正午太阳高度时空变化规律
正午太阳高度角 的时间(季节)变化规律
南北回归线 之间 直射时
北回归线 及其以北 夏至 冬至
南回归线 及其以南 冬至 夏至
最小值
太阳直射在相反 半球回归线时
三、变化幅度
纬度带
南北回归线之间 回归线与极圈之间
变化幅度
由赤道向回归 线递增
计算方法
θ +23º26 ′
恒定值 46º 52′
极圈以内
由极圈向极点 递减
(90–θ) + 23º26 ′
-(θ- 23º26′) 最大值：90º 最小值：90º -(θ+ 23º26′)
H差= 46º 52 ′
规律b:回归线与极圈之间地区，一年中正午 太阳高度的差值为一个恒定值，即46º 52 ′
例2.计算秭归当地(约31ºN)在二至日时的 正午太阳高度角。
夏至日：90º - (31º - 23º 26′)=82º 26′
②北回归线及其以北的纬度带(23º 26′N-90º N)
每年夏至日H达最大值, 冬至日H达最小值。
C
③南回归线及其以南的纬度带(23º 26′S-90º S) 每年冬至日H达最大值，夏至日H达最小值
3.变化幅度 ——一年中正午太阳高度最大值、最小值的差值
以θ代表当地纬度，表示以下三个纬度带的变化幅度
正午太阳高度角 的时间（季节）变化规律
秭归一中
宋巍
一、正午太阳高度角（回顾）
1.什么是正午太阳高度角？
当地在正午即 12:00时的太阳高度角 （即当地经线与 直射点所在经线重合 时的太阳高度角）
O
2. 正午太阳高度角计算公式
H正午= 90°- 纬度差
(纬度差就是当地纬度与太阳直射点纬度的差值)
◆ 正午太阳高度角的大小判断方法 根据该地与直射点距离远近（纬度差值） 判断，远则小，近则大。
正午太阳高度的变化规律和计算
A. A
B. B
C. C
D. D
3．拟定房屋旳朝向
为了取得最充分旳太阳光照，各地房屋旳朝向与正午太阳 所在旳位置有关。
北回归线以北 ,太阳往南升到最高处，即正午太阳位于南方，房屋应朝 南 南回归线以南 ,太阳往北升到最高处，即正午太阳位于北方，房屋应朝 北
日落
日落
南
北南
北
日出
北半球
日出
南半球
4．拟定日期、日影长短及方向
αH
6.拟定楼间距、楼高
以我国为例，建房时，为确保各楼整年都有阳光照射， 两楼之间旳最短距离与楼高旳关系应满足： L≥h×cotH (h为楼高，H为冬至日本地旳正午太阳高度)
1．如图是局部区域经纬网及太阳高度等值线（A和B）示意 图，读图，回答下列问题：
（1）图示时刻，太阳直射点M旳地理坐标为：（_5_0_°__w__，__2_0_°__s）
正午太阳高度旳变化规律和计算
学习目的：
1 了解太阳高度与正午太阳高度旳概念 掌握正午太阳高度旳纬度变化和季节变化特点
3 掌握正午太阳高度旳变化在生产生活中旳应用
（一）太阳高度与正午太阳高度旳概念
1.太阳高度：指太阳光线与 地平面 旳夹角，也叫太阳高度角。
白天： h>0 晨昏线上： h=0 晚上： h<0
（2）该日正午太阳高度随纬度变化规律是 从20°s向南北两侧递；减 地球上有极夜现象旳范围是 70°N及其以北地域 。
（3）图中，等值线B旳数值应为 50° 。
（4）有关经线X度数旳论述，正确旳是（ B ）
A．为10°W B．位于10°W 以东 C．为60°W D．位于10°W 以西
四季旳划分
夏季：白昼最长、太阳高度最高旳季节 冬季：白昼最短、太阳高度最低旳季节 春季和秋季：夏季与冬季之间旳过渡季节
高中地理知识点：太阳高度角知识
高中地理：太阳高度角知识一、太阳高度角与正午太阳高度角的概念太阳高度角是我们观察太阳时的仰角，也就是太阳光线与地面之间的夹角（如图1所示）。
由于地球的自转，造成太阳东升西落，太阳高度角在一日内不断发生变化（如图2所示）；正午（地方时为12时）太阳位于上中天时，太阳的高度角达到最大值H，我们将此时的太阳高度角称为该日的正午太阳高度角。
二、（正午）太阳高度角的时空分布规律1、太阳高度角的分布规律（1）某时刻的空间分布如下图所示，此时刻太阳直射点A的太阳高度角为90°，从直射点向四周，随着球面的弯曲，太阳高度角递减，呈同心圆状分布，晨昏线上的太阳高度角为0°。
（2）日变化随着地球的自转，太阳直射点沿纬线移动，球面上各点的太阳高度角均不断发生变化，其大小取决于该点到直射点的球面距离。
2、正午太阳高度角的分布规律（1）某日的空间分布在上图中，A点所在的经线地方时为12时，此时的太阳高度角即为该纬线上各地的正午太阳高度角。
同一纬线上各地此日的正午太阳高度角相同。
A点所在纬线上正午太阳高度角为90°，从A点所在纬线向南北两侧，随着球面的弯曲，正午太阳高度角递减，且与A点之纬度比较，纬度相差多少，正午太阳高度角也相差多少。
比较某日两点的正午太阳高度大小，须比较两点中哪点离太阳直射纬线近，近者正午太阳高度角大。
（2）年变化由于太阳直射点在南北回归线之间作回归运动，某地到太阳直射纬度的距离发生变化，其正午太阳高度角随之变化。
在太阳直射点移近该地所在纬线的时段，该地正午太阳高度角递增；反之，该地正午太阳高度角递减。
若某地在北回归线以北（或南回归线以南），则其正午太阳高度角分别在夏冬至日达最大、最小值。
