太阳高度和正午太阳高度(修正版)
高中地理 第2课时 正午太阳高度的变化
第2课时正午太阳高度的变化正午太阳高度的变化1.太阳高度和正午太阳高度太阳光线与地平面之间的夹角，叫做太阳高度角，简称太阳高度(如图甲所示)。
一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度(如图乙所示)。
【温馨提示】(1)太阳高度是线面角，是太阳光线与地面夹角，也可以是地面上看太阳的仰角。
(2)正午太阳高度是某地区一天中最大的太阳高度，即正午12时的太阳高度，但不一定是90°。
2.正午太阳高度的纬度变化规律正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
(1)夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，如图中c折线所示。
(2)冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，如图中a折线所示。
(3)春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如图中b折线所示。
3.正午太阳高度的季节变化规律北半球节气达最大值的地区最小值的地区夏至北回归线及其以北各纬度南半球各纬度冬至南回归线及其以南各纬度北半球各纬度春、秋分赤道南北两极点[思考]华北地区的楼房一年四季的采光效果一样吗？为什么？提示不一样。
因为一年四季的正午太阳高度不同，尤其是冬季正午太阳高度最小，北面的楼房最容易被南面的楼房遮住阳光，采光效果最差。
探究点1正午太阳高度的计算及变化规律情境探究[情境材料] 北京(40°N)某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度角，获得测量的数据(见下表)。
第一次第二次第三次60°50°40°[素养设问]从(综合思维)的角度，分析以下问题。
(1)三次测量中，其中一次测量的当天，正值()A.春分日B.夏至日C.秋分日D.冬至日(2)在三次连续测量期间，下列叙述正确的是()A.北回归线以北地区正午太阳高度先变小后变大B.赤道上的正午太阳高度先变大后变小C.南回归线以南的地区正午太阳高度先变大后变小D.北极点周围的极昼范围先变小后变大知能升华1.正午太阳高度的计算方法公式：H＝90°－两点纬度差。
正午太阳高度
图1为甲、乙、丙三地等高旗杆正午影长变化曲线和朝向示意图， 图2为①②③④四地正午太阳高度的变化示意图，读图完成：
(1)有关图1中甲、乙、丙三地地理现象的判断，正确的是( A．甲、乙两地有阳光直射现象 B．一年中昼夜长短变化幅度最大的是乙地 C．自转线速度甲地<丙地<乙地 D．一年中正午太阳高度变化幅度最小的是甲地 (2)图2中四条曲线能够反映乙地正午太阳高度变化的是 ( A．① B．② C．③ D．④
正午太阳高度图
方法技巧
图示正午太阳高度的季节变化
(1)A地：位于北回归线以北，正午太阳高度从冬至→ 二分→夏至逐渐增大，夏至日达一年中最大。 (2)B地：位于南回归线以南，正午太阳高度从夏至→ 二分→冬至逐渐增大，冬至日达一年中最大。
同一时刻，正午太阳高度由直射点向南北两侧递减。 地球上，同一纬线上正午太阳高度相同。太阳直射点所在 的纬线上正午太阳高度最大(90°)。正午太阳高度由直射 点所在的纬线向南北两侧递减。 (2)正午太阳高度的季节变化(如图)
【拓展应用】 1． 正午太阳高度的计算 (1)正午太阳高度角＝90°－两点纬度差。 “两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球， 两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南北不同半球， 两点纬度差为两点的纬度之和。 (2)极昼时寒带地区子夜太阳高度＝(所求地点纬度＋太阳 直射点纬度)－90°。
地球公转的地理意义 ——正午太阳高度变化及计算
考点三
正午太阳高度的变化规律、计算及其应用
图说考点
图示法理解太阳高度和正午太阳高度的区别
(1)太阳高度：太阳光线与地平面之间的夹角，叫做太阳 高度角(如图所示)，简称太阳高度。
(2)正午太阳高度：一天中太阳高度最大值出现在正午， 称为正午太阳高度。(如图所示)
正午太阳高度
一、太阳直射点位置和节气、日期的判断
下列各图中的阴影部分代表黑夜，其中代表晨线的 线段数字是( )
B
A．②④⑥ C．②③⑥
B．①③⑤ D．①④⑤
(1)此图中阳光直射的纬线是
____________，地方时为0时的经
线是________，图中AB是
______(填“晨”或“昏”)线。
(2)这一天是______月______日前
最远的一天
距太阳直射点
冬
最远的一天
至 日 （
正午太阳高度 达到一年中最
小
月
既不是最大，又不是最小
12 22
日
正午太阳高度
）
达到一年中
最大
距太阳直射点
最近的一天
（1）从天文含义看是如何划分四季的呢？ 夏季：一年内白昼最长、太阳最高的季节。也是获得太阳 辐射最多的季节; 冬季：一年内白昼最短、太阳最低的季节。也是获得太阳 辐射最少的季节； 春季和秋季：冬、夏两季的过渡季节。 （2）考虑到气候的变化，北温带的国家怎样划分的四季 呢？ 春季：3、4、5月 夏季：6、7、8月 秋季：9、10、11月 冬季：12、1、2月
（二）正午太阳高度的变化
太阳高度（角）——太阳光线对当地地平面的倾角≤90°
昼半球：H>0° 晨昏圈：H=0° 夜半球：H<0°
正午太阳高度——一天中最大的太阳高度
直
射
西
H
南
北
东
1、正午太阳高度的变化规律
读图回答：
1、此时太阳直射哪个纬度？ 太阳直射赤道。
2、是北半球的什么节气， 日期是哪天?
