正午太阳高度角的应用
2、下列地区中，使用太阳能 热水器效果最好的是（ C ） A.海口 B.重庆 C.拉萨 D.吐鲁番
4．判断日影长短及方向 太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越 大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最
短的时刻。
日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以
北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，
3．确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋 的朝向与正午太阳所在的位置有关。 北回归线以北的地区，正午太阳位于南 方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太
阳位于北方，房屋朝北。
②
若左图中①、②代表二至日 ① 正午太阳光线图，判断A、B、C 三地归线之间
① 为夏至日，②为冬至日 若H1＞H2： A地位于赤道和北回归线之间 若H1＜H2： A地位于赤道和南回归线之间
S B地
N
B地位于南回归线以南
① 为冬至日，②为夏至日
①
② S N
C地位于北回归线以北
① 为夏至日，②为冬至日
C地
例1：当地球公 转到___位置时， 衡水门窗朝南的 D 房屋，正午射进 屋内的阳光面积 可达一年中最大 值，理由是____. 从A到B,正午屋 内光照面积将 ________; 海口 （20°N）的正 午太阳高度将怎 样变化？
C
B A
D 冬至日衡水正午太阳高 度达一年中最小值,而太阳高 度越小,阳光进屋面积越大. 变小 先增大后减小
正午太阳高度的应用
1、计算热水器的安装角度
太阳能热水器集热面与太阳光线垂直
太阳能热水器集热面与地面夹角同正午太阳高度互余 纬度差
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
冬至日日影最长，夏至日最短；南回归线以南的地区， 正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影 最长，冬至日最短；南北回归线之间的地区，正午日 影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射时日影最
短(等于0)。
5、计算楼距
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。
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
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
洛阳（112°E，35°N）一学生对太阳能热水器 进行了改造（如图），把热水器装在一个大玻璃箱中， 并将支架改造成活动方式。 1、9月23日，为使热水器有最 好的效果，调节支架使热水器吸 热面与地面的夹角为（ B ） A.23°26′ B.35° C.66°34′ D.55°
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。
正午太阳高度角应用
水箱
调 节 杆
N)安置一台太阳能热水器 例2.某校所在地(120ºE、40 N)安置一台太阳能热水器， 2.某校所在地(120 E 40ºN)安置一台太阳能热水器， 某校所在地(120 为充分利用太阳能， 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。 其支架倾角。通过计算判断下列四图做法是否正确。
②判断题所给地点的半球位置及日期 正午时太阳 一年都在该地 天顶的南方--天顶的南方 ----该地为北 ----该地为北 半球地点 正午时， 正午时，太阳一年都在该地天顶的北 方-----南半球地点 南半球地点
根据正午太阳高度的大小推断二分二至日
正好出现极昼 地点的太阳视 运动图
我国某地二分二至日 太阳视运动曲线图。 太阳视运动曲线图。
α