若某地在南北回归线之间，则一年内有两次太阳直射，正午太阳高度角最大值达90°；在冬夏至日达到两次极小值。
3、特殊地点的正午太阳高度（1）极点的正午太阳高度如下图所示，出现极昼的北极点，一日内太阳高度不变，（正午）太阳高度等于直射点的地理纬度a。
太阳高度(正午太阳高度)变化规律及应用
太阳高度（正午太阳高度）的变化规律及应用1. 变化规律（1）太阳高度的分布规律：直射点的太阳高度为90°，由此向四周呈同心圆递减（如下图甲）。
直射点所在经线上的太阳高度值为各点对应纬度上的最大太阳高度，即正午太阳高度，其变化特点是直射点向南北两侧递减（如下图乙）。
其值大小由如下公式决定：H=90°－|φ±δ|（当地纬度±太阳直射点纬度）（H为正午太阳高度，φ为某地纬度，δ为直射点纬度，若φ与δ在赤道同侧取“－”，不同侧则取“＋”）（2）最值：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；相反，直射南回归线时，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。
（3）极点太阳高度的变化：极昼时期，太阳高度全天都不变（如下图甲），始终等于直射点纬度，其值的年变化幅度解于0°～23°26/。
（4）极圈及其以内地区的太阳高度的变化：从日变化看，极昼期间，全天太阳高度始终都大于或等于零度，其中极圈上在0点时刻有太阳高度为0的时刻（如图乙），极圈到极点之间的地区，其太阳高度全天始终都大于零度（如图丙）；从年变化看，北半球是随太阳直射点北移而增大，南半球反之，其最大值由公式H=90°－|φ±δ|决定。
（5）其他纬度的太阳高度变化：都是日出日落时为0，12点最大，12点前递增，12点后递减。
特殊之处是：赤道上的太阳高度是6点和18点为0（如图丁），其最大太阳高度的年变化范围是[66°34′，90°]。
2.太阳高度的应用（1）推算纬度：根据公式： H=90°－|φ±δ|，可求任意地点的地理纬度。
（2）推算地方时：一天中太阳高度达最大值处的地方时为12时；春秋分时，太阳高度为0处的地方时为6时或18时，赤道上太阳高度为0处的地方时为6时或18时。
（3）推算城市的楼间距：若某地楼高为h，楼间距s，纬度为φ，则该楼与处于其背阳一侧房屋的楼间距s=cot（90°－φ－23°26′）。
正午太阳高度角及其变化规律
。
北
东
4）计算楼距
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（1999年广东卷）（ ） 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） 。
南
南
你能结合上图帮赵亮分析一下原因吗？
5）计算热水器的安装角度
读右图，观察、思考、理解。 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
⑴空间变化规律—纬度变化规律
春、秋分日： 太阳直射赤 道，太阳高度角 由赤道向南北两 侧递减
⑴空间变化规律—纬度变化规律
夏至日： 由北回归线 向南北两侧递减
⑴空间变化规律—纬度变化规律
冬至日： 由南回归线 向南北两侧递减
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
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
南北回归线之间地 区
每年有两次太阳直射达到最大植。 赤道与北回归线之间，冬至日正午太阳高度达到最小值。 赤道与南回归线之间，夏至日正午太阳高度达到最小值。
3. 正午太阳高度的计算
如右图，图中 A为太阳直射点， 其纬度为δ ，B点 纬度为φ ，H为B 点的正午太阳高 度。请用图解法 求B点的正午太阳 高度H与当地纬度 φ 、太阳直射点 纬度δ 之间的关 系，并归纳求各 地正午太阳高的 通用公式。
太阳高度角与昼长的知识资料
正午太阳高度角最大值与最小值出现时间：
最小值
最大值
夏至时最大 冬至时最小
直射时最大
夏至时最小 冬至时最大
正午太阳高度角的最大值讨论： 1、热带地区（南北回归线之间的地区）：直射时最大。 Hmax=900 2、北回归线及其以北的地区：夏至时最大。 南回归线及其以南的地区：冬至时最大 Hmax=900—+23026`
（一）、太阳高度角与正午太阳高度概念：
一、太阳高度角是太阳光线与地平面的夹角。其日变化产生昼夜更替。 昼半球：h>00,表示太阳在地平线之上 晨昏线上：h＝00,表示太阳正好在地平线上
太阳高度角（h）日变化
夜半球：h＜00,表示太阳在地平线之下
二、正午太阳高度 1、定义：一天内最 大 的太阳高度。出现在当地正午12时。 它随太阳直射点的回归运动存在年变化。
正午太阳高度角的最小值讨论：(两至最小)
北半球出现在冬至，南半球出现在夏至 Hmin=900—－23026`
想一想：赤道最小的正午太阳高度角是多少
正午太阳高度角的最大值与最小值之差讨论：
