昼夜长短和正午太阳高度的分布和变化规律
昼夜长短和正午太阳高度的分布和变化导学
---找规律
昼夜长短的分布和变化规律
（昼长+夜长=24小时昼长=日落时刻-日出时刻）
一、读课本P19页三图填写下表数据
1、找出各纬度最长昼长和最短昼长的日期，在表中圈出来
2、记住各纬度最长昼长的时间长短
二、按下表分析所填数据，找出有关昼夜长短的分布及变化与太阳直射点的位置和移动相互关系的规律
三、根据两表格内容，讨论回答以下问题：
1、赤道全年昼夜长短的特点是？春秋分日全球昼夜长短状况呢？
2、北半球夏半年昼夜长短的状况是？此时段太阳直射点的位置在哪个半球？冬半年呢？
3、北半球昼长是从什么时候开始增长的？此时段太阳直射点朝哪个半球移动？北半球昼长是从什么时候开始缩短的？此时段太阳直射点朝哪个半球移动？
4、北半球各地昼长什么时候达一年中最长？最短呢？
5、你能讨论出南半球的昼夜长短的分布和变化特点吗？
6、总结：昼夜长短的分布和变化与太阳直射点的关系
太阳直射的半球：
太阳直射点移向的半球：
7、你还发现了什么现象了吗？
正午太阳高度角（H）的分布和变化规律
（H=90°-两地纬度差两地纬度差为所求地点与太阳直射点纬度差）
读P19页三图，按要求填写下表
一、根据所填内容探讨以下问题：
1、四个节气各纬度正午太阳高度的分布特点
2、同一纬度四个节气的正午太阳高度的特点
3、判断以下各地一年中正午太阳高度最高的时间（用节气表示）：
赤道北回归线南回归线
北极圈南极圈40°N
40°S
总结：各地一年正午太阳高度最大值出现的时间
4．同纬度地区（H）相等吗？夏季昼长大于冬季的昼长，正午太阳高度是不是也比冬季高？
5．比较以下情况的（H）的分布特点
离直射点越近
和直射点距离（纬度距离）相等的两地
6．计算
当太阳直射20°N，求以下纬度的H（要求写出计算的公式）
39°S
47°N
70°N
7°S
5°N
7．推算：
当太阳直射10°S时，和30°N正午太阳高度相等的另一条纬度？。
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°。
正午太阳高度的变化(1)
N
h > 0：白昼 h
0°
O
h = 0 ：晨昏线上
S
h < 0 ：黑夜
二、正午太阳高度（角）
正午
太阳的运动轨迹
头顶
傍晚
H 太阳
早晨
定义：正午太阳高度角是正午时太阳光线与地平面的夹 角，为一天中太阳高度的最大值，简称正午太阳高度。
2、正午太阳高度角的变化
二分日、二至日全球昼夜长短状况
时间 6．22 北半球
北极圈以内为极（昼）
南半球
南极圈以内为极（夜）
昼最（长），夜最（短） 昼最（短），夜最（长）
昼最（短），夜最（长） 昼最（长），夜最（短） 12．22 北极圈以内为极（夜） 南极圈以内为极（昼）
3．21 9．23
全球昼夜（等长）
一、太阳高度（角）
太阳直射哪条纬线？ 答：23°26’S
正午太阳高度的纬度 分布有什么规律？ 答：南回归线正午太 阳高度为90°，自南 回归线向南、北两侧 递减
冬至日全球正午太阳高度
三、正午太阳高度的分布规律
太阳直射哪条纬线？
答：赤道
正午太阳高度的纬度 分布有什么规律？
答：赤道正午太阳 高度为90°，自赤 道向两极递减
• 正午太阳高度越大，楼间距越小； 正午太阳高度越小，楼间距越大
• 在我国，纬度低的地方楼间距小些，
纬度高的地方楼间距大些
地球公转的地理意义
一 、昼夜长短和正午太阳高度角的变化
1、昼夜长短的变化
（1）昼夜长短状况与太阳直 射 点位置的关系：
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
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。