冬至日应把太阳能热水器如何调整， 例1.当地（42º N）冬至日应把太阳能热水器如何调整， 1.当地（42 当地 才能最大限度利用太阳能？ 才能最大限度利用太阳能？ 解：冬至日当地正午太阳高度 24º α为 24 34′ 热水器集热管的倾角 =90º β=90 —α α =90º 24º 即 β=90 —24 34′集热管 24 β =65º =65 26′ α
后楼
前楼
H
α
L
例.某地一幢楼，冬至日正午影长与楼高相等，据此完成 某地一幢楼，冬至日正午影长与楼高相等， 下列各题。 下列各题。 ⑴该地正午太阳高度是-------------------（ D ） 该地正午太阳高度是-------------------（ ------------------A.23º26 B.66º34 C.90º D.45º A.23 26 B.66 34 C.90 D.45 ⑵该地的纬度是----------------------- -（ D ） 该地的纬度是----------------------23º26′N 21º34′N 25º26′S ① 23 26′N ② 21 34′N ③ 25 26′S 68º26′S ④ 68 26′S B.②③ C.③④ D.②④ A. ①② B.②③ C.③④ D.②④
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
正午太阳高度规律总结及应用
正午太阳高度规律性知识总结及解题应用河北省邢台市邢台学院地理科学系陈霁冰风水规划研究室原创。
专业从事高考地理命题研究、风水规划设计、四柱命理预测邮编054001.邮箱：与正午太阳高度有关的知识是重要的考点内容之一，现将有关规律性的知识总结如下。
一、正午太阳高度角的空间变化规律及应用【知识链接】①全球正午太阳高度的分布规律：从太阳直射点所在纬度分别向南北两侧递减; 离直射点越近，正午太阳高度越大，反之愈小；直射点所在半球昼长夜短，另一半球则昼短夜长。
②二分二至日的正午太阳高度分布规律应特别注意区分。
例1.在图1中，横坐标表示某日正午太阳高度，纵坐标表示纬度。
读图回答1~2题。
—c—a—b【解析】夏至日太阳直射23° 26' N北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中最大值，故应选a、d。
太阳直射北回归线，北半球昼最长夜最短，且纬度越高昼越长，故应选B.【答案】(1) a、d (2) B二、正午太阳高度角的年变化规律及应用【知识链接】①回归线之间的地区：正午太阳高度的最大值为90°,每年有两次太阳直射现象，即一年中有两次正午太阳高度最大值。
②回归线上，正午太阳高度的最大值为90°,每年有一次太阳直射现象，即一年中有一次正午太阳高度最大值。
③回归线至极点之间的地区，正午太阳高度的最大值小于90°,每年没有太阳直射现象，一年中有一次正午太阳高度最大值。
④北回归线以北的纬度带，每年夏至日达最大值，冬至日达最小值。
⑤南回归线以南的纬度带，每年夏至日达最小值，冬至日达最大值。
例2.假设M地( 0°,30°E)、N(23°26' S, 30°E)两地正午太阳高度分别是H和下列说法正确的是()A.耳和H N不可能在同一天达最小值 B .每年总有某一时刻H=H NC.每年约有9个月H M>H D •任何时刻都有F M>H N【解析】正午太阳高度的大小取决于该地与太阳直射点之间的纬度差，离直射点越近，正午太阳高度越大，反之愈小。
正午太阳高度角的变化在生活中的应用 (共22张)
a 度角 h
= 53°
10 21
探究2 太阳能热水器倾角的调整
（3）为了充分利用太阳能，尽可能使一年内正午太阳光线与集热 板保持垂直，请你分析该集热板与地面夹角的调整幅度约为多少 度?
470
10 22
探究2 太阳能热水器倾角的调整
（4）小明发现很多家庭同时还安装了电热水器，且与太阳能热 水器使用的季节存在差异，这是为什么？与南县同一纬度地区， 利用太阳能热水器使用效果不一样，哪些地区利用效率高，哪 些地区效果不好？
此时应该采用冬至日的正午太阳高度，因为冬至日该地 正午太阳高度达一年中最小值，如果冬至日北楼楼底能照到 阳光那其它时间也能照到阳光． 角a=90°-（38°N与23°26′S之间的差值）=90°（38°+23°26′）． X=H*cot∠a=H*cot（90°-38°-23°26′） 故选：D
30
下图为某地住宅建筑冬、夏正午日照示意图，完成3-4题：
（tan35°≈0.7，tan45°＝1，tan60°≈1.732）