1、热带地区（南北回归线之间的地区）： ⊿Hmax=+23026` 2、北回归线及其以北的地区与南回归线及其以南的地区： ⊿Hmax=４６0５2`
图4所示区域在北半球。弧线a为纬线，Q、P两点的经度差为 90°;弧线b为晨昏点，M点为b线的纬度最高点。回答6～8题。
6.若此时南极附近是极昼，P点所在经线的地方是 A.5时 B.15时 C.9时 D.19时 7.若此时为7月份，图中M点的纬度数可能为 A.55°N B.65°N C.75°N D.85°N 8.若Q地的经度为0°，此时正是北京日出。这个季节 A.洛杉矶地区森林火险等级最高 B.长江下游枫叶正红 C.长城沿线桃红柳绿 D.南极地区科考繁忙 6.B 7.C 8.A
专题复习：正午太阳高度及应用
例1．某校地理兴趣小组利用"立杆见影"的方法,逐日 测中午太阳高度,并根据记录画在一年中正午太阳 高度变化,回答下列问题： （1）该小组记录太阳在a位置时，测算正午太阳高 度为860，北京时间为12：40，该校的地理位置 N 是 （ B） d C b a A．1100E，19.50S B．1100E，19.50N C．1260E，19.50S D．1260E，19.50N
下图中N为北极点，AB为晨错线的一段，且 B为晨昏线与某一纬线的切点，这一天B点 最大太阳高度为40°B、C在同一经线上， 读图，完成1—3题。
1．A点位于 （ A ） A．昏线上 B．晨线上 C．可能在昏线上，也可能在晨线上 D．昏线和晨线的交点上 2．B点的纬度是 （ B ） A．66°34 ′ B．70° C．75° D．80° 3．位于NB之间的任意点C此时太阳高 度最可能是 （ B ） ①小于0° ②5° ③15° ④25°
M
N
近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁 新居，居住条件和环境显著改善。请读图3—3，运用以下公 式回答4～5题。（2002年大综合卷）tan 35°≈0.7 tan 45°=1 tan 60°≈1.732 4. 房地产开发商在某城市（北纬30度）建造了两幢商品住宅 楼，某个居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发 现正午前后太阳光线被南楼挡住，请问房子一年中正午太阳光 线被南楼挡住的时间大约是（ C ） A.1个月 C.6个月 B.3个月 D.9个月
绘出赤道、北回归线、南回归线、北极圈、北极点五 地夏至日的太阳高度日变化示意图
E
例：等太阳高度线问题
图为地球某时刻太阳高度分布示意图，实线为等太阳高度线完 （1 D成
A.7时 B. 15 C. 21时 D. 17 （2）若①②两点经度相同，②③两点纬度相同，则此刻的太阳高 度 （ D） A．①＜③ B．①＝② C．②＝③ D．①＞② （3）此时Q点太阳高度的日变化图是 Ａ
正午太阳高度的变化规律和应用
46°52′ 66°34′ 43°08′
冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：L＝hcotH。
(6)太阳能热水器的倾角调整： 为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与
楼顶平面之间的倾角，使太阳光与受热板成直角。其倾角
和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如下图)。
北回归线及其以北地 区，正午太阳高度一 年有一次最大值(12月 22日前后)，一次最小 值(6月22日前后)。
(2)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 (除赤道外) 一年有一次最大值(6月22日前后)，一次 最小值(12月22日前后) 一年有一次最大值(12月22日前后)，一次 最小值(6月22日前后) 一年有两次最大(太阳直射时最大)，一次 最小值(南半球出现在6月22日前后、北半 球出现在12月22日前后) 一年有两次最大值(春分、秋分)、两次最 小值(夏至、冬至) 来增去减(直射点向本地所在纬线移来， 则正午太阳高度增大，移去则减小)
正午太阳高度的变化规律和应用
1．正午太阳高度的变化规律
(1)正午太阳高度的空间变化规律(全球正午太阳高度的纬度 变化规律)：
从太阳直射点所在 纬线分别向南北两侧递减； 离直射点距离越近(纬度 差越小)，正午太阳高度 越大。如图所示。
夏至日：正午太阳高度 由北回归线向南北两侧递减。 冬至日：正午太阳高度 由南回归线向南北两侧递减。 春秋二分日：正午太阳 高度由赤道向南北两侧递减。
23º 26´N 0º
夏至 春分
北回归线 秋分 春分
23º 26´S
冬至
南回归线及其以南地 区，正午太阳高度一 年有一次最大值(6月 22日前后)，一次最小 值(12月22日前后)。
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正午太阳高度的时空变化规律及其应用
考点一正午太阳高度的变化规律1.正午太阳高度的空间(纬度)变化规律
