太阳高度角的计算

D.丁丙乙甲
读图13,回答下列问题：（6分） （1）此时太阳直射点所在的地理位置是 （2）此时北半球为 节气。 （3）C点昼长为 小时, 此时C点地方时为 。
1 ．若此刻西半球为夜半 球，太阳直射点的经度 是： A A．东经70º 公转方向 B．东经90º C．西经70º D．西经110º 2．此日在：C A．3月21日前后 B．6月22日前后 C．9月23日前后 D．12月22日前后 思维切入：地球在公转轨道 上的位置。由地球公转方向 及地轴倾斜方向可判断。
(1)晨昏线平分地球,是过地心的大圆.
(2).晨昏圈平面与太阳光线垂直
图二是6月22日地球昼 夜分布状况图， 其中NS为地轴，AB为 晨昏线。在图上画出太 阳光线、南北回归线、 和南北极圈。
(4).晨昏圈与经线的关系
① 由晨昏圈与经线圈的关系， 判断出太阳直射点的位置：
晨昏圈与经线圈可以吻 合，这时是春秋分日， 此时阳光直射赤道，晨 昏圈经过南北极点，与 经线圈重合。其它时间 两者都存在着夹角，受 黄赤交角的制约，夹角 介于00～23026′之间， 冬至日、夏至日最大。
二、正午太阳高度的变化
2.正午太阳高度分布规律：
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。
北半球夏至日
二、正午太阳高度的变化
2.正午太阳高度分布规律：
二分日：由赤道向南北 两侧递减。
(二)、正午太阳高度的变化
规律：
太阳直射点 正午太阳高度总是从____________ 向 南北两侧 递减。
纬度
1.太阳直射点的叙述，正确的是: ( B
)
A. 太阳直射点就是地球表面接受太阳照射的点 B. 太阳直射点的正午太阳高度角为90度 C. 太阳直射点所在地的北京时间为12点 D. 地球表面，每一地区都有机会接受到太阳光线的直射 2. 当北纬40度的昼和夜等长时，说明正值的时期是（ D A. 北极圈内有极昼现象 B. 长江中下游地区出现伏旱天气 C. 夏至日 D. 春分日或秋分日
【审题】太阳能热水器利用的实质是热 水器倾角与正午太阳高度角之和为90°
解析：当地楼房影子最长时，太阳直射点位于南回归线上，可 以求出该日正午太阳高度(H=90-︱36+23.50︱= 30.50)，进一步 计算出热水器吸热面与地面夹角是59.50。
2. 四季的划分
（1）天文四季
夏季：一年内白昼最长、太阳高度最大的季节。 冬季：一年内白昼最短、太阳高度最小的季节。
1、正午太阳高度的概念： 一天中的最大值（各地地方时12 时的太阳高度角）。
同一纬度太阳高 度日变化规律： 昼半球：大于0°； 夜半球：小于0°； 晨昏线：等于0°。
思考:正午太阳高度是否一定等于90°?
（二）正午太阳高度的计算
一：纬度划定示意图
北极
探究提示
B
B点的纬度
二：在球面上画正午太阳高度
归纳：距离太阳直射点越近，正午太阳 高度越大，反之，正午太阳高度越小
思
1.正午太阳高度的纬度变化规律 思考:图中①②③分别代表什么时候的 正午太 阳高度 在同一时刻：正 午太阳高度从直 射点向南北两侧 递减
90 90
60
① 夏至 ② 春分或秋分③ 冬至
60
30
30
0
N
60
30
0
0 30 60
S
问：下图折线分别表示三个不同地方的正 午太阳高度年 变化情况,其中代表回归线上的是 ② ( )
正午太阳 高度角
楼房影子
2、太阳能热水器问题
某中学(360N，1130E)一学生对太阳能热水器进行改造如图所示，将 热水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。据此回答：
当地楼房影子最长时，为使热水器有最 好的效果，调节活动支架，使热水器吸 热面与地面的夹角为 A．23.50 B．59.50 C．66.50 D．360
北极
探究提示
B
B点的正午 太阳高度角 B点的纬度 太 阳 光 线
探究：正午太阳高度的计算
H
αβ
α
H
β
已知：当地纬度为α，太阳直射点纬度 为β，求当地正午太阳高度H
H=90º -|α±β |
(H为正午太阳高度， α 为当地的地理纬度, β为直射 点的纬度，加减号的确定为同减异加，即同在一个半 球减，在不同半球加。)
）
下面表中所列的是12月22日甲、乙、丙、的白昼时 间，根据表中数据回答: 甲地 白昼时间 5h30′ 乙地 9h09′ 丙地 11h25′ 丁地 13h56′
1. 四地中属于南半球的是:
D
A.甲地
B.乙地
C.丙地
D.丁地
2. 四地所处纬度按从高到低顺序排列的是: B
