太阳高度角变小时，倾角调大；变大时，倾角调小。
（注意：据倾角α与正午太阳高度角是互余的，且正午太阳高度角差=纬度差，可推出倾角α就等于该地与太阳直射点的纬度差）。
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。
太阳高度与正午太阳高度
夏至日
二分日 冬至日
从太阳直射点所在的纬度向南北两侧递减
总结
规律: 太阳直射点所在的纬线正午太阳高度最大(90°)； 从此纬线向南北两侧递减。 (1) 纬度相同的地点, 正午太阳高度相同 (2) 离直射点纬度越近, 正午太阳高度越大
(3) 离直射点纬度变化1°,正午太阳高度减小1° ( 距直射点纬度相同的地点,正午太阳高度相同 )
83°26′N 26°34′N
5）、楼间距问题
计算楼距。
一般来说，纬度较低的地区，楼距较小，纬度较高的地 区，楼距较大。算最小楼距关键是计算当地冬至日的正 午太阳高度时的楼距。。
L=
h
tanH
h
Ｈ
L
6）、太阳能热水器的倾角调整 读右图，思考怎样最大程度的利用太阳能？
正午太阳光线与集热板保持垂直
3米
H1 H2 H1
太阳光线刚好照射到
大门的边上时:
1米 2米
cotH L/ h 3/3
→该日太阳直射点: δ=6°34′N
Ｈ2=60°
H2
S
N
90 ① ② ③ 60 30
90 60 30 0
N
60
30
30
60
S
0
(2). 正午太阳高度的时间 (季节) 分布规律
思考：夏至日时地球哪个地区正午太阳高度达到了一年中的最大 值？哪个地区达到了最小值？北回归线与赤道之间呢？
夏 至 日 （ 月 日 ）
距太阳直射点 最近的一天
正午太阳高度 达到一年中最大
公 转 总 结
地球自转 赤道 平面
地球公转 黄道 平面
黄赤交角 23026‘
影响
太阳直射点的移动
太阳直射点的移动规律
黄赤交角为23.5； 地轴与黄道平面的夹角为66.5； 地轴与赤道平面的夹角为90。 地球在公转过程中，地轴的空间指向基本 不变，北端始终指向北极星附近
“三个基本不变”指： 黄赤交角的大小基本不变，保持23.5
地球运动的方向不变，总是自西向东
日期 ３月２１日 节气 春分 直射点位置 赤道 运动趋势 北
６月２２日
９月２３日
夏至
秋分
北回归线
南
太阳直射点的南北移动规律
日期 ３月２１日 节气 春分 直射点位置 赤道 运动趋势 北
６月２２日
９月２３日
夏至
秋分
北回归线
赤道
南
太阳直射点的南北移动规律
日期 ３月２１日 节气 春分 直射点位置 赤道 运动趋势 北
１２月２２日
夏至
秋分 冬至
北回归线
赤道 南回归线
南
南
太阳直射点的南北移动规律
日期 ３月２１日 节气 春分 直射点位置 赤道 运动趋势 北
６月２２日
９月２３日
１２月２２日
夏至
秋分 冬至
北回归线
赤道 南回归线
南
南 北
太阳直射点的南北移动
①太阳直射点的“移动方向”规律
夏至
6月22日
秋分
春分
春分
9月23日
黄 道 南极上空看- 平 面 顺时针 远日点（七月初） 速度最慢； 近日点（一月初 ）速度最快；
公 太 转 阳
旋 转 中 心
方向
轨 道
速度
周期
自 地 转 轴 自 西 向 东 公 太 转 阳
角 两极为0； 赤 速 其他约为 北极上空看- 道 度 15°/时 逆时针 平 线 两极为0； 面 速 从赤道向两 度 极递减
04地球公转的地理意义之正午太阳高度
第四节地球公转的地理意义之正午太阳高度一、正午太阳高度的分布及季节变化1、纬度分布不同纬度的正午太阳高度随太阳直射点的移动而不同,具体如下图所示:总结：1）正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧逐渐递减；2）离太阳直射点越近，正午太阳高度越大，反之越小。
3）同一纬线上正午太阳高度（角）相同。
4）距直射纬线距离相同的两纬线上，正午太阳高度（角）相同。
