正午太阳高度角变化(正式)
正午太阳高度角年变化幅度
1. 向北度数增大为北纬；向南度数增大为南纬；向东度数增大为东经；向西度数增大为西经。
2. 20°W向东至160°E为东半球；20°W向西至160°E为西半球；经度度数小于20°，为东半球，经度度数大于160°，为西半球；经度度数在20°至160°之间，为相应半球。
3. 纬度相差1°，实地距离相差111千米；经度相差1°，实地距离相差111千米×COS θ〔θ为当地纬度〕。
4. 同纬度飞行，先向高纬飞，后向低纬飞。
〔即：北半球先向北飞，南半球先向南飞〕。
位于晨昏线上的两点之间，沿晨昏线的劣弧飞行最短。
位于经线圈上的两点，沿经线过极点飞行。
赤道上两点一般按赤道的劣弧飞行。
假设两点相差180°，那么有无数种飞行方法。
5. 地球自转和公转方向一样，都是自西向东；即：从北极上空看呈逆时针方向，从南极上空看呈顺时针方向。
6. 地球自转线速度从赤道向两极递减；纬度度数一样，线速度一样；纬度度数不同，线速度不同。
7. 除南北两极点外，全球各点地球自转角速度都相等。
地球自转角速度：W=15°/h=1°/4分钟。
太阳直射点在地球外表移动速度大约为4天1°。
8. 地球公转速度：近日点〔1月初〕最大，远日点〔7月初〕最小自近日点向远日点移动，公转速度逐渐变慢；自远日点向近日点移动，公转速度逐渐变快。
9. 黄赤交角变大，热带、寒带的范围变大；温带的范围变小。
黄赤交角变小，热带、寒带的范围变小；温带的范围变大。
回归线的度数＝黄赤交角的度数；回归线的度数＋极圈的度数＝90°10. 晨昏线：晨线与赤道的交点地方时为6点；昏线与赤道的交点地方时为18点；晨昏线与始终太阳直射光线向垂直；晨昏线与经线圈相重合时，该日为春秋分日；晨昏线与纬线圈相切的切点为12时或24时。
11. 纬度越高，运动速度越大，地转偏向力越大。
正午太阳高度角的变化(自作)讲解
四、正午太阳高度的应用
1、楼间距计算
12月份
6月份
如果要想樟村中学高一教
学楼底层在冬季的时候也有充 足的阳光照射，两楼必须满足 什么条件？
楼间距不得小于当地一年中正 午太阳高度最小时候的影长。
h
S
LH
初中教学楼
N上饶樟村
你注意过一天中影子的变化吗？什么时候影子长？ 什么时候影子短？为什么会有这样的变化？
一个真实的故事：
小张夫妇去年6月份在上饶市某小区购买了一套 底层朝南的现房。当时是临近中午去看房，发现有 明媚的阳光射进卧室，觉得采光条件还不错，于是 就交钱买下了，装修好后到12月份住进去却发现即 使是中午也没了阳光，他们很是困惑，心里暗想： 咋回事？开发商使了什么招数？
暗想：咋回事？开发商使了什么招数？
12月份
6月份
南楼
北楼
如果要想北楼底 层在冬季的时候也 有充足的阳光照射， 两楼必须满足什么 条件？
楼间距不得小于当地 一年中正午太阳高度
最小时候的影长。
上饶 (28°N)
想一想：正午太阳高度的分布规律还 可以应用在哪些实际生活当中？
正午太阳高度的变化第2课时
（2）两纬线关于太阳直射点对称分布，则这两纬线 正午太阳高度有什么关系？
相等
延伸：某地纬度与直射点纬度差越小（或某地
离太阳直射点越近），正午太阳高度越大；反之越 小。即所谓“近大远小”。
（二）、正午太阳高度的时间变化规律
23.5°N
6.22
0°
3.21
9.23 次年3.21
23.5°S 读太阳直射点回归图，思考：
夏至日达到最大值，冬至日达到最小值。 H=90°—(53.5°N-23.5°S)=60°
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。
人教版必修一1.3正午太阳高度角变化(共38张PPT)
3、正午太阳高度的变化规律
（1）、空间变化 （同时不同地） 在同一时间，正午太阳高度随纬度的变化
（2）、时间变化 （同地不同时） 在同一地点，正午太阳高度随季节的变化
冬至日正午太阳高度的纬度变化
思考： 太阳直射点位于什么 地方？正午太阳高度 角的变化规律？
