正午太阳高度的分布规律及应用
“正午太阳高度的分布规律及其应用”高考复习方法
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１ １ ． 该 地 当天 太阳 高度 角达 到３ ６ 。 时，布宜诺斯 艾利
斯 （西四 区 ）的 区时约为
Ａ． ６ 月２ １ 日９ 时
Ｃ． ６ ｌ２ ｆ ２日９ 时
（ ２ ） 地球上各地都是一天 中太阳高度角最大时为 地方时ｌ ２ 点 ，日 影是一天中最短并且朝向正北或正南。 （ ３ ） 极圈以内地区出现极昼时 ，一天中太阳高度
Ｃ ． 巴西 高原
Ｄ ． 北美洲 五大湖 地 区
二 、正午太 阳 高度分布 规律 的应 用精解
１ ． 利用太阳高度确定地方时 （ 或区时 ）
【 解题 】 从 图上看出该地一年 中正午太阳高度变
化幅度是４ ６ 。 ５ ２ ，可推知该地位于北温带地区 ，进而 便可以判定只有Ｄ 选项正确。 ３ ． 利用太 阳高度角判断 日影长短及方向
ｌ ２ 月２ ２ 日则相反 ，南 回归 线以南 地 区是一 年 中正午 太阳
高度角最大和 日影最短的一天 ，而赤道 以北至北极圈地
区是一年中正午太 阳高度角最小和 日影最长的一天。
阳直射点地理纬度的纬度差 ，两地纬度差多少度，正午
～ 线
太阳高度就差多少度。所 以， （ １ ） 根据某地某 日（ 二分
（ １ ） 当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时
日影最短 ，而且当地的地方时是ｌ ２ 时。根据这—特点 ， 知道正午太阳高度角再配合当地当天的昼长条件 ，便可 以计算出当地当天各个时段的太阳高度角。即某时刻太
（ １ ） 正午太阳高度越大 日影越短 ，正午太阳高度
越小 日影越长 ，而且 日影方向始终背向太阳。如下图中
阳高度 ＝正午太阳高 ÷ｌ ／ ２ 昼长 × （ 该时刻地方时 一日
正午太阳高度角变化及应用
正午太阳高度角变化及应用正午太阳高度角是指在正午时刻，在地平线上的太阳和天顶的连线与地球赤道面的夹角，它是一个重要的地理和天文量。
该角度在漫长的历史中被用于测定纬度和时区，同时也被广泛用于定位、气象预报和能源产业的规划。
太阳高度角的变化受多种因素的影响，如时间、地点和季节，这些因素的综合作用会导致太阳高度角的变化规律。
在本文中，将详细介绍太阳高度角的变化规律及其应用。
一、太阳高度角的变化规律太阳高度角从日出时刻开始逐渐增大，到正午时刻达到最大值，然后逐渐减小，最终在日落时刻消失。
每日的太阳高度角变化规律大致呈现一个钟形曲线，这一规律对于人们的生活和工作有着重要的影响。
1. 时间的影响太阳高度角的变化是随着时间的推移而发生的，每天太阳在天空中的位置一直在变化。
在北半球，太阳的高度角最大值发生在正午时刻，而在南半球，太阳的高度角最大值则发生在南十二时刻。
在地球赤道附近地区，由于存在较小的倾斜角度，太阳高度角变化幅度较小。
2. 地点的影响太阳高度角的变化还受地点的影响，不同地点的太阳高度角变化规律有所不同。
在南极洲，由于其接近南极点，太阳高度角的变化规律与北半球相反，即最大值发生在南十二时刻。
在高纬度地区，由于地球倾斜角度较大，太阳高度角的变化幅度也较大。
3. 季节的影响季节也是影响太阳高度角变化的一个重要因素，太阳高度角的变化规律与季节变化规律密切相关。
在夏季，太阳高度角较高，日照时间较长；而在冬季，太阳高度角较低，日照时间较短。
二、太阳高度角的应用1. 确定纬度太阳高度角的测量对于地球的定位非常重要，因为它可以用来确定地球的纬度。
通过观测太阳高度角的变化规律，可以推算地球位于赤道还是南北半球，以及位于北半球的纬度。
这对于地质勘探、探险和旅行有着重要的意义。
2. 确定时区由于太阳高度角的变化规律随着地点的不同而有所差异，因此它也可以用于确定时区。
当太阳高度角达到最大值时，误差最小，此时可以通过对比地方时和标准时来确定所在的时区。
正午太阳高度角的计算及应用
A.23º26′
B.66º34′
C.90º
D.45º