【解析】此地位于北回归线以北，一年中正午太阳高度角在冬至日达到最小
冬至日该城市正午太阳高度角:
α = 36°34′
30
tan α = h/L
南
=30/L ≈0.7
北
楼
L ≈43m
楼
αL
米
1123
探究1 房屋采光问题：楼间距与楼高的关系
太阳热水器安装问题 3
学习目标：
运用正午太阳高度的变化规律，结合 实例分析生活中的地理问题。
4
自主学习
确定地方时 当某地太阳高度达一天中最大值时日影最短，地方时是12时。
下图是我国西藏某地6月22日太阳高度的日变化示意图（未考虑
正午太阳高度角及其应用
下图为”某校旗杆正午影端位置一年内变动示 意图”。 1。该校所处的纬度为 A.66.5°N C.23.5°S
B B.23.5°N D.66. 5° S
下图为”某校旗杆正午影端位置 一年内变动示意图”。 2.旗杆影端位于②位置时的日期可能为 A.3月21日 B.6月22日 D C.9月23日 D.12月22日
B．乙＞丙＞甲＞丁
C．乙＞丙＞丁＞甲
D．丁＞丙＞乙＞甲
找出直射点的位置，离直 射点越近，H越大
【例2】下列日期中，北京正午太阳 高度最小的是 A. 5月1日 D B. 6月1日 C. 10月1日 D. 1月1日
距离直射点越近，正午太阳高度角越大 利用回归运动图找出直射点大致位置
同一地点，正午太阳高度角有季节变化
四. 四季的更替 1.天文四季： 立足于太阳高度和昼夜长短的季节变化。 夏季：一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节 冬季：一年中白昼较段、正午太阳高度较小的季节 春秋季节是冬夏两季的过渡季节 北温带的一些国家依据气候实际状况划分。 2.气候四季： 春季：3、4、5月 夏季：6、7、8月 秋季：9、10、11月 冬季：12、1、2月
由于OP垂直于地平面L
o
3
H=∠ 1= 90° -（∠ 2-∠ 3）
计算 Q点的正午 太阳高度 3 2
1 H Q
H=∠ 1= 90° -（∠ 2+∠ 3）
H=90°-｜当地纬度＋（－）直射点纬度｜ （同减异加） 地点 纬度 正午太阳高度角
夏至日
学校 北京 里约热 内卢 23.5°N 40°N 23°S 90° 73.5° 43.5°
探究：下列各组城市的正午太阳高度角 A组：汕头（23.5°N）和北京（40°N） B组：曼谷（13°N） 和雅加达（6°S） C组：圣保罗（23.5°S）和悉尼（33°S） 一年中什么时间最大，什么时间最小？ 什么时间段在增大，什么时间段在减小？
课件6：2.3正午太阳高度角的应用
读太阳高度随经度和纬度变化示意图，回答3～4题。
3.此时可能出现的现象是 ( )。
A．莫斯科旭日东升
B．迪拜烈日当空
C．北京夜幕深沉
D．纽约夕阳西下
4.a、b、c、d四点纬度高低比较 ( )。
A．d>c>b
B．d>a>c
C．a>c>b
D．b>a>c
解析 3.图示60°W的太阳高度最大，故判断当地为正午，即 地方时为12时，则可计算莫斯科(东二区)约为18时，迪拜(东 四区)约为20时，北京(东八区)约为0时，纽约(西五区)约为11 时。选C。 4.图示15°S处的太阳高度最大达90°，故判断太阳直射点位 于15°S，太阳高度自15°S向南北两侧递减，通过计算可知纬 度a＞b、c＜d，a与c纬度数相同。选A。 答案 3.C 4.A
古人造字，蕴含着某些地理知识，如右图“间”——“门里
有日午间到”，午间即正午。据此回答1～2题。
1.古人造字时，观测到如图所示房屋可能是 ( )。
A．坐南朝北
B．坐北朝南
C．坐西北朝东南 D．坐东北朝西南
2.如果图中房屋位于江苏省，当正午屋内地面光照 面积达一年中最大时，下列叙述最合理的是 ( )。 A．北印度洋海域自东向西航行的船只逆风逆水 B．南极大陆附近海域盐度为一年中较低时期 C．松花江进入桃花汛 D．广州昼长夜短
(3)确定地方时。当某地正午太阳高度达到一天中的最大 值时，日影最短，当地的地方时为12点。
(4)确定房屋朝向。为了冬季获得更充足的太阳光照，房 屋朝向与正午太阳所在的位置有关。在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。
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
