太阳高度角的变化
赤道地区太阳高度角变化规律
赤道地区太阳高度角变化规律
春分日（每年的3月21日（或20日）），太阳直射点在赤道纬线上，极圈移动到南北极点上，全球昼夜长短相等；正午太阳高度角赤道上90°——直射，由赤道越往两极太阳高度越低，极点上太阳高度角为0°。
秋分日在每年的9月23日（或22）；太阳直射点在赤道纬线上；极圈移动到南北极点上；全球昼夜长短相等；正午太阳高度角赤道上90°——直射，由赤道越往两极太阳高度越低，极点上太阳高度角为0°。
夏至日在每年的6月22日（或21）；太阳直射点在北回归线上（23.5°N）；极圈移动到南、北极圈纬线上（66.5°S、66.5°N）；赤道纬线上昼夜长短相等；北极圈以北是极昼、南极圈以南是极夜，所以越往北白天时间越长夜晚时间越短，越往南白天时间越短夜晚时间越长，北半球昼长夜短、南半球昼短夜长；正午太阳高度角北回归线上90°——直射，距离北回归线越远太阳高度越低，南北极圈纬线上太阳高度角为0°。
冬至日在每年的12月23日（或22）；太阳直射点在南回归线上（23.5°S）；极圈移动到南、北极圈纬线上（66.5°S、66.5°N）；赤道纬线上昼夜长短相等；北极圈以北是极夜、南极圈以南是极昼，所以越往北白天时间越短夜晚时间越长，
越往南白天时间越长夜晚时间越短，北半球昼短夜长、南半球昼长夜短；正午太阳高度角南回归线上90°——直射，距离南回归线越远太阳高度越低，南北极圈纬线上太阳高度角为0°。
太阳高度角影响因素
太阳高度角影响因素
太阳高度角是指太阳光线与地平线之间的夹角，它受到以下因素的影响：
1. 时间：太阳的高度角随着时间的变化而变化。
每天中午太阳高度角最高，早晨和傍晚太阳高度角较低。
2. 季节：太阳高度角也随着季节的变化而变化。
在夏季，太阳高度角较高，在冬季太阳高度角较低。
3. 纬度：太阳高度角还受到地球上不同纬度的影响。
在赤道附近，太阳高度角更高，而在极地地区，太阳高度角较低。
4. 天气条件：云云量、雾、大气污染等天气条件都会影响太阳高度角的感觉。
在阴天和有大量云层的天气中，太阳高度角会被遮挡，所以感觉较低。
这些因素的综合影响决定了太阳高度角的大小，进而影响着太阳光线的穿透能力和照射强度等。
太阳高度角的变化规律及其计算
南回归线上的正午太阳高度最大。 冬至日 南回归线 从南回归线向南北两侧递减。
缩记：正午太阳高度由直射点所在纬线向南北两侧递减； 离太阳直射点越近，正午太阳高度越大。
(2)正午太阳高度的年变化 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 之间
回归 线上
4.正午太阳高度大小的季节变化规律
正午太阳高度
夏
达到一年中最
至
大
日
（
既不是最大，又不是最小
月
正午太阳高度
达到一年中最
日
小
）
6 22
夏至日，正午太阳高度北回归线及其以北达到一年中的最大值； 南半球达到一年中的最小值
12 22
冬
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
日
正午太阳高度
4．仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是(C )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A．①
B．② C．③
D．④
5．为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的
是A．( D①)
B．② C．③ D．④
（2013·福建高考)福建某中学研究性学习小组，设计了可调节窗
户遮阳板，实现教室良好的遮阳与采光。下图示意遮阳板设计原 理，据此回答(1)～(2)题。
直 射 H
6、正午太阳高度相关知识的应用
（1）确定地方时 当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时 当地地方时为12时。
（2）判断所在地区的纬度 【练习】夏至日某地的正午H=66.5°，则该地的地理纬度是多少？
（3）确定房屋朝向 为了获得更充足的太阳光线，确定该房屋的朝向与正午太
太阳高度角全年变化情况
太阳高度角全年变化情况太阳视位置指从地面上看到的太阳的位置，用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。
太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，其值在0°到90°之间变化，日出日落时为0°，太阳在正天顶上为90°（万年历中显示的高度角均已进行了蒙气差的订正，蒙气差值取自天文年历）。
太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。