⑵该地的纬度是--------------------------------------（ D ）
① 23º26′N ② 21º34′N ③ 25º26′S ④ 68º26′S
A. ①②
B.②③
C.③④
D.②④
α
集热管 β
调 节
α杆
例2.当地（42ºN）冬至日应把太阳能热水器如何调整， 才能最大限度利用太阳能？
解：冬至日当地正午太阳高度α为 24º 34′
热水器集热管的倾角 β=90º—α 即 β =90º—24º34′ =65º26′
集热管 β
水箱
调 节
α杆
例3.某校所在地(120ºE、40ºN)安置一台太阳能热水器， 为充分利用太阳能，根据太阳高度的季节变化调整 其支架倾角。通过计算判断下列四图做法是否正确。
1.正午太阳高度分布的基本规律是什么？
2.当地正午太阳高度最大值和最小值分别出现 在什么时候？
90 60 30
0
N
① ② ③
60
30
0
30
60
正午太阳高度的分布规律
90 60
30
0
S
一、正午太阳高度角的简便计算
α= 90°- 纬度差
(纬度差就是所求地点与太阳直射点相隔的纬度数)
例1.计算当地(大约42ºN)在二分二至日时的正午太阳高度角。
A 16º34′
B 63º26′
C 40º
D 23º26′
2、房地产开发中前后楼间距与楼高的关系
楼高H与楼间距最小值L（保证冬至日后楼能够得到光照） 的关系是：tanα= H/L
太阳高度的分布规律及其应用
太阳高度的分布规律及其应用一、太阳高度的分布规律（一）太阳高度1、太阳直射点上的太阳高度为90°，晨昏线上的太阳高度等于0°，昼半球的太阳高度大于0°，夜半球的太阳高度小于0°。
2、太阳高度分布规律以直射点为中心，向四周递减，晨昏圈上为零。
3、太阳高度的日变化规律（1）极点在极昼期间，极点上见到太阳高度在一天内无变化，其太阳高度等于太阳直射点的纬度。
（2）极圈及其以内地区极昼期间，太阳高度24小时内都大于或等于零度。
刚好出现极昼地区的纬度与直射点纬度和为90°，且该日该地区太阳高度最小值为0°；其他极昼地区该日太阳高度最小值＝当地纬度一刚好出现极昼地区纬度。
某地某日刚好出现极昼，则该地当日正午太阳高度等于直射点纬度的2倍。
（3）赤道：赤道上正午太阳高度与直射点的纬度和为90°。
4、等太阳高度图判读等太阳高度图可以看作是以太阳直射点为中心的俯视图，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减小；通过该点的经线即为太阳直射的经线，地方时是12点；通过该点的纬线即为太阳直射的纬线，直射点正午太阳高度为90度。
在太阳直射的经线上，太阳高度相差多少度，纬度就相差多少度；如果太阳直射赤道，则赤道上太阳高度相差多少度，经度就相差多少度；如果太阳直射点不在赤道上，则经度的差值一定大于太阳高度的差值。
练习一如下图，表示某时刻地球表面太阳高度分布状况（M点太阳高度为90°，圆圈为等太阳高度线，自里向外依次为60°、30°、0°）。
读图完成1～2题。
1．此时，北京时间为（）A．2点B．10点C．14点D．20点2．图中①②③④四点比较，正确的是（）A．这一天①点比②点先看到日出B．①点盛行西南风，③点盛行西北风C．一年中，昼夜长短相差最小的是④D．④点的自转线速度约等于②点的一半[答案] 1.C 2.B练习二右图是某日北半球某纬线上不同经度的太阳高度。
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)。
专题太阳高度分布规律及等太阳高度线图
C
如图, 所示范围全部为昼半球, D、C分别为100°E与 南北极圈的交点,读图完成10～12题。
10．图示时刻的北京时间为 C
A.3时20分 B.10时40分 C.13时20分 D.22时40分
80°W
N
11．D地的昼长比C地 C 10°E
A. 长12小时 B.短12小时 C.长24小时 D.短24小时
2 季节变化规律 3 特殊纬线的正午太阳高度
①赤道：66°34′~90°
②南北回归线：43°08′~90°
③南北极圈：0°~46°52′