2.太阳高度的时间变化规律
(1)太阳高度的日变化
极点上在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度
非极点地区太阳高度在一天之内是有变化的，一天之内有一个最大值(地方时12时)即当地的正午太阳高度最大
特别提醒不同纬度太阳高度的日变化速度不同。
太阳高度日变化速度＝正午太阳高度/当地昼长的一半。
(2)正午太阳高度的年变化
回归线之间正午太阳高度最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值
回归线上正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳高度最大值
回归线正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最
至极点
大值
之间
►类题通法
正午太阳高度的几点特殊规律
(1)同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度相等。
(2)对称规律：以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。
(3)近大远小规律：距太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度越大，反之越小。
考点二正午太阳高度的计算和应用
1.正午太阳高度的计算
公式：H＝90°－两点纬度差
说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。
两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。
如图所示：
当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度：
H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。
C点(23.5°S)正午太阳高度：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°。
2.正午太阳高度规律在生产、生活中的应用
(1)确定地方时
当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向
确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。
为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。
(3)确定当地的地理纬度
当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。
根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。
(4)判断日影长短及方向
太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。
正午是一天中日影最短的时刻。
日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南
(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日最短；南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射时日影最短(等于0)。
(5)确定楼间距、楼高
为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。
以我国为例，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：L＝hcot H。
如下图：
(6)计算太阳能热水器的安装角度
为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与集热板成直角。
集热板与地面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度角(H)互余，即α＋H＝90°时效果最佳。
如下图：
(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下，由于阳坡正午太阳高度大，得到的光热多，阴坡得到的太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。
►类题通法
这类问题，实际上是利用到太阳高度与影长的关系。
影子的位置与太阳的位置相反，影子的长度与太阳高度呈负相关。
一天中，物体影子随着太阳高度的变化，先变短，后变长，正午太阳高度是一天中太阳高度最大值时，此时物体影长最短。
一年中，正午太阳高度不断变化，正午影长也不断变化。
以北回归线以北某纬度为例，夏至日这一天影长达一年中最小值，冬至日这一天影长达一年中最大值。