正午太阳高度角变化规律
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(艳)

冬至日: 自南回归线向 南北递减; 南回归线及其 以南地区正午 高度角达到一 年中最大,北 半球地区达到 最小
正午太阳高度角的变化规律: 1 由太阳直射点所在的纬度向南北两侧 递减 2 什么时间离直射点近,什么时间正午 太阳高度就大 3 什么时间直射点向该地接近,什么时 间该地正午太阳高度就增大
看图,在春分日, 下列各点的正午太阳高度角由大到小排列?
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。
7月初
1.当地球位于公转轨道上的远日点时( A.阳光直射在北回归线上 B.阳光直射在南回归线上 6.22 C.北半球正值夏季 12.22 D.北回归线以北正午太阳高度达最大值 )
春分
夏至 秋分 冬至
57° 80°26′ 57° 33°34′
计算宝应(东经119°07′43″— 119°42′51″、北 纬33°02′46″— 33°24′55″ )的四个节气的正午 太阳高度? 以33°N为例
春分
夏至 秋分 冬至
57° 80°26′ 57° 33°34′
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.晨昏线与经线圈的关系是( ) A. 每天都重合一次 B. 每天都不可能重合 C. 只有在春分和秋分日某一时刻重合 D. 晨昏线与地轴的最大夹角为66.50
23°26′
计算宝应(东经119°07′43″— 119°42′51″、北 纬33°02′46″— 33°24′55″ )的四个节气的正午 太阳高度? 以33°N为例
C
D
N夏至 N夏至
例 2. 某校所在地( 120°E 、 40°N )安置一台太 阳能热水器,为了获得最多的太阳光热,提高利 用效率,需根据太阳高度的变化随季节调整倾角, 下图中各日照图与热水器安置方式搭配不合理的 是( )
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?
太阳高度(正午太阳高度)变化规律及应用

太阳高度(正午太阳高度)的变化规律及应用1. 变化规律(1)太阳高度的分布规律:直射点的太阳高度为90°,由此向四周呈同心圆递减(如下图甲)。
直射点所在经线上的太阳高度值为各点对应纬度上的最大太阳高度,即正午太阳高度,其变化特点是直射点向南北两侧递减(如下图乙)。
其值大小由如下公式决定:H=90°-|φ±δ|(当地纬度±太阳直射点纬度)(H为正午太阳高度,φ为某地纬度,δ为直射点纬度,若φ与δ在赤道同侧取“-”,不同侧则取“+”)(2)最值: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;相反,直射南回归线时,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。
(3)极点太阳高度的变化:极昼时期,太阳高度全天都不变(如下图甲),始终等于直射点纬度,其值的年变化幅度解于0°~23°26/。
(4)极圈及其以内地区的太阳高度的变化:从日变化看,极昼期间,全天太阳高度始终都大于或等于零度,其中极圈上在0点时刻有太阳高度为0的时刻(如图乙),极圈到极点之间的地区,其太阳高度全天始终都大于零度(如图丙);从年变化看,北半球是随太阳直射点北移而增大,南半球反之,其最大值由公式H=90°-|φ±δ|决定。
(5)其他纬度的太阳高度变化:都是日出日落时为0,12点最大,12点前递增,12点后递减。
特殊之处是:赤道上的太阳高度是6点和18点为0(如图丁),其最大太阳高度的年变化范围是[66°34′,90°]。
2.太阳高度的应用(1)推算纬度:根据公式: H=90°-|φ±δ|,可求任意地点的地理纬度。
(2)推算地方时:一天中太阳高度达最大值处的地方时为12时;春秋分时,太阳高度为0处的地方时为6时或18时,赤道上太阳高度为0处的地方时为6时或18时。
(3)推算城市的楼间距:若某地楼高为h,楼间距s,纬度为φ,则该楼与处于其背阳一侧房屋的楼间距s=cot(90°-φ-23°26′)。
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。
正午太阳高度 (角) 的变化

自转 公转
赤道面 黄道面
}
黄赤交角
太阳直射点的回归运动
太阳高度角的变化
昼夜长短的变化
一、正午太阳高度角的变化 二、昼夜长短的变化 三、季节的变化 四、五带
(一)正午太阳高度 (角) 的变化:
1.太阳高度角( h )
太阳光线与地面所成的夹角为太阳高度。
太阳光线
太阳高度角
(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° ( 距直射点纬度差相同的地 点, 正午太阳高度相同 )
4.正午太阳高度计算公式
H =90°-(φ + δ)
注意: 1、φ 表示某地纬度
2、δ表示太阳直射点纬度
3、φ和δ在同一半球,用减法; 在不同半球,用加法
二分日: 由赤道向南北两侧递减。
太阳直射赤 道,赤道正 午太阳高度 角达到一年 中的最大值 90°,由赤 道向南北两 侧递减。
日期
太阳直射纬 线
正午太阳 高度为 90º 的纬 线
正午太阳高 度达一年中 最大值的地 区
正午太阳高 度达一年中 最小值的地 区
北半 球夏 至日
北回 归线
北回 归线
北回归 线及其 以北地 区
5.正午太阳高度的应用
(1)确定地方时:
当某地太阳高度达到一天中的最大值 时,当地的地方时为12时。
(2)确定房屋的朝向:
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。
(3)确定物影的长短及方向:
正午太阳高度角越大,物影越短; 正午太阳高度角越小,物影越长; 且物影方向背向太阳。
【解题方略】正午太阳高度角计算公式与变化规律