④南北极点：≤23°26′
6月22日前后,关于正午太阳高度的叙述正确的是： A.北回归线以北地区达最大值 B.北半球达最大值 C.南回归线以南地区达最小值 D.南半球达最小值
（N）
直
射
赤
道
30
等
60
太
阳
高
度
线
图
（S）
图1中，F、G为示意图最北点和最南点， F为北极点、G为南极点；
太阳直射北回归线等太阳高度线图
F′ （66°34′N）
N
23°26′N
（66°34′S） 图2，F′、G′分别为最北点和最南点，北极点在F′点以南，F′所在 纬度为66°34′N；图上没有南极点； F′所在的纬度范围内出现极 昼现象。
12．D地位于B地的 A
A. 西北方向 B.东北方向 C.正北方向 D.东北或西北方向
下图为某地区太阳高度等值线图,ad为经线。 据此回答13～14题。
13．若此时为国际标准时间18时,则d地的地理位置是 B
A．45°S,90°E B.68°26′S,90°W C.21°34′S,90°W D.68°26′S,90°E
正午太阳高度及其应用
C
a＝直射点与所求
点的纬度间隔
a冬至＝30°＋ 23.5°
＝ 53.5°
例4.某校所在地(120º E、40º N)安置一台太阳能热水器， 为充分利用太阳能，根据太阳高度的季节变化调整其 支架倾角。下列四幅日照图中与热水器安置方式搭配 不合理的是
D
N
N
A
16º34′
B
S
63º26′
S
C
40º
D 23º26′
34.7 m
楼的间距应大于等于南楼的最大影长，即冬至日的影长
间隔应增大
解题思路：黄赤交角增大则该 地冬至日的正午太阳高度将变小 知识依托： 正午太阳高度的分布规律、计算，太阳高度和物体 影长的关系
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，运用以下公式回答题。（tan 35°≈0.7 tan 45°=1 ; tan6 0°≈1.732） 1、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（ ） A.1个月 B.3个月 C.6个月 D.9个月
B、冬至日正午太阳高度 达到全年最大
90 °S 23°26′S
达到全年最小
0° 23°26 ′N 90°N
C、南北回归线之间每年有两次太阳直射。
正午太阳高度角随季节变化规律
北回归线及以北地区：夏至日达最 大值，冬至日最小；
同 一 地 点
南回归线及南地区：冬至日达最大 值，夏至日最小； 回归线之间的地区：太阳两次直射， 回归线上直射只有一次。
2：判读所在地区的经纬度
夏至日全球正午太阳高度的分布规律
夏至日全球正午太阳高度的分布规律一、引言在夏至日这一天，正午时分太阳达到的最高点，这个时刻也代表了北半球的正式开始夏季。
太阳高度的分布规律对于气候环境和农业生产都有着重要的影响。
那么，夏至日全球正午太阳高度的分布规律又是如何呢？二、夏至日太阳高度的基本原理1. 天文学角度太阳高度的计算是建立在天文学的基础上的，根据地球的赤道倾角和公转轨道等因素，可以计算出夏至日正午太阳的高度。
2. 地理位置不同地理位置的经纬度不同，这就意味着在同一天的正午时刻，太阳的高度也会有所差异。
三、全球夏至日太阳高度的分布特点1. 热带地区在夏至日，热带地区的太阳高度比较高，这也是热带地区气温高、日照充足的重要原因之一。
2. 温带地区温带地区的太阳高度会因为地理位置的不同而有所差异，通常来说，太阳高度更低一些，这也是导致温带气候相对凉爽的原因之一。
3. 极地地区在夏至日，极地地区的太阳高度相对较低，甚至会出现极昼现象，这也是极地地区气温低的重要原因之一。
四、夏至日太阳高度对地方气候和生活的影响1. 太阳高度对气温的影响太阳高度直接影响了地方的气温，高太阳高度意味着更多的高温天气，低太阳高度会让气温较为凉爽。
2. 太阳高度对农业生产的影响太阳高度也对植物的生长和繁殖有着直接影响，因此夏至日太阳高度的分布规律也会对当地的农业生产产生影响。
五、总结在夏至日这一天，全球各个地区的太阳高度都有着各自的规律，但是无论是哪种规律，都直接关系到当地的气候、农业生产等方面。