2、季节变化(1)正午太阳高度的季节变化过程如下图所示:（2）季节变化规律同一地点，正午太阳高度角的季节变化规律：北回归线及以北地区：夏至日最大，冬至日最小；南回归线及以南地区：冬至日最大，夏至日最小；回归线之间的地区：太阳直射时最大。
总规律：同一地点，一年中离太阳直射点所在纬度最近时，正午太阳高度达最大值；反之，达最小值。
注：赤道上有两次直射，即3月21日、9月23日的正午太阳高度角为900；有两次最小值，即6月22日、12月22日的正午太阳高度角为66034′。
3、正午太阳高度的计算：H＝90°－所求地的纬度与直射点纬度之差（同减异加）4、正午太阳高度的应用(1)确定地方时:当某地太阳高度达一天中的最大值时日影最短,当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向: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。
(3)判断日影长短及方向:正午太阳高度越大,影子越短,正午太阳高度越小,影子越长,一天中日影的变化规律是日出最长正午最短日落最长,且日影方向背向太阳。
(4)楼房间距问题:以北回归线以北地区建房为例,为保证一楼全年正午均有阳光照到,两楼之间的最短距离L与楼高h的关系如右图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度),L应大于h·cot H。
例题：北半球某城市，冬至日正午太阳高度为45°（如右图），为保证正午建筑物底层居室有一定光照，南北两幢楼房间距和楼高的关系是A．楼高的两倍B．楼高的1/2 C．与楼高相等D．随便，无所谓(5)太阳能热水器的角度:应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直。
昼夜长短和正午太阳高度的变化
1.同一地区、不同节气的太阳高度大小（北 回归线以北地区）
距离太阳直射点越近， 正午太阳高度角越大。
讨论三
同一时刻，不同的地方接受太阳辐射一样吗？为什么？
圣诞节俄罗斯总统普京与第一夫人柳德 米娜在散步。 圣诞节澳大利亚两小孩在海滩上。
距离太阳直射点越近， 正午太阳高度角越大。
观察正午太阳高度角的纬度变化规律？ 同一时刻，正午太阳高度角从太阳直射点 向南、北两侧递减。
昼夜长短 季节变化 太阳高度
四季
昼夜长短 太阳高度
纬度变化
五带
课堂测验
画图及填空： (1)在图中绘出晨(昏)线，并 注明是晨线还是昏线。 (2)这一天太阳直射的纬度是 ______。 (3)图中A点的昼长是______ 小时，B点的季节是___季。 (4)用斜线绘出极夜的范围。 (5)图中C、D两点所在的平面叫_____面， 目前α角的度数 是______。
总结规律：同一时刻，正午太阳高度角从太阳直 射点向南、北两侧递减。离太阳直射点越近，正 午太阳高度越大。 思考1：春分日，上海、北京、哈尔滨几个 城市的正午太阳高度角大小比较
上海＞北京＞哈尔滨
思考2：夏至日，40°N和40°S的两地的 正午太阳高度角大小比较
40 °N ＞ 40°S
思考3：从春分到夏至，北京（40 °N）的正午太 阳高度角如何变化？
的计算：
H=90°- 两地纬度差 （直射点纬度和所求地纬度）
正午太阳 高度角
读图并连线
图1
图1 图2
夏季
冬季
图2
讨论一
同一地点，不同的时刻气温一样 吗？为什么？
距离太阳直射点越近， 正午太阳高度角越大。
讨论二
观察 A 地正午太阳高度角的时间变化规律，思考： A地什么时候正午太阳高度角最大？什么时候正午太阳 高度角最小？获得的太阳辐射有何不同？
太阳高度角变化规律
太阳高度角变化规律
1．纬度变化规律:由太阳直射点所在经纬度向南北两侧递减。
可推知与太阳直射点的纬度相差一度，正午太阳高度角就减小一度。
(进一步可得出:已知某一正午太阳高度角，一般有两条纬线等于此度数)。
例如:太阳直射20°N，这天全球正午太阳高度角就从20°N向南北两侧逐渐递减，19°N的正午太阳高度角就等于89°。