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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
正午太阳高度应用举例
正午太阳高度的应用举例1.确定所在地的纬度,进而判断该地的其他地理特征。
例1.某天文兴趣小组在m地用量角器测北极星的高度(如下图所示)。
次日,当太阳位于m地的正南方时,收音机里传出“现在是北京时间14点整”那么m地的地理坐标是。
■(答案:30°n 90°e)2.确定地方时。
当某地太阳高度达一天中的最大值时,此地的地方时应为正午12时。
(见例2)3.判断日影长短和方向。
正午太阳高度越大,日影越短;反之日影越长,且日影方向总背向太阳。
例2.某学校(110°e)地理兴趣小组在平地上用立杆测影的方法,逐日测算正午太阳高度。
如图,垂直竖立一根2米长的杆op,正午时测得杆影长op′,通过tana=op/op ′,算出正午太阳高度a。
据此完成(1)~(3)题■(1)该小组每天量测影长时北京时间应为。
(2)下列是该小组绘制的连续一年多的杆影长度变化图。
图中反映3月21日杆影长度的点是。
■(3)该学校大约位于。
答案:(1)12:40 (2)4 (3)21.5°n4.确定房屋朝向。
北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋门窗朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋门窗朝北。
例3.甲、乙、丙是三幅地处不同纬度的三座房屋二至日时的阳光照射情况下(a或b)图,请图后回答:■(1)对三地地理位置判断正确的是( )a.三地可能都位于北半球b.甲地可能位于赤道与北回归线之间c.乙地可能位于南温带d.丙地可能位于北温带(2)当甲图在a代表的节气时( )a.开普敦为多雨季节b.北京正午太阳高度达最大值c.悉尼昼短夜长d.巴尔干半岛南部出现多雨季节答案:(1)b (2)d5.计算楼间距、楼高。
为了更好地保持各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离,如下图,南楼高为h,该地冬至日正午太阳高度为h,则最小楼间距为:l=hcoth■例4.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,请读下图和所给相关条件回答。
正午太阳高度角的计算及应用
正午太阳⾼度⾓的计算及应⽤巧⽤正午太阳⾼度⾓慈利四中地理组周德华正午太阳⾼度⾓计算公式是⽤来计算在某时、某地正午时太阳⾼度的公式。
在⾼三地理复习中，此类问题经常出现，⽽且许多资料书上其公式的写法也不⼀样，解释也有差别，有些同学往往不知所从。
其实，万变不离其宗。
⾸先要能够理解该公式，知其然；能知道该公式的来源，知其所以然，那么相关问题的解答就会很简单。
以下是我从教以来对该公式的分析和总结，希望对⾼考学⼦们有所帮助，也希望各位同⾏能提出积极的意见共勉。
⼀、什么是正午太阳⾼度（H）太阳光线与地平⾯的交⾓叫做太阳⾼度⾓，简称太阳⾼度。
太阳位于天顶时，它的⾼度为90°，称为直射；太阳⾼度⼩于90°，⽽⼤于0°时为斜射；太阳位于地平线时，它的⾼度为0°。
在⼀⽇内，太阳位于上中天（即当地地⽅时为12时）时，其⾼度达到最⼤值，称为“正午太阳⾼度”（H）。
⼆、正午太阳⾼度的计算公式：H=90º-|φ±δ|（H为正午太阳⾼度，φ为当地纬度，δ为直射点的纬度，φ、δ永远取正值）同减异加（即φ、δ在同半球时两者相减，在不同半球时两者相加）“±”取法：同减异加如以慈利（29°N）为例，求出⼆分⼆⾄⽇时的正午太阳⾼度。
解答：夏⾄⽇，δ为23.5°N，与慈利同在北半球，则H1=90º-|29°-23.5°|=84.5°冬⾄⽇，δ为23.5°S，与慈利在不同半球，则H2=90º-|29°+23.5°|=37.5°春秋分⽇，δ为0°，直射⾚道，则正午太阳⾼度即为90°减去当地的纬度，H3=90º-29°=61°由于公式中遵循的是同减异加，因此对于那些不要定量计算只要定性判断的题⽬⽆需通过取点计算进⾏⽐较，只需在太阳直射点的回归运动图上观察太阳直射点和某地所在纬线的直线距离的长度变化：直线距离越长正午太阳⾼度越⼩，直线距离越短正午太阳⾼度越⼤；两者相交，距离为零，此⽇的正午太阳⾼度是当地的全年最⼤值，为直射（90°）。