A.甲乙丙丁
C.丙丁乙甲
B.甲乙丁丙
度 正 90° 午 太 阳 高 60°
● ● ●
①
② 30° ③ 0°
冬至 春分 夏至 秋分
时间
三、正午太阳高度的应用
1、楼间距问题
楼间距问题实际是一个影长的问题。其基本原则是前一幢楼 产生的影子不能挡住后一幢楼的采光（一般以太阳光线能照 射至后一幢楼的底层为标准），如下图
图中H为正午太阳高度，一般取当地的最小值。因为正午太阳高度 最小值，意味着前一幢楼的影子是一年中最长的，而此时的楼间距 能保证，则一年四季都能确保。故一般地北半球取冬至日的正午太 阳高度，南半球的取夏至日的正午太阳高度。 计算过程如下： tanH=h/L →L=h· cotH 结论：楼间距与正午太阳高度大小呈反比；与前一幢楼的楼高呈 正比。
图10
地 球 公 转 正地 午理 太意 阳 义 高
度 的 变 化 ——
一、太阳高度的概念
太阳光线与地面所成的夹角。
太阳光线
太阳高度角 地面
什么是地平面？
过地面某一点与地球表面的切面
思考：
点A、B与地心 的连线与其切 面是一种什么 样的几何关系？
(垂直)
二、正午太阳高度的变化
图中N表示北极，阴影区 为3月21日，非阴影区为3 月22日。读图并回答： （1）NA的经度为 60°E ；NB的经度为 ________ 180° 。 ________ （2）这时北京时间为3月 22 日____ 4 时。 ____
（二）晨昏线的特点
当北京时间2005年9月8日11时18分时，位于白昼 的地区占全球 A．一半 B 一大半 C 一小半 D 无法计算
（2）气候四季
春季：3、4、5月 秋季：9、10、11月 夏季：6、7、8月 冬季：12、1、2月
自转 黄赤交角
公转
太阳直射点的回归运动 昼夜长短的 季节变化、 太阳高度的 季节变化 四季
昼夜长短的 纬度变化、 太阳高度的 纬度变化
五带
3.五带的划分
北寒带
北极圈 有极昼极夜
无阳光直射
北温带
北回归线
晨昏圈与经线圈的夹角与 太阳直射点的纬度值相等。 α＋θ＝90 β＋θ＝90 α＝β
（1）此图是
6月22日
（填日期）
120°E
前后的太阳光照图。 （2）太阳直射点的地理坐标
23°26′N、180° 。
（3）此时北半球昼夜长短的分布规律
M
是 昼长夜短，越往北昼越长
。
（4）此时地球正位于公转轨道上的 远日点 （选填：近日点或远日点） （5）此时南半球的季节是 冬季 。
（6）在图中注出各经线的度数，并要使北京时间为8点钟。
（7）图中D点为当日 4 时，当天日落时刻约为 20 时。 （8）在图中标注M点，其太阳高度为零， 地方时为10点。
北回归 12 900 24 热带和寒带同时减小，温带扩大。
某疗养院（北纬36°34′） ，计划在一幢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,问：新楼至少要距原楼多少米？
解析：当太阳直射南回归线时， 正午太阳高度角达一年中最小值， 若此时该楼的一层能被太阳照射 的话，则各楼层都能被阳光照射。 求出此时的正午太阳高度角是 30°，两楼间最小距离应为 x=20×cot 30°=34.7 m。 答案: 34.7 m
公转方向
读“太阳光照示意图”，回答下列问题：
(1)请在图中标注太阳高度
为0度，地方时为8点的点 M。
(2)地球表面C点有一物体
沿CD向D运动，其方向向 南 偏移(南或北)，发生上 述现象的根本原因是： 由于地球自转，沿地表水平运动的物体发生偏移 。 M
(3)图中AB 晨 线(晨或昏)。图中D点大约再过 11 小时日落。 (4)图示各点中，此时太阳高度大于0度的有 ，小于0 D E 度的有 C G
北京二分二至的正午太阳高度 春分、秋分日 H=90º -|40º -0º |=50º 夏至日 H=90º -|40º -23º 26´|=73º 26´
_|40º 冬至日 H=90º +23º 26´|=26º 34´
二、正午太阳高度的变化
2.正午太阳高度分布规律：
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。
有阳光直射热带来自南回归线无 极 昼 极 夜
无阳光直射
南温带
南极圈
南寒带
有极昼极夜
探究：
如果黃赤交角增大，五带的范 围会发生怎样的变化 如果黃赤交角减小，五带的范 围会发生怎样的变化
太阳直射点的确定： 经度： 地方时为12点所在的经度 当北极圈出现极昼时， 太阳直射北回归线 当南极圈出现极昼时， 太阳直射南回归线 当晨昏线与经线圈重合时， 太阳直射赤道