昼夜长短和正午太阳高度的变化
秋分
下图为不同地点昼长随季节变化统计示意图
北极圈
北半球中纬 度
24小时 12小时
春分 夏至
冬至 春分
秋分
总结规律：
赤道
5、纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大
我家的客厅，一年内，冬夏季正午阳光 的照射情况：
北
南
正午太阳高度角—— H
正午太阳 高度角
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。
2、北半球各地昼夜长 短特点怎Βιβλιοθήκη ？昼短夜长 纬度越高，昼越短
北极圈及其以北地区 出现极夜现象
观察发现
思考：1、太阳直射点 直射的纬度是多少？
赤道
2、全球各地昼夜长短 特点怎样？
昼夜等长
晨昏线与经线圈的关系是怎样的？
二分日，晨昏线与经线圈重合
总结规律：
1、太阳直射点在哪个半球（北或南），则 哪个半球就会昼长 大于 夜长，纬度越高 昼越 长 ，极点附近出现 极昼 现象。
2、 夏至 日，北半球各地昼长达到一年 中的最大值，极昼范围最大。
3、昼夜等长： 二分 日，全球各地昼夜 等长； 赤道 地区，全年始终昼夜等长
昼变长，夜变短
昼夜等长
春分
昼变长，夜变短
夏至 北半球昼最长， 夜最短
总结规律：
冬至
北半球昼最短， 夜最长
4、 太阳直射点向哪个方向（北或南）移动， 则哪个半球（北或南）的昼长就变长。
冬至
第三节 地球运动
本节重点: 昼夜长短和正午太阳高度的变化
黄赤交角
太阳直射点的南北移动
夏至日光照图
思考：1、太阳直射点 直射的纬度是多少？
北回归线
2、北半球各地昼夜长 短特点怎样？
昼长夜短 纬度越高，昼越长
北极圈及其以北地 区出现极昼现象
冬至日光照图
思考：1、太阳直射点 直射的纬度是多少？
南回归线
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。
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，30°N和30°S的两地 的正午太阳高度角大小比较
H的大小： 30 °N ＞ 30°S
思考：3、从春分到夏至，北京的正午太阳 高度角如何变化？
从春分到夏至，海口的正午太阳高度角如 何变化？
下面结论中有一处错误，请找出：
夏至日，正午太阳高度由北回归线向南、北两 侧递减，北半球各纬度，正午太阳高度达到一 年中的最大值；南半球各纬度，正午太阳高度 达到一年中的最小值。
北回归线及其以北各纬度
我家的南客厅，一年内，冬夏季
正午阳光的照射情况：
南
夏至
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°。
人教版高中地理选择性必修第1册 “昼夜长短和正午太阳高度的变化”教学设计
“昼夜长短和太阳高度的变化”教学设计高二年级课标要求：说明昼夜长短和正午太阳高度的时空变化规律及原因。
课标解读：“昼夜长短和太阳高度的变化”是本节重点内容之一。
前承太阳直射点的回归动，后接四季更替和五带划分，是太阳辐射在地表时空分布规律的具体表现，是理解地球上气压带和风带、气候带、自然带形成的知识基础，也是理解人地协调的知识基础。
“说明”表示对“昼夜长短和正午太阳高度的时空变化”此项地理意义不仅要知其然，还要知其所以然。
昼夜长短和正午太阳高度的时空变化规律是重中之重，同时这些规律形成的原因也需要理解。
教学目标：以看图说话的形式引导学生在具体情境中通过独立思考、同桌合作等方式完成有关学习任务，从而认识昼夜长短和正午太阳高度的时空变化规律，并能运用所学知识和规律解释生活中的地理现象。
教学重难点：1、理解昼夜长短和正午太阳高度的时空变化规律的原因。
（重点）2、说明昼夜长短和正午太阳高度的时空变化规律。