正午太阳高度和昼夜长短变化日照变化与气候
正午太阳高度和昼夜长短变化日照变化与气候在我们生活的地球上，正午太阳高度、昼夜长短变化以及日照变化，这些看似抽象的天文现象，实际上与我们所经历的气候有着千丝万缕的联系。
它们如同大自然手中的魔法棒，轻轻一挥，便改变着地球的温度、降水和风向，塑造出丰富多彩的气候类型。
首先，让我们来了解一下正午太阳高度的变化。
正午太阳高度指的是一天中太阳直射光线与当地地平面的夹角在正午时达到的最大值。
由于地球绕着太阳公转，并且地轴倾斜，导致不同地区在不同时间接收到的太阳辐射能量存在差异。
在北半球的夏季，太阳直射点位于北半球，此时北半球各地的正午太阳高度较大。
这意味着太阳光线更加垂直地照射在地面上，单位面积接收到的太阳能量更多，从而气温升高。
相反，在冬季，太阳直射点移到南半球，北半球的正午太阳高度变小，太阳光线倾斜程度增大，单位面积获得的太阳能量减少，气温随之降低。
这种正午太阳高度的变化对气候产生了显著的影响。
例如，在赤道附近，由于正午太阳高度常年较高，气温普遍较高，形成了热带气候。
而在中纬度地区，随着季节的交替，正午太阳高度的变化较大，导致了四季分明的气候特点。
接下来，昼夜长短的变化也是影响气候的重要因素。
地球的公转和地轴的倾斜使得不同地区在不同季节经历着长短不一的白昼和黑夜。
在夏季，北半球昼长夜短，白天时间长，太阳照射时间长，地面吸收的热量多，气温较高；而冬季则昼短夜长，夜晚时间长，地面散失的热量多，气温较低。
这种昼夜长短的变化在高纬度地区尤为明显。
在北极圈和南极圈内，甚至会出现极昼和极夜现象。
极昼时，太阳长时间照射，气温相对较高；极夜时，长时间的黑暗使得气温急剧下降，形成了极端寒冷的气候。
日照变化与正午太阳高度和昼夜长短变化密切相关。
日照时间的长短直接影响着地面接收太阳辐射的总量。
在日照时间较长的地区，如夏季的中低纬度地区，充足的阳光使得气温升高，蒸发旺盛，降水相对较多。
而在日照时间较短的冬季，或者高纬度地区，太阳辐射较弱，气温低，蒸发少，降水也相对较少。
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？
二轮复习正午太阳高度和昼夜长短的规律总结
正午太阳高度和昼夜长短的规律总结基本规律1.黄赤交角+地轴倾斜角=90°2.直射点移动的纬度范围=黄赤交角3.热带的范围=太阳直射点移动的纬度范围4.极昼（夜）的最低纬度= 90°—直射点的纬度5.黄赤交角变大，直射的范围增大，热带范围扩大；极昼极夜的范围增大(纬度变小），寒带范围扩大，温带范围减小。
重要推论（技巧、规律）1.极昼（极夜）的最低纬度+直射点纬度=90°，切点的纬度+直射点纬度=90°2.切点的正午太阳高度等于直射点纬度的二倍3.极点的太阳高度等于太阳直射点的纬度4.赤道的正午太阳高度＝90°－太阳直射点的纬度5.极昼区内某点的正午太阳高度+子夜的太阳高度角等于直射点纬度的二倍6.极昼区内某地在“子夜”（零时）的太阳高度=该地的纬度+直射点的纬度-90°7.极昼区内某点的正午太阳高度-子夜的太阳高度角=180°-该点纬度的两倍 =2×(90°-当地纬度)即（纬度余角的两倍）二至日的正午太阳高度的差值：1.温带地区（23.5°≤纬度≤66.5°）： |H 夏至－H 冬至|＝2×23.5°2.热带地区（纬度≤23.5°）：|H 夏至－H 冬至|＝2当地纬度正午太阳高度年内最大变幅（最大值—最小值）：1.热带地区（纬度≤23.5°）：当地纬度＋23.5°2.温带地区（23.5°≤纬度≤66.5°）：|H 夏至－H 冬至|＝2×23.5°3.寒带地区（纬度≥66.5°）：90°－纬度+23.5°对 称 性1.日出与日落的时刻关于正午对称。
2.北半球某纬度的昼长=南半球同纬度的夜长。