方位角以正南方向为0，由南向东向北为负（-），由南向西向北为正（+），如太阳在正东方，方位角为-90°，在正东北方时，方位为-135°，在正西方时方位角为90°，在正北方时为±180°。
实际上太阳并不总是东升西落，只有在春分秋分两天，太阳是从正东方升，正西方落。
在北半球，从春分到秋分的夏半年中，太阳从东偏北的方向升（方位角为-90°到-180°之间），在西偏北的方向落（方位角为90°到180°之间）；而从秋分到下一年春分的冬半年中，太阳从东偏南的方向升（方位角为-90°到0°之间），在西偏南的方向落（方位角为0°到90°之间）。
太阳高度角与地面的太阳光强弱密切相关。
早晚与中午的光强有很大的差异，原因就在于太阳高度角的不同。
在晴天条件下，太阳光的强弱与太阳高度角的正弦成正比。
因此了解太阳高度角对分析地面的太阳光强、紫外线的强弱有重要的意义。
正午时（指当地真太阳时的正午。
不是北京时间的中午12点，也不是地方平时的12点,而是太阳中心正好在子午线上的时间，也即太阳方位角由负值变为正值的瞬间）太阳高度角是一天中太阳高度角的最大值（除极地部分地区外），夏季这个值较大，冬季较小，夏至时最大，冬至时最小。
太阳方位角决定了阳光的入射方向，决定了各个方向的山坡或不同朝向建筑物的采光状况。
太阳高度角的变化规律
太阳高度角的变化规律与常见图表判读晨昏圈上=0昼半球大于0夜半球小于0(一)太阳高度角的日变化:--日变化曲线图(1)出现极昼现象的极点,一天内太阳高度角大小不变=直射点纬度=晨昏线与地轴夹角,与极昼、极夜的最低纬度(与晨昏线相切的纬线)互余;(2)除极点外,一天中太阳高度角就是不断变化的:h日出时=0,h逐渐增大,当地正午12最大(H),之后渐小,h日落时=0,日落后小于0;(3)太阳高度最大时(为正午太阳高度角):若太阳高度最大时等于90°,则该地当天正午被太阳直射;(4)极昼区内的三种情况:①24小时太阳高度都大于等于0°,该地出现极昼现象;②太阳高度角最小=0°,该地极昼,且处于与晨昏线相切的纬线上,即当天极昼的最低纬度;③若太阳高度角一天中大于0°且为一定值,则该地为处于极昼的极点;④若太阳高度角最大=0,则该地极夜,并处于与晨昏线相切的纬线上;太阳高度角日变化曲线图的相关计算与分析:1、读时间坐标(1)昼长时间=日落时间-日出时间①若昼短于12小时,说明该地处于冬半年;②若昼等于12小时,说明太阳直射赤道(两分)或该地位于赤道上;③若昼长于12,说明该地就是夏半年;④若昼长等于24小时,说明该地极昼。
(2)若坐标上为北京时间:①可计算:日出当地时间=12-昼长/2 日落当地时间=12+昼长/2②据当地与北京时间差,求当地经度;2、读太阳高度高度角,可判断或计算直射点纬度、当地纬度: ah(太阳高度)0°66°340:00 6:00 12:00 18:00 24:0090°23°26 46°5243°08bcde f(1)直射点纬度:根据正午太阳高度角公式计算;等于出现极昼的极点太阳高度、根据极昼、极夜的范围确定(互余)(2)当地纬度:根据正午太阳高度角公式计算;根据太阳高度变化判断;(二)太阳高度角的空间变化:1、规律:由直射点(90)向四周递减,至晨昏圈递减为02、等太阳高度线图:可以瞧做就是以太阳直射点为中心的俯视图,图的中心为太阳直射点,以该点为中心向四周逐渐降低;外圆为0°,则图示范围=昼半球;外圆>0°,则图示范围<昼半球(1)抓住两个“太阳高度”变化规律: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;②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,通过该点的经线即太阳直射的经线,正午太阳高度的分布规律从太阳直射点向南北递减。
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。
太阳高度角变化规律
太阳高度角变化规律
1．纬度变化规律:由太阳直射点所在经纬度向南北两侧递减。
可推知与太阳直射点的纬度相差一度，正午太阳高度角就减小一度。
(进一步可得出:已知某一正午太阳高度角，一般有两条纬线等于此度数)。
例如:太阳直射20°N，这天全球正午太阳高度角就从20°N向南北两侧逐渐递减，19°N的正午太阳高度角就等于89°。
即19°N的正午太阳高度=90°-(太阳直射点-该地纬度)=90°-(20°-19°)=89°
2．季节变化规律:太阳直射点移来时渐增，移去时渐减(太阳直射点相对某地所在纬线而言)。
例如:对于31°N的地区，在12月22日(冬至日)至6月22日(夏至日)这段时间，正午太阳高度角渐增，6月22日(夏至日)至12月22日(冬至日)这段时间，正午太阳高度角渐减。