即19°N的正午太阳高度=90°-(太阳直射点-该地纬度)=90°-(20°-19°)=89°
2．季节变化规律:太阳直射点移来时渐增，移去时渐减(太阳直射点相对某地所在纬线而言)。
例如:对于31°N的地区，在12月22日(冬至日)至6月22日(夏至日)这段时间，正午太阳高度角渐增，6月22日(夏至日)至12月22日(冬至日)这段时间，正午太阳高度角渐减。
小结:
1．整个南或北半球，正午太阳高度角能同时达全年最小值(该半球的冬至日)，但不能同时达全年最大值;
2．南北回归线之间的地区，太阳直射时达全年最大值，而非该半球的夏至日;
3．南北回归线上一年一次最大值(该半球的夏至日)和最小值(该半球的冬至日);南北回归线之间的地区一年两次最大值(太阳直射时)、一次最小值(该半球的冬至日)，但赤道一年各两次;
4．回归线以外的地区，一年各一次最大值(该半球的夏至日)和最小值(该半球的冬至日)。
高中地理论文正午太阳高度的变化规律
正午太阳高度的变化规律正午太阳高度的时空变化规律是地理学习的重点和难点，该部分原理知识抽象复杂，综合性强，对学生应用能力的要求较高。
分析近几年高考试题可以看出，对于该部分原理知识的考查，命题角度更加巧妙，出题形式也更加灵活多样。
但万变不离其宗，深刻把握该部分原理知识，科学利用正午太阳高度的时空变化规律模型，是迅速解决该类问题的有效方法。
下面分析探讨如下：一. 正午太阳高度的计算及其时空变化规律1. 正午太阳高度的计算太阳光线相对当地地平面的交角（即太阳在当地的仰角），简称太阳高度。
某地一天中的最大太阳高度，即当地正午12时的太阳高度，为该地的正午太阳高度，其计算公式为：H=90°－纬度距（所求点和阳光直射点之间相隔的纬度数）。
换言之，在任一时刻，某地正午太阳高度与其距离阳光直射点的纬度数互余。
纬度距的计算如图1所示。
提示：①若所求点与阳光直射点同在南半球或者同在北半球，两点间的纬度距为两点中较大的纬度减去较小的纬度。
如图1，此时阳光直射北纬23.5°，为北半球夏至日，A 点与直射点间的纬度距为11.5°（35°－23.5°），正午太阳高度则为78.5°；B 点与直射点间的纬度距为13.5°（23.5°－10°），正午太阳高度则为76.5°。
注意：图1中回归线度数取为23.5°，下面图3、图4相同。
②若所求点与阳光直射点分属于南、北两个不同半球，两点间的纬度距为两点纬度之和。
如图1，C 点与直射点间的纬度距为53.5°（30°＋23.5°），正午太阳高度则为36.5°。
③严格来讲，随着地球的公转，阳光直射点的纬度每时每刻在发生着南北移动。
通常情况下，直射点移动的日变化忽略不计，因此，在任何一天，正午太阳高度因纬度不同而不同，同一条纬线上的地点正午太阳高度相等。
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地球的自转和公转
昼夜交替
时差
地转偏向力
地球公转的地理意义
太阳直射点的南北移动 正午太阳高度的变化 四季更替和五带 昼夜长短的变化
伟大的“二十四节气”
节气：时节与气候。
二十四节气能够反映季节的变化，指导农事活动， 影响千家万户的衣食住行。 二十四节气是根据太阳在黄道（即地球绕太阳公转 的轨道）的太阳辐射量多
三、太阳直射点
N
赤道
S
• 地球表面太阳高度角 为90°的点。 • 地心与日心连线与地 球表面的交点 • 地方时是正午12时
(同一时间只有一个直射点)
（在公转图中图中 验证）
地球公转图
春分
夏至 秋分
冬至
四、太阳直射点的移动
地球自转 赤道平面
(先动态，后静态，画回归运动图）
►夏至日： 由北回归线向南北两侧降低
►冬至日：
由南回归线向南北两侧降低
同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点 向南北两侧递减。距离太阳直射点愈近，正 午太阳高度越大，反之越小。
已知太阳直射点所在纬度，某地 的正午太阳高度角如何计算?