春分日（3.21前后）
探究问题4
秋分日（9.23前后） 3、正午太阳高度分布 有什么规律？
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
正午太阳高度
夏至日：由北回归线向南北两侧递减。
北回归线以北地区达到一年中的最大值， 南半球各地达到一年中的最小值。
冬至日：由南回归线向南北两侧递减。
南回归线以南地区达到一年中的最大值，北半球 各地达到一年中的最小值。
二分日：由赤道向南北两侧递减。
三、 正午太阳高度角的变化规律
1.空间变化（同时不同地）
1）太阳直射点上的正午太阳高度角=90°
5、判断日影长短及方向：
太阳直射点上，物体的日影为零。正午太阳高度越大， 日影越短，正午太阳高度越小，日影越长， 且日影方向背向太阳。
例一：读图，回答问题。
1.在图中所示的这一天，下列地点中正午太阳高度
最大的是
()
A.北京
B.广州
C.甲地
D.乙地
例二：正午太阳高度及计算 某地有一幢楼，冬至日正午影长S与楼房高度h相同，如图，
楼间距离≥Ｌ=H × cot α
Ｈ
αＬ
四、 正午太阳高度角的应用
2）计算热水器的安装角度
要想最大限度地利用太阳能资源，就 必须使集热面与太阳光线始终垂直。
安装角度a=90°－H正午
四、 正午太阳高度角的应用
3、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。
4、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。
C.北半球各地正午太阳高度逐渐增大
D.南极圈内极昼范围不断扩大
二、 正午太阳高度角的计算
赤道 北回归线 南回归线 北极圈 南极圈
春秋分 90° 66°34′ 66°34′ 23°26′ 23°26′
夏至 66°34′ 90° 43°08′ 46°52′ 0°
高中地理 太阳高度与正午太阳高度知识总结
高中地理太阳高度与正午太阳高度知识总结一、太阳高度太阳光线与地平线（面）的夹角，叫太阳高度角，通常用h来表示。
太阳高度的变化规律：（1）同一地点，不同时刻：日出、日落后，太阳恰好位于地平线上，太阳高度为0°；日出后太阳高度逐渐增大，正午时达到一天中最大值；正午过后，太阳高度逐渐减小。
（2）同一时刻，不同地点：太阳高度从太阳直射点向四周呈同心圆递减。
在太阳直射点上，太阳高度是90°，距离太阳直射点90°的球面大圆上的太阳高度为0°，即为晨昏圈。
昼半球上各地的太阳高度总是大于0°，夜半球上各地的太阳高度总是小于0°。
例1、下图为北京时间2时的全球太阳高度等值线较长，图中15°N纬线与经线圈BAD垂直相交于A点。
读图回答下列问题。
（1）B地的地理坐标是__________，该日B地昼长为_______小时，全球属于新的一天的范围占__________%。
（2）从图中可以看出此刻太阳高度的分布规律是_____________________________。
（3）A、E、C三地影子由长到短的顺序为___________，此刻晨昏线与经线的夹角为_______________。
解析：由图可知，此时太阳直射15°N，处于极昼现象的范围为75°N~90°N，所以B点的纬度为75°N；据此时北京时间2时，可得B点的经度为90°W；B点处于极昼状态，可得其昼长为24时；据此时北京时间2时，可得180°经线的地方时为6时，新的一天占6小时，为全球的25%。
参考答案：（1）75°N，90°W 24 25（2）由太阳直射点向四周逐渐递减（3）E>C>A 15°二、正午太阳高度正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度，通常用H来表示。
正午太阳高度的大小随纬度和季节变化而有规律地变化：就纬度分布而言，春、秋分日，正午太阳高度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。
正午太阳高度
考点三正午太阳高度的变化规律[知识整合]1．太阳高度和正午太阳高度的区别太阳光线与地平面之间的夹角，叫做太阳高度角，简称太阳高度(如图甲所示)。
一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度(如图乙所示)。
2．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。
如下图所示。
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。
(2)正午太阳高度年变化规律在极昼期间，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太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值(地方时12点时)，即当地的正午太阳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最大值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大值[深度思考]1．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，此时日影最短，当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。