南回归线 由南回归线向南北两 侧递减
夏至日正午太阳高度的纬度变化
结论：正午太阳高度的时空规律
(1)纬度分布规律：由直射点所在纬线向 南北两极递减。
(2)季节变化规律：太阳直射点靠近时变 大，远离时变小。
1下列日期中，北京正午太阳高度最小的是：
A．6月1日
B．7月1日
C．10月1 日 D．元月1日
2赤道上一年中什么时候正午太阳高度最小？
• 夏至与冬至日（因为这时直射点在回归线上，赤
66°34´S 90°S
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 达到全年最小
90° S
90 ° N
23°26′ N
0° 23°26 ′ S P
90° S
达到全年最小
达到全年最大
③北回归线至赤道之间地区
90 ° N
23°26′ N P 0° 23°26 ′ S
B、6月21日21时
•C、6月22日9时
D、6月22日21时
•【答案】B
4、正午太阳高度的计算
正午太阳高度（H）=90°－纬度差
H = 90°—︱ ± ︱
=当地纬度 =太阳直射点纬度
注意：
纬度差是指所求地与直射点的纬度差。
若直射点与所求点位于同一半球，则该纬度 差为两地纬度之差；
正午太阳高度角的变化及应用
节能建筑
利用正午太阳高度角的变化，可 以设计出更节能的建筑，例如采
用太阳能采暖和制冷系统。
采光优化
通过了解正午太阳高度角的变化， 可以优化建筑物的采光设计，提
高室内光照效果和舒适度。
太阳能利用
太阳能电池板
光伏发电
太阳能发电站的选址与建设
• 太阳能发电站利用太阳能电池板将太阳能转化为电能。为了最 大化太阳能的收集和转化效率，太阳能发电站的选址和建设需 要考虑当地的正午太阳高度角。通常选择在阳光充足、地势平 坦且无遮挡物的地方建设太阳能发电站，以确保太阳光能够垂 直照射到太阳能电池板上，从而提高光电转化效率。
太阳钟
利用太阳光投影的原理，通过太阳光在物体上产生的影子来 指示时间。由于正午时分太阳高度角最大，影子最短，因此 太阳钟通常以正午时分为准点。
日晷
利用太阳光在直立物体上产生的影子来指示时间。日晷的设 计需要考虑当地的正午太阳高度角，以确保准确度。
太阳能热水器的安装角度
• 太阳能热水器是一种利用太阳能来加热水温的装置。为了最大化吸收太阳能，太阳能热水器的安装角度需要与当地的正午 太阳高度角相匹配。在正午时分，太阳光直射地面，此时太阳高度角达到最大值，太阳能热水器的吸热效率也最高。
储热系统设计
结合太阳高度角的变化规律，合理设计储热系统，确保在太阳辐射不足时仍能提供稳定 的热源。
THANKS
感谢观看
正午太阳高度角的变化及 应用
• 正午太阳高度角的基本概念 • 正午太阳高度角的变化对地球的影响 • 正午太阳高度角在日常生活中的应用
• 正午太阳高度角在科学实验中的应用 • 正午太阳高度角在工程技术中的应用
正午太阳高度角变化规律
正午太阳高度变化的一般规律：由于太阳直射点在南北回归线之间移动，所以：1、在回归线之间的地区，一年有两次太阳直射机会，此时正午太阳高度最大，为90°。
太阳直射南北回归线时出现极小值。
其中除赤道两个极小值都是最小值外，其它地区以太阳直射另一半球回归线时最小。
2、在回归线之外的地区，可含南北回归线，在太阳直射本半球回归线时最大，直射另一半球回归线时最小。
例如，北京约在北纬40°，在北半球夏至，太阳直射北回归线，此时这里的正午太阳高度最大，约为73.5°；在冬至，太阳直射南回归线，此时这里的正午太阳高度最小，约为26.5°。
因为地球的公转致使一年内太阳在地球的直射点在南北回归线之间往复一次。
以北半球北回归线穿过的地区为例：一年中当太阳光直射北回归线时,正值我国北方的夏至节气,正午太阳在头顶正上方,即太阳高度角为90°,为一年中的最大值；当太阳光直射南回归线时,正值我国北方的冬至节气，此时的太阳高度角为23.5°，为一年之中的最小值。
由于地球自转，产生了太阳的视运动现象(东升西落)，即太阳高度的日变化。