深入了解和研究夏至日太阳高度的分布规律对于我们更好地适应当地环境、合理安排生产生活都有着极其重要的意义。
六、个人观点和理解我认为夏至日全球正午太阳高度的分布规律十分值得我们深入探究和关注，因为这不仅关系到个体的生活，更关系到整个地区的气候环境和生产生活。
只有深入了解这些规律，我们才能更好地适应环境，合理安排生产和生活。
在日常生活中，我们应该多关注太阳高度的变化规律，这对于合理安排工作、生活、农业生产等方面都会有所帮助。
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（一）根据正午太阳高度来定位
（二）立竿测影的问题
例2、 某学校(110°E)地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法， 逐日测算正午太阳高度。如右上图，垂直竖立一根2米长的竿0P， 正午时测得竿影长OP′，通过tanα＝0P／0P′，算出正午太阳高 度α。据此回答（1）-（4）题。
（1）该小组每天测量影长时，北京时间应为 A.12:00 B.12:40 C.11:20 D.11:00 （2）3月21日，当该小组进行观测时，下列城市 中即将迎来旭日东升的是 A.英国伦敦 B.匈牙利布达佩斯(约19°E) C.土耳其伊斯坦布尔(约29°E) D.夏威夷檀香山(约158°W) （3）右图是该小组绘制的连续一年多的竿影长度 变化图，图中反映3月21日竿影长度的点是 A．① B．② C．③ D．④ （4）该学校大约位于 A21.5°N B21.5 时间的计算，正午太阳高度的分布规律, C45°N D45°S 知识依托： °S
B
B
A
D
太阳高度和物体影子的关系
（三）楼房间距的问题
例3、位于北纬36°34′的某疗养院，计算在一幢20米高的楼 房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求高楼的每一层一年四 季都能晒到太阳。 （1）新楼至少要距原楼多少米？ 34.7 m 解题思路：为保证新楼的每一层一年四季都能晒到太阳，则两 楼的间距应大于等于南楼的最大影长，即冬至日的影长
（2）若黄赤交角变为23°34′， 两楼之间的距离将应如何变化， 才能保证各楼层均有较好的采 光？ 间隔应增大 解题思路：黄赤交角增大则该 地冬至日的正午太阳高度将变小
知识依托： 正午太阳高度的分布规律、计算，太阳高度和物体 影长的关系
（四）热水器的角度问题
例4.某校所在地(120º E、40º N)安置一台太阳能热水器，为充分 利用太阳能，根据太阳高度的季节变化调整其支架倾角。下列 四幅日照图中与热水器安置方式搭配不合理的是 D
(2)正午太阳高度的年变化规律 ①回归线之间的地区：正午太阳高度最大值为90°，全年有两 次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值（图A） ②回归线上：正午太阳高度的最大值为90°，全年有一次太阳 直射现象， 即一年中有一个正午太阳高度最大值（图B） ③回归线至极点之间的地区：正午太阳高度最大值小于90°， 全年没有太阳直射现象。一年中有一个正午太阳高度最大值（图C）
C
正午太阳高度的应用一般可以与以下问题结合进行考查： 1. 确定时间：当某地太阳高度达到一天中的最大值 时，此时日影最短，当地地方时为12时。 2.根据正午太阳高度定位，进而判断该地区的地理特 征。 3. 判断日影长短及方向：正午太阳高度越高，日影 越短，反之越长，且日影方向总是背向太阳。 4.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；在南回归线以南的地区，正午太阳位 于北方，房屋朝北。 5. 计算楼距：一般来说，纬度越低，楼距越短；纬 度越高，楼距越大，解题关键是计算当地冬至日的正午太 阳高度及影长 6. 计算热水器安装角度 7. 判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