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，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。
如下图中各点旗杆日影长短及日影所在方向(图中是夏至日，经线和纬线的交点是直射点)。
(4)确定当地的地理纬度纬度差多少度，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。
(5)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度一般情况下，由于向阳坡正午太阳高度大，获得太阳光热多，背阴坡得到太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而使同一自然带在阳坡的分布高度较高，在阴坡的分布高度较低。
正午太阳高度
B 66°34′N 0° 30°
60°
A 90°
23°26′
S
C 66°34′S
太阳直射南回归线等太阳高度线图
75°N 90°N
75°S
75°S
请问该图的最北点和最南点是什么？其纬度分别是 多少？最北点以内出现什么现象？最南点以内呢？ 太阳直射北纬15度，B、C分别为最北点和最南点， 北极点(N)在B点以南，图上没有南极点，B点所在纬 度为75°N，B点所在的纬度范围内出现极昼现象； C点为75°S .其太阳光照图如右图所示。
距太阳直射点 最远的一天
6 22
冬 至 日 （ 月 日 ）
距太阳直射点 最远的一天
正午太阳高度 达到一年中最小 既不是最大，又不是最小
12 22
正午太阳高度 达到一年中最大
距太阳直射点 最近的一天
(2)正午太阳高度的季节变化规律。
①北回归线及其以北地区： 夏至日达到最大值， 冬至日达到最小值； ②南回归线及其以南地区： 夏至日达到最小值， 冬至日达到最大值； ③南北回归线之间： 赤道以北，两次直射时为最大,正午太阳高度为90° ， 冬至日达到最小值；赤道上，两次直射时为最大，两至 日最小，正午太阳高度为66°34′ ；赤道以南，两次直 射时为最大，夏至日达到最小值。
③全球范围看：太阳直射点上，太阳高度角为90°；以直射点 开始，太阳高度向四周降低，呈同心圆分布(即等太阳高度线)；晨 昏线上太阳高度为0°。（图C）
太阳直射点
C
等太阳高度线图的判读技巧： 1．图的中心为太阳直射点，太阳高度以该点为中 心向四周逐渐降低；通过该点的经线即太阳直射的 经线，地方时是12点；通过该点的纬线即为太阳直 射的纬线，其正午太阳高度为90度。
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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）。
解析：一年中南北方向修建楼房（当
地纬度为θ，纬度较低的楼高H 米）时，要使纬度较高的楼的底层房屋一年中都能被阳光照射，只需要楼间距大于一年中纬度较低的楼的最长影即可。
具体如下：
①、该地若位于北回归线以北地区：（考虑冬至日正午太阳高度）
两楼之间的楼间距为：H ×cot ［90°－（θ＋23°26′）］。
②、该地若位于南回归线以南地区：（考虑夏至日正午太阳高度）
两楼之间的楼间距为：H ×cot ［90°－（θ＋23°26′）］。
其中90°－（θ＋23°26′）就是当地一年中最小的正午太阳高度a
3、太阳高度日变化曲线图（使用地方时）：
某地太阳高度日变化模式图：图5中的H表示该地
一天中最大的太阳高度，并且最大值可以等于90°
（需考虑纬度）。
a表示日出时间，12时表示正午时
分，b表示日落时间。
若该地位于赤道，则a=6时，
b=18时。
若该地不在赤道上，则b- a可大于12小
时，也可小于12小时。
若位于极圈上，可能出现
a=0时、b=24时现象。
若在极圈和极点之间，则可
能出现如图6所示极昼现象，但最大值H小于46°
52′。
极圈内某地出现极昼时的太阳
高度。
极地出现极昼时：太阳高度日变化范围在0°
至23°26′之间。
并且每天都保持一个定值。
4、正午太阳高度年变化图（这里所说的二分二至，均指北半球。
）
（1）赤道地区正午太阳高度年变化图：
赤道上正午太阳高度年变化在66°34′至
90°之间，每年春分日与秋分日有两次直射
现象。
冬至和夏至日时正午太阳高度最小，
为66°34′。
（2）北回归线与赤道之间正午太阳高度年变化图
回归线与赤道之间由于有两次直射
现象，因此正午太阳高度最大值有两
次可以达到90°，并且最小值不低于
43°08′。
（3）北回归线上的正午太阳高度年变化图
回归线线上一年中只有一次直
射现象，因此其最大值在冬至或
夏至达90°，并且最小值等于
43°08′。
（4）回归线与极圈之间某地正午太阳高度年变化图
（5）北极点正午太阳高度年变化图：
5、不同纬度地点二至日太阳方向及太阳高度回归线与极圈之间在一年内既无直射现象，也无极昼现象，因此其最大值小于90，最小值大于90°。
并且仅在冬至或夏至时出现最大值。
北极地区：春分至秋分正午太阳高度大于0°，出现极昼，其中夏至正午太阳高度达一年中最大，并且极昼范围扩大到整个北极圈以内。
秋分至春分正午太阳高度小于0°，出现极夜，其中冬至极夜范围扩大到整个北极圈以内。
图中反映的是不同地点二至
日太阳的方向，其中a表示冬
至日太阳高度和方向，b表示
夏至日太阳高度和方向。