由于地球公转，使太阳直射点南北移动，从而产生了正午太阳高度的纬度变化和季节变化现象。
小于23.5度，一年有2次太阳直射。
黄赤交角23.5度太阳直射点以一年为周期在南北回归线之间移动。
夏至日太阳直射北回归线（北纬23.5度），北回归线以北正午太阳高度达到最大，整个南半球正午太阳高度达到最小。
冬至日太阳直射南回归线（南纬23.5度），南北情况与夏至时相反。
其余时间是这两个状态的过渡。
黄赤交角的存在!因为每天正午的太阳高度角最大.黄赤交角使太阳直射点南被移动,随季节的变化而改变,楼上所说的都是在指太阳直射点的不同,太阳直射点的正午太阳高度最大,但毕竟只有一处而已!正午是一天中太阳最高的时刻。
这个最高的高度随季节变化。
冬至的时候最低，正午的太阳能从向南的窗户射进大半间屋子，夏至的时候只照进窗台一点点。
正午太阳高度角的变化(精品课件)
N
S
北京-40°N
春秋分日3月21日|9月23日
北京
H=50°
90°
40°
H北京=90°-|40°-0°|=50°
北京-40°N
正午太阳高度角的计算 SV-of solar altitude angle at noon
确定地方时——N-range and E. / extension direction
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
确定房屋的朝向——Orient the house
90°80°70°60°50°40°30°20°10°
南极点 南极圈 南回归线 赤道 北回归线 北极圈 北极点
90°S
66°34′S
23°26′S
23°26′N
66°34′N
90°N
0°N
春秋分日3月21日|9月23日
夏至日6月22日
冬至日12月22日
1.夏至日下列哪座城市的正午太阳高度角最大？ A.广州 B.武汉 C.北京 D.哈尔滨
2.下图abc线段分别表示哪个节气的正午太阳高度角的变化规律？ A. 冬至、春(秋)分、夏至 B. 夏至、冬至、春(秋)分 C. 夏至、春(秋)分、冬至 D. 冬至、夏至、春(秋)分
已知：太阳直射纬度：23°26′N 所求点的纬度： ?H=90°- 两地纬度差83°26′=90°- 两地纬度差两地纬度差=6°34′?=30°N， ?=16°42′N，
105°E
A(105°E,30°N)
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达到一年中的最大值， 北半球 达到最小值。
1下列日期中，北京正午太阳高度最小的是：
A．6月1日
B．7月1日
C．10月1 日 D．元月1日
2赤道上一年中什么时候正午太阳高度最小？
• 夏至与冬至日（因为这时直射点在回归线上，赤
道距离回归线最远 ）
4、正午太阳高度的计算
正午太阳高度（H）=90°－纬度差
墙壁
地面
（3）、确定房屋朝向：北回归线以
北的地区，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。
（４）判断日影长短及方向
3.21
6.22 9.23
次年6.22 次年3.21
12.22
N
S
北回归线
0° 南回归线
北回归线及其以北地区，正午影子朝向
H = 90°—︱ ± ︱
=当地纬度 =太阳直射点纬度
注意：
纬度差是指所求地与直射点的纬度差。
若直射点与所求点位于同一半球，则该纬度 差为两地纬度之差；
若直射点与所求点位于不同半球，则该纬度 差为两地纬度之和。
如：求北京（400N）冬至日的正午太 阳高度角？
步骤：1 标直射点、所求点纬度，
光
线
冬至日正午太阳高度的纬度变化
思考： 太阳直射点位于什么 地方？正午太阳高度 角的变化规律？
南回归线 由南回归线向南北两 侧递减
夏至日正午太阳高度的纬度变化
思考： 太阳直射点位于什么 地方？正午太阳高度 角的变化规律？
北回归线 由北回归线向南 北两侧递减
二分日正午太阳高度的纬度变化
思考： 太阳直射点位于什 么地方？正午太阳 高度角的变化规律？