二、重点热点探究
例1、右图表示某地正午太阳高度和月降水量的变化。读图回答 （1）～（2）题。 （1）该地纬度可能为（C ） A.90°N～23°26′N之间 B.90°S～23°26′S之间 C.22°N或22°S D.40°30′N或40°30′S （2）该地气温及降水特征是（ C ） A.终年高温多雨 B.夏热少雨，冬温多雨 C.冬温少雨，夏热多雨 D.夏热多雨，冬季寒冷干燥 知识依托： 正午太阳高度的分布 规律，坐标图的判读
正午太阳高度的分布规律及应用
【高考热点】
正午太阳高度角的变化深刻影 响着人类的生产、生活，成为 高考考查的重点，试题多以图 文结合、图表结合的方式出现， 且与现实生活联系密切，注重 读图能力、计算能力、空间思 维能力的考察。
一、主干知识整合
1. 正午太阳高度计算公式
H =90°-纬ห้องสมุดไป่ตู้差(所求点和太阳直射点之间的纬度差)。 2. 正午太阳高度的时空变化规律(以北半球二分二至日为例)
N
N
A
16º34′
B
S
63º26′
S
C
40º
D 23º26′
知识依托： 地球自转的方向，晨昏线的特点与节气的判断，正午 太阳高度的计算，正午太阳高度和太阳辐射的关系
（五）等太阳高度线问题
例5、下图为地球某时刻太阳高度分布的示意图。完成 （1）～（3）题。 （1）此时，北京时间为 D A. 2时 B. 8时 C. 14时 D. 20时 （2）此时，正在交易的股票市场 (交易时间为上午9：30—11：30， 下午1：00—3：00)是 D A. 纽约 B. 东京 C. 悉尼 D. 法兰克福 （3） 此时可能出现的现象是 Ａ A. 安大略湖畔曙光初现 B. 白令海峡烈日当空 C. 火地岛午夜太阳高照 太阳直射点 D. 尼罗河畔夜幕深沉 S
知识依托： 某一时刻太阳高度的分布规 律，时间的计算
0度经线 中午12点
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。
2．在太阳直射的经线上，太阳高度相差多少度， 纬度就相差多少度；如果太阳直射赤道，则赤道 上太阳高度相差多少度，经度就相差多少度；如 果太阳直射点不在赤道，则在太阳直射的纬线上 太阳高度相差多少度，经度的差值一定大于太阳 高度的差值。
3．如果图中标注了太阳高度的数值，则视具 体数值而判断：一是最外侧的大圆圈为0°等太 阳高度线，即为晨昏线，一般是太阳直射经线以 东最大的半圆为昏线，以西最大的半圆为晨线； 二是图中最大的圆圈不是0°等太阳高度线，那 它就不是晨昏线。如果图中没有标注太阳高度的 数值，一般来讲，图中最外侧的大圆圈上太阳高 度为0°，即晨昏线。 4．由于太阳直射经线上太阳高度南北跨度为 180度，当太阳直射赤道时，此经线最北点为北 极点，最南点为南极点；太阳直射北半球时，北 极点在最北点以南，图上没有南极点；太阳直射 南半球时，相反。
a、北回归线及其以北的纬度带：每年夏至日(6月22日前后)H达最 大值，冬至日(12月22日前后)H达最小值（图A） b、南回归线及其以南的纬度带：每年冬至日H达最大值，夏至日H 达最小值（图B）
(3)太阳高度的日变化规律。 ①极点：在极昼期间，极点上见到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(图A)。 ②非极点地区：非极点地区的太阳高度在一日内是有变化的。 一天之内有一个最大值，即当地的正午太阳高度(图B)。 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
(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。 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D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C折线所示） ③春秋分：正午太阳高度由赤道 向南北两侧递减（如图中E折线所示）