（重点）3、分析说明与昼夜长短和正午太阳高度的时空变化有关的生活现象。
（难点）五、教学思路：1、“看图说话”为明线，通过师生互动，生生互动，独立思考等方式边看图边解锁任务，完成4大规律的学习；2、情境创设“我国南北方传统民居的差异”为暗线，在掌握地理规律的基础上学以致用解决生活的地理问题。
六、教学过程：提问：以上是我国南北方传统民居的差异，你能说出形成这些差异的自然原因吗？看图说话一读教材10页图1.15，完成以下任务：1、找到不同节气日出日落时间；2、根据该地不同节气日出日落时间，计算昼长。
思考：昼夜长短为何有变化？昼夜长短变化对太阳辐射带来什么影响？学生看图简单计算，回顾所学知识思考问题，迅速回答。
对接下来的教学内容和教学环节铺陈。
看图说话二太阳高度即太阳光线与地平面的交角。
正午太阳高度是一天中最大的太阳高度。
读教材10页图1.15，完成以下任务：学生根据老师提供概念，观察图片，说出不同从“看图说话一”的“计算”到本阶段的“对比”，适1、说出日出、日落太阳高度；2、对比该地不同节气正午太阳高度大小。
《昼夜长短和正午太阳高度的变化》课件PPT
化大，出现极昼和极夜现象。
中纬度地区昼夜长短变化明显
Hale Waihona Puke 03在北半球的夏季，北半球各地昼长夜短；在南半球的冬季，南
半球各地昼短夜长。
昼夜长短与地球公转的关系
公转影响昼夜长短
地球公转导致太阳直射点在赤道两侧 来回移动，进而影响各地昼夜长短的 变化。
季节变化
南北半球对称
北半球的昼夜长短变化与南半球对称 ，即北半球的夏季是南半球的冬季， 北半球的冬季是南半球的夏季。
随着科技的发展，未来将有更多的观测手段和数 据分析方法被应用于昼夜长短和正午太阳高度的 变化研究，这将有助于更深入地理解这些变化的 本质。
随着人们对地球生态系统的认识不断深入，昼夜 长短和正午太阳高度的变化对生态系统的直接影 响也将受到更多的关注和研究。
随着气候变化的影响日益显著，昼夜长短和正午 太阳高度的变化也将成为研究气候变化的重要方 面，这有助于更好地预测和应对气候变化。
04
CATALOGUE
昼夜长短和正午太阳高度的变化的应用
在农业上的应用
合理安排农事活动
根据昼夜长短和正午太阳高度的 变化，合理安排农作物的播种、 施肥、除草和收割等农事活动，
提高农业生产效率。
温室大棚的利用
利用温室大棚，通过调节光照时间 和强度，创造适宜农作物生长的环 境，提高农作物的产量和质量。
昼夜分界线
晨昏线是昼夜的分界线， 将地球分为昼半球和夜半 球。
昼夜不等长
由于地球自转轴与公转轨 道面存在倾角，导致昼夜 长短的变化。
昼夜长短的变化规律
赤道地区昼夜等长
01
在赤道地区，由于地球自转轴与公转轨道面垂直，因此昼夜等
长。
极地地区昼夜变化大
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？
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。
昼夜长短和正午太阳高度的变化
昼夜长短的计算
昼长=日落时间—日出时间 =（正午12点—日出时间）×2
思考1：如果某地昼长为16小时，则该地何时日 出？何根时据日昼落弧？和夜弧所跨的经度来推算。
昼长时间=昼弧所跨经度数/15°
思考2：如果某地早晨7：30日出，则该地的昼 长为？何时日落？
思考3：如果某地15时日落？则该地何时日出？ 昼长为？
南回归线
66°34′ 90°
这一天正午太阳
高度的递减规律
是怎样的?
46°52′
由南回归线向南、
北两侧递减
23°26′
读图思考
24
1. 随纬度的变化规律
读图思考
分
0°
分
23°26′ ③二分日,哪里
的正午太阳高度
分
66°34′ 最大? 赤道
分
这一天正午太阳
高度的递减规律
分
66°34′ 是怎样的?