––––––地球公转的地理意义
1 正午太阳高度变化
2 昼夜长短变化 3 四季更替
4 五带划分
地
地球自转
地球公转
球
公
赤道平面
黄道平面
转
的 地
黄赤交角 23°26´
影响
理 意
太阳直射点的南北移动
义
昼夜长短的变化
正午太阳高度的变化
随纬度变化
五带
随季节变化
四季
正午太阳高度的变化
一、正午太阳高度角
（一）、太阳高度角 指太阳光线对于地平面的倾角。 （二）、正午太阳高度 1、概念：当地正午（地方时12点）时的太阳
1）直射点北移（12月22到6月22日）：北
回归线及其以北地区正午太阳高度逐
渐区正午太阳高
度达到一年中的最大值，南半球
达到最
小值。
2）直射点南移（6月22到12月22日）：南回归线 及其以南地区正午太阳高度逐渐 增大 ，
12月22日 南回归线及其以南 地区正午太阳高度
热水器，为了充分利用太阳能，冬至日集热板
与地面夹角的为（ ）
A.6.5°
B.30°
C.53.5°
D.60°
a＝直射点与所求点的纬度间隔
a冬至＝30°＋ 23.5°
＝ 53.5°
注：离直射点越近，正午太阳高度 越大 ；离 直射点越远，正午太阳高度 越小 。
【典型例题】
1.北半球夏至日，下列城市正午太阳高度由大 到小的排列正确的是（ C ） A．广州、北京、哈尔滨、杭州 B．哈尔滨、北京、杭州、广州 C．广州、杭州、北京、哈尔滨 D．哈尔滨、广州、北京、杭州
（2）正午太阳高度的季节变化规律
正北 ，
夏至日时影子最 短，冬至日时影子最 长 。
南回归线及其以南情况相反。
当堂训练
在地球上，一年中正午物体的
影子始终朝南的是 ( D )
A. 北回归线与北极圈之间 B. 北回归线以北 C. 南回归线之南 D. 南回归线和南极圈之间
（５）、计算南北楼间距：为了使楼房底层 获得充足的太阳光照，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 。
解题的关键是计算当地一年中最小的正午太阳 高度，并计算影长。
h L=
tanH
h
ＨL
（６）太阳能热水器的安装角度 读右图，思考怎样最大程度的利用太阳能？
（６）太阳能热水器的安装角度
安装角度a=90°－H(正午太阳高度角) =纬度差
例： 在北纬30°附近的日光城拉萨安装太阳能
赤道 由赤道向南北 两侧递减
正午太阳高度的空间变化
夏至日 二分日 冬至日
90°N 66°34´N
23°26´N 0° 23°26´S
66°34´S 90°S
3、正午太阳高度的变化
（1）、正午太阳高度的空间变化
变化规律：由 太阳直射点 向南北两侧递减。 冬至日：由 南回归线 向南北两侧递减； 夏至日：由 北回归线 向南北两侧递减； 春、秋分日：由 赤道 向南北两侧递减。
(1)、根据正午太阳高度确定时间
例1：110°E日影最短时北京时间是几
点？ 12:40
例２：当商洛市（109°E）太阳高度角 达一天中的最大值时北京时间是几点？
12:44
判断：
当太阳直射120。E时，北 京的太阳高度角达到一天 中的最大值。
（2）、 确定地面光斑的面积大小和气温 的高低：一年中太阳高度大的季节，太阳投 射在地面上的光斑面积较小，气温较高 ；直 立墙壁上单位面积得到太阳热量较低 。
2 算纬度差
H=900-（40°+ 23.50 ）
=26.50
牛刀小试
夏至日和冬至日商洛（340N） 的正午太阳高度分别是多少？
夏至日： H＝900 –︱340–23026’︱＝79026’ 冬至日： H＝900 –︱340＋23026’︱＝32034’
FLASH正午太阳高度与影长
5、正午太阳高度角的应用
高度。也是当地一天中最大的太阳高度。
2、变化的原因： 黄赤交角的存在
h
地平面
正午太阳高度角： 正午太阳光线与地平
面的夹角。
正午太阳
天 空
日出日落时 太阳高度角H=0
白天
南
太阳高度角H＞0
西
北 新洲（30°N ,115° E）
东
地平面
新洲某一天太阳位置变化情况
球面上的正午太阳高度角
正
午
①② ③
太
阳 H