小结:
1．整个南或北半球，正午太阳高度角能同时达全年最小值(该半球的冬至日)，但不能同时达全年最大值;
2．南北回归线之间的地区，太阳直射时达全年最大值，而非该半球的夏至日;
3．南北回归线上一年一次最大值(该半球的夏至日)和最小值(该半球的冬至日);南北回归线之间的地区一年两次最大值(太阳直射时)、一次最小值(该半球的冬至日)，但赤道一年各两次;
4．回归线以外的地区，一年各一次最大值(该半球的夏至日)和最小值(该半球的冬至日)。
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41.图10日历中所示冬至时刻是“北京时间”，回 答下列问题。（7分） （4）该日，扬州某校正午教室内光照面积达到 一年中最 值。
地球公转的地理意义（2）
——正午太阳高度
1、知道正午太阳高度的概念，并与太阳 高度进行区分。 2、结合各种日照图（侧视、俯视），说 明正午太阳高度的大小随纬度和随季节的 变化规律。
概念学习，比较太阳高度与正午太阳高 度
1、太阳高度和正午太阳高度的概念 太阳高度是指太阳光线与地平面之间的夹角 正午太阳高度是指一天中出现在正午的太 阳高度的最大值。
春分（3.21） 自赤道向南北两极递减
夏至（6.22） 自北回归线向南北两极递减
秋分（9.23） 自赤道向南北两极递减
冬至（12.22） 自南回归线向南北两极递减
H随纬度的变化总规律
直射点纬度
二分日 赤道 由太阳直射点所在纬度 向 夏至日 北回归线
南北两侧递减。
冬至日 南回归线
（2）正午太阳高度大小的比较
正午太阳高度角全球变化规律
案例二、夏至日前后：
1置.？太北阳回直射归点线的纬度位
2.H最北大回值归的线纬度位置？
3.据太阳直射点越远，
H值的变化趋势？越小
4.小结？
自北回归线向南 北两极递减
夏至日（6月22日前后）
正午太阳高度角全球变化规律
案例3、冬至日前后：
小结？
自南回归线向南 北两极递减
冬至日（12月22日前后）
。
（2）23°26′N
（3）这一日的节气是
。
（3）夏至
（4）这一日正午太阳高度角的纬度分布规 律是：
。
（4）从北回归线向南北两极递减
（5）这一日E点的昼比夜 短 （长、短）。
（11期末）41.图10日历中所示冬至时刻是“北京时间”，
回答下列问题。（7分）
（1）2010年冬至时分，太阳直射点的纬线是
。
41.图10日历中所示冬至时刻是“北京时间”，正午太阳高度分布规律是
。
41.图10日历中所示冬至时刻是“北京时间”，回答下列 问题。（7分） （3）该日广州、北京、扬州三地中昼长由长到短依次排 列为：_________________ 。该日出现极昼现象的纬 度范围大致是________________________。
地方时？区时？
地方时12时
某地的正午太阳高度
太阳光线 太阳高度角
地面
活动：归纳正午太阳高度角全球变化规律 地图册 那一条经线的时间是正午？
案例1、春秋分前后：
•置太？阳赤直道射点的纬度位 •H最赤大值道的纬度位置？
•据太阳直射点越远，
H值的变化趋势？越小
•小结？ 春分日（3月21日前后）
自赤道向南北两极递减秋分日（9月23日前后）
28°N H=90°- 4°34′= 85°26′ 28°S H=90°- 51°26′= 38°34′
楼房间距的问题
要使后楼终年有阳光照射，即不被 前楼的影子遮挡， 一方面要考虑前楼的高度； 另一方面又要考虑两楼之间的间距。
例1.在松古平原上建同一高度的南北两幢新楼， 欲使北面新楼底层全年太阳光线不被遮挡，两楼 距离间隔最值是多少？
夏至 最高 冬至 最低
距离太阳直射点的远近不同
正午太阳高度角的计算方法：
正午太阳高度角的计算公式：
H=90-纬度差 纬度差：直射点与所求点之间的纬度差
例题讲解
1、夏至日，求北纬28、南纬28的正 午太阳高度？
H=90-纬度差
① 北，纬度差 28°- 23°26′=4°34′ 2、南，纬度差 = ？
A D 的地点什么时候选择商品房? A N冬至
C
D
N夏至
热水器的角度问题
热水器集热板与地面的夹角等于该地纬 度与直射点纬度的差值。
三、综合题（共30分） 41、读图13“某日日照图”，完成下列要求： （5分） （1）在图中给夜半球打上阴影。
（2）图示虚线表示南北极圈和南北回归线，
此时太阳直射点的纬度是
--与太阳直射点的纬度差越大,正午太阳高 度越小
比较图中A、B、C、 D、E各点正午太阳高 的大小。
B＞A＝E＞D＞C
●D
●B ●A
●C ●E
思路：离直射点纬度近，正午太阳高度大.例19、5
某地正午太阳高度角的年变化
探究：夏至、冬至松阳正午时分太阳在空中的大 概位置？是否变化？如何变化？绘制出松阳（北 回归线以北）年变化示意图