一、太阳直射点与所求地在同一半球
H=90°— 纬度差 （大减小）
二、太阳直射点与所求地不在同一半球
度的变化,当他在P点测到太阳高度最大值出现时,刚好
是北京时间12时40分,此时的太阳高度h=450,据此回答:
（1）在图中标出南北方向。
（2）若当天为冬至日，这位中学生的经纬度位置是？
N
S
3.当北京(40 N)正午时，旗杆的长度和影子的长度一样，此时太 阳直射点所在的纬度？
。
正午太阳高度角的应用
某地的纬度为36.5 N，南楼高30米，要使得北楼 的底层（一楼）常年能够接受到正午阳光照射，南楼和 北楼的楼间距至少为多少米？（用公式表示即可）
。
正午太阳高度角的应用
一位居住在北半球的中学生,在某一天观测太阳高
太阳直射点的回归运动示意图
地球运动的一般特点 地球自转的地理意义
地球的自转和公转
昼夜交替
时差
地转偏向力
地球公转的地理意义
太阳直射点的南北移动 正午太阳高度的变化 四季更替和五带 昼夜长短的变化
1.3 地球公转的地理意义 ---正午太阳高度的变化
怎样去衡量太阳辐射能在时间和空间 上的变化呢？
H=90°— 纬度差 （纬度相加）
正 午 太 阳 高 度 的 变 化
● 按纬度 ►北回归线及其以北： 夏至日达最大值，冬至日最小值 ►南回归线及其以南： 冬至日达最大值，夏至日最小值 ►回归线之间： 两次直射，离直射点越近，高度越大
[例题]：
G
F
1.(1)比较图中各点正午太阳高度的大小? G=E>A=B>F>C>D (2)此时正午太阳高度达一年中最大的是哪几个点? 最小的呢? 最大：C、E、G； 最小：A、B、F、D 2.判断题：纬度相同，正午太阳高度角相同? 纬度不同，正午太阳高度角一定不同?
黄赤交角 地球公转
黄道平面
地轴北端在宇宙中始终指向北极星附近
太阳直 射点在南北 回归线之间 随季节而移 动
太阳直射点在南、北回归线之间的往返运动，称为太阳直射 点的回归运动。太阳直射点回归运动的周期为365日5时48分46秒， 叫做回归年。
夏至日（6.22）
北回归线
赤道 春分日 （3.21） 秋分日 （9.23） 春分日 （3.21） 南回归线 冬至日（12.22）
太 阳 辐 射 能
太阳辐射 时间长短 由昼夜长短反映
太阳辐射 的强弱
由正午太阳高度 反映
太阳高度：
太阳光线与当地地平面的夹角。 正午太阳高度： 当地地方时12点时的太阳高度，是 该地一天中太阳高度的最大值，用H 表示。
正 午 太 阳 高 度 的 变 化
● 按季节
►春秋二分：
由赤道向南北两侧降低
地球自转 赤道平面 黄赤交角 地球公转
黄道平面
太阳直 射点在南北 回归线之间 随季节而移 动
地轴北端在宇宙中始终指向北极星附近
1.3 地球公转的地理意义 ---太阳直射点的南北移动
一、太阳高度角
太阳光的入射 方向和地平面之 间的夹角，简称 太阳高度
二、太阳直射
• 想一想： （1）哪一幅图为太阳直射？ （2）哪一幅图太阳光照射的面积大？