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【大招解题】正午太阳高度角计算公式与变化规律
1.解题要点:远小近大,来增去减。
直射90°
与直射点纬度差越小(大),正午太阳高度越大(小)
2.计算公式:H=90-某地与直射点的纬度差
3.适用问题:求日影长短、正午太阳高度角大小的题目可用。
或通过日影长短变化,反向推断所在地地理纬度的题目
典型例题
2015年某日出现了日食现象。
在四幅日照图中,深色阴影为夜半球,浅色阴影为当时可观测到日食的地区范围。
发生日食的这天,在上图所示四地中,正午太阳高度角最大的是( )
A .甲
B .乙
C .丙
D .丁 答案:A
大招解题:
根据“远小近大”原则,甲距离直射点纬度差最小,则正午太阳高度最大。
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正午太阳高度变化的一般规律:
由于太阳直射点在南北回归线之间移动,所以:
1、在回归线之间的地区,一年有两次太阳直射机会,此时正午太阳高度最大,为90°。
太阳直射南北回归线时出现极小值。
其中除赤道两个极小值都是最小值外,其它地区以太阳直射另一半球回归线时最小。
2、在回归线之外的地区,可含南北回归线,在太阳直射本半球回归线时最大,直射另一半球回归线时最小。
例如,北京约在北纬40°,在北半球夏至,太阳直射北回归线,此时这里的正午太阳高度最大,约为73.5°;在冬至,太阳直射南回归线,此时这里的正午太阳高度最小,约为26.5°。
因为地球的公转致使一年内太阳在地球的直射点在南北回归线之间往复一次。
以北半球北回归线穿过的地区为例:一年中当太阳光直射北回归线时,正值我国北方的夏至节气,正午太阳在头顶正上方,即太阳高度角为90°,为一年中的最大值;当太阳光直射南回归线时,正值我国北方的冬至节气,此时的太阳高度角为23.5°,为一年之中的最小值。
由于地球自转,产生了太阳的视运动现象(东升西落),即太阳高度的日变化。
由于地球公转,使太阳直射点南北移动,从而产生了正午太阳高度的纬度变化和季节变化现象。
小于23.5度,一年有2次太阳直射。
黄赤交角23.5度
太阳直射点以一年为周期在南北回归线之间移动。
夏至日太阳直射北回归线(北纬23.5度),北回归线以北正午太阳高度达到最大,整个南半球正午太阳高度达到最小。
冬至日太阳直射南回归线(南纬23.5度),南北情况与夏至时相反。
其余时间是这两个状态的过渡。
黄赤交角的存在!因为每天正午的太阳高度角最大.黄赤交角使太阳直射点南被移动,
随季节的变化而改变,楼上所说的都是在指太阳直射点的不同,太阳直射点的正午太阳高度最大,但毕竟只有一处而已!
正午是一天中太阳最高的时刻。
这个最高的高度随季节变化。
冬至的时候最低,正午的太阳能从向南的窗户射进大半间屋子,夏至的时候只照进窗台一点点。
这个最高的高度还和你所在的纬度有关。
如果你在北回归线上,北纬23.5度,夏至时分正午的太阳在头顶上,它的高度是90度;再往北,随纬度升高,正午时分太阳的高度越低。
怎样计算一个地区的正午太阳高度角
某一地区的正午太阳高度角的大小,决定了该地的太阳辐射量的多少,那么,一个地区的正午太阳高度角是否可计算出来呢?
我们已经知道,地球绕太阳公转,由于地轴的倾斜,地轴与轨道平面始终保持着大概66`34'的夹角,这样,才引起太阳直射点在南北纬23`26’之间往返移动,并决定了太阳可能直射的范围:春,秋分日,太阳直射赤道---即直射点的纬度为0`;冬至日,太阳直射南回归线--即直射点的纬度为23`26’S;夏至日,太阳直射北回归线--即直射
点的纬度为23`26’N。
如果某地的纬度已经知道,依据下面的公式就可以计算出此地的正午太阳高度角的大小:
H=90`-纬差(纬差是指某地的地理纬度与当日直射点所在纬度之间的差值)
例如:A地的纬度为40`N,求A地夏至日的正午太阳高度。
夏至日太阳直射的纬度为23`26’N,与A地的纬度差=40`-23`26’=16`34’,那么H=90`-16`34’=73`26’。
如果求A地冬至日的正午太阳高度。
冬至日太阳直射的纬度为23`26’S,与A地的纬度差=40`+23`26’=63`26’,那么H=90`-63`26’=26`34’。
计算公式:
H=90°-∣α-β∣
*α为太阳直射点的纬度,β为所求纬度(β当地为夏半年取正值,冬半年取负值)。