90° 由赤道向南、北
2.冬至日 南回归线及其以南各纬度，正午太阳高度 达一年中的最大值。北半球各地达最小值。
28
想一想：
6月，赵亮的父母（ 36°34′N ）在“阳光花园”购买了一 套位于一层的住房（如下图）。冬至日那天，全家入住后， 发现阳光全被前排楼房挡住了。他感到很疑惑，那天看房 时，房内明明就阳光充足，怎么才过了几个月，阳光就被 挡住了呢？ 你能帮赵亮分析原因吗？
圈内出现极昼。
全球昼夜等长 无
注意：赤道上全年昼夜等长
9
太阳直射点所在半球 3月21日-6月22日
夏半年 昼夜长 极昼极 还是冬半 短情况 夜地区 年
6月22日-9月23日
9月23日-12月22日
12月22日-次年3月21日
图示法比较正午太阳高度和昼夜长短变化
图示法比较正午太阳高度和昼夜长短变化由于黄赤交角的存在，地轴的空间指向基本上稳定，地球在自转和公转的过程中，产生了太阳直射点的回归运动。
太阳直射点的回归运动，使得正午太阳高度、昼夜长短随纬度、时间而发生变化。
一、正午太阳高度和昼夜长短的纬度变化1.正午太阳高度的纬度变化同一天，不同纬度地区的正午太阳高度随纬度而有规律地变化。
如图1：图1正午太阳高度的纬度变化示意图a．夏至日；b．太阳直射15°N纬线时；c．二分日；d．冬至日从图1可以看出，同一天，正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。
夏至日，太阳直射北回归线，正午太阳高度以北回归线为中心南北对称分布，自北回归线向南北递减；冬至日，太阳直射南回归线，正午太阳高度以南回归线为中心南北对称分布，自南回归线向南北递减；二分日，太阳直射赤道，正午太阳高度以赤道为中心南北对称分布，自赤道向南北递减；太阳直射在南北回归线之间某地(赤道以外)时，比如太阳直射15°N纬线，正午太阳高度以太阳直射点所在纬线(如15°N纬线)为中心南北对称分布，向南北两侧递减。
某地离直射点越“近”，即纬度差(某地纬度与太阳直射点纬度之间的纬度间隔)越小，正午太阳高度就越大；反之，就越小。
H=90°－α(H为正午太阳高度，α为某地与太阳直射点之间的纬度间隔)。
2.昼夜长短的纬度变化同一时间(二分日除外)，不同纬度地区的昼夜长短随纬度而有规律地变化，如图2：从图2可以看出，夏至日，太阳直射北回归线，北半球各纬度的昼长达到一年中的最大值，纬度越高，昼越长夜越短；极昼的范围达到最大，北极圈及其以北地区出现极昼现象。
南半球反之。
图2昼夜长短的纬度变化示意图a．夏至日；b．冬至日；c．二分日；d．北半球为夏半年的某日(夏至日除外)；e．北半球为冬半年的某日(冬至日除外)；f.二分日冬至日，太阳直射南回归线，北半球各纬度的昼长达到一年中的最小值，纬度越高，昼越短夜越长；极夜的范围达到最大，北极圈及其以北地区出现极夜现象。
昼夜长短和正午太阳高度的变化
分
至
年春
分
①昼渐 ①昼长 ①昼渐
①昼渐 ①昼长 ①昼渐
南 半
短，夜 达一年 长，夜
长，夜 达一年 短，夜
昼夜 平分
渐长； 中最短，渐短； ②昼长 夜长最 ②昼长 小于夜 长； 小于夜
昼夜 渐短；
平分
②昼长 大于夜
中最长，渐长； 夜长最 ②昼长 短； 大于夜
长； ②极夜 长；
长； ②极昼 长；
球
③南极 范围达 ③极夜 附近出 最大， 范围缩
总结规律
春分 春分 夏至 夏至 秋分 秋分 冬至 冬至
到夏
到秋
到冬
到次
至
分
至
年春
分
北 半 球
①昼渐 ①昼长 ①昼渐
长，夜 达一年 短，夜 渐短； 中最大，渐长；
②昼长 夜长最 ②昼长
昼夜 平分
大于夜 短； 长； ②极昼 ③北极 范围达
大于夜 长； ③极昼
附近出 最大， 范围缩 现极 扩展至 小。
昼，范 北极圈。
全球昼夜平分。二分日时太阳直射赤道，晨昏线垂直平分所 有纬线，昼弧长等于夜弧长，昼夜等长。
（2）赤道上全年的昼夜长短变化情况及原因?
全年昼夜平分。因为晨昏线是过地心的大圆，始终平分赤道 这条纬线，昼夜弧长相等，所以在赤道上全年昼夜等长。
（3）南北半球纬度相同的地方，其昼夜长短状况怎样
昼夜状况相反，时间一年 长，夜
渐长； 中最短，渐短；
②昼长 夜长最 ②昼长
昼平夜分小长③于；北夜极
长； ②极夜 范围达
小于夜 长； ③极夜
附近出 最大； 范 围
现极夜，扩展至 缩 小。
范围增 北极圈。
围增大。