3.北半球某纬度的昼长+南半球同纬度的昼长=24小时。
4.同一地点在二至日前后对称的两天的昼长相等。
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角的变化
正午太阳高度角的变化
正午太阳高度角在一年中呈现周期性 变化。在北半球，夏至日正午太阳高 度角最大，冬至日最小。南半球则相 反。
对人类生活的影响与意义
光照与气温的影响
昼夜长短和正午太阳高度角的变 化影响光照时间和强度，进而影 响气温和气候。这对农业生产和 人类生活有重要影响。
新能源利用
随着太阳能利用技术的发展，研究昼夜长短和正午太阳高 度角的变化规律对于优化太阳能利用和提高能源效率具有 重要意义。
建筑与城市规划优化
进一步研究光照、气温与建筑、城市规划的关系，可以优 化城市空间布局和建筑设计，提高居民的生活质量。
THANKS
感谢观看
正午太阳高度角越大，太阳光与地面形成的夹角越小，日照时间越长，白天时间相对较 长。
正午太阳高度角小，日照时间短
正午太阳高度角越小，太阳光与地面形成的夹角越大，日照时间越短，白天时间相对较 短。
两者变化的相互影响关系
昼夜长短影响正午太阳高度角
01
由于地球自转轴倾斜，随着季节变化，昼夜长短发生变化，进
城市规划
在城市规划中，需要考虑建筑物的采光和阴影问题。正午 太阳高度角的变化对于建筑物的采光和节能设计具有重要 意义。
农业指导
昼夜长短和正午太阳高度角的变化对农业生产有重要影响 ，例如作物生长周期、灌溉需求等。通过了解这些变化， 可以更好地指导农业生产。
旅游规划
昼夜长短和正午太阳高度角的变化会影响旅游活动的时间 安排。例如，在极地地区，夏季白天时间较长，适合开展 户外活动，而冬季则相反。
02
昼夜长短的变化
定义与原理
昼夜长短与正午太阳高度的变化
昼夜长短与正午太阳高度的变化在我们生活的地球上，昼夜长短和正午太阳高度的变化是非常显著且重要的自然现象。
这些变化不仅影响着我们的日常生活，还对地球上的气候、生态系统以及人类的活动产生着深远的影响。
让我们先来了解一下昼夜长短的变化。
地球在围绕太阳公转的过程中，由于地轴是倾斜的，并且倾斜的方向始终保持不变，这就导致了太阳直射点在地球上的位置会发生周期性的移动。
当太阳直射点在北半球时，北半球昼长夜短，南半球则昼短夜长；而当太阳直射点在南半球时，情况则正好相反，南半球昼长夜短，北半球昼短夜长。
在春分和秋分这两个时刻，太阳直射赤道，全球各地昼夜等长。
春分过后，太阳直射点逐渐北移，北半球的白昼开始逐渐变长，黑夜逐渐变短，直到夏至这一天，太阳直射北回归线，北半球迎来了一年中白昼最长、黑夜最短的时刻，北极圈内甚至会出现极昼现象；而此时的南半球则是白昼最短、黑夜最长，南极圈内出现极夜现象。
夏至过后，太阳直射点又开始向南移动，北半球的白昼逐渐变短，黑夜逐渐变长，到了秋分，再次昼夜等长。
秋分过后，太阳直射点继续南移，南半球的白昼逐渐变长，黑夜逐渐变短，到了冬至这一天，太阳直射南回归线，南半球迎来白昼最长、黑夜最短的时刻，南极圈内出现极昼，而北半球则是白昼最短、黑夜最长，北极圈内出现极夜。
接下来，我们再看看正午太阳高度的变化。
正午太阳高度指的是一天中太阳高度的最大值，也就是当地时间 12 点时太阳光线与地平面的夹角。
由于太阳直射点的移动，同一地点在不同的季节，正午太阳高度是不同的。
在太阳直射点所在的纬度，正午太阳高度为 90 度。
从直射点所在的纬度向南北两侧，正午太阳高度逐渐减小。
例如，在夏至日，北回归线及其以北地区的正午太阳高度达到一年中的最大值，南半球各地的正午太阳高度达到一年中的最小值；而在冬至日，南回归线及其以南地区的正午太阳高度达到一年中的最大值，北半球各地的正午太阳高度达到一年中的最小值。
昼夜长短和正午太阳高度的变化，对我们的生活有着多方面的影响。