太阳直射北回归线
二分日时，太阳直射赤道，赤道上正午太阳高度达到一年中的最大值，为90°。正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。全球各地昼夜平分。
夏至日时太阳直射北回归线，北回归线正午太阳高度达到一年中的最大值，为90°。正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，北半球昼长夜短，纬度越高昼越长。北极圈及其以北地区出现极昼，南极圈及其以南地区出现极夜。
冬至日时太阳直射南回归线，南回归线正午太阳高度达到一年中的最大值，为90°正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，南半球昼长夜短，纬度越高昼越长。南极圈及其以南地区出现极昼，北极圈及其以北地区出现极夜。
二至日时晨昏线与极圈相切，二分日时晨昏线与经线重合。
太阳直射点的季节移动
正午太阳高度随时间的变化线
正午太阳高度随纬度的变化线
昼长随时间的变化
昼长随纬度的变化
高考复习专题：地球运动
广东省梅州市蕉岭中学 袁飞林
【考纲要求】
（1）地球所处的宇宙环境。地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星；
（2）太阳对地球的影响；
（3）地球运动的地理意义；
（4）地球的圈层结构及各圈层的主要特点。
【知识详解】
一、宇宙中的地球
1.天体与天体系统
（1）天体类型：自然天体（如恒星、星云、行星、卫星、流星、彗星及星际空间的气体和尘埃等）和人造天体（如航天飞机、人造卫星、飞船、太空垃圾等）。
【注意】判断人造天体的关键：该物体是否脱离了地面。
（2）天体系统：宇宙间的各种天体因互相吸引和互相绕转，而形成各种天体系统。
2.太阳系中的一颗普通行星
（1）太阳系模式图
【思考】①八大行星运行的特点有哪些
②从哪些角度可以看出地球是一颗普通的行星？
(2）存在生命的行星──特殊性
存在生命体的条件：自身条件──适宜的温度（日地距离适中）；适合生命体呼吸的大气（地球的质量和体积适中）；液态的水。
外部条件──安全（大小行星各行其道，互不干扰）和稳定的宇宙环境。
二、太阳对地球的影响
1.为地球提供能量
（1）太阳辐射
①形式：电磁波；②主要成分：H、He；③能量来源：核聚变反应；④作用：a.直接为地球提供了光、热资源，是地球上生物生长和发育的源泉。
b.维持地表温度，促进地球上的水、大气运动和生物活动的主要动力；
c.为人类生产生活提供能源，如煤、石油、太阳能等；
（2）我国年太阳能地区分布及影响因素。
①我国年太阳能地区分布（见下图）
★②影响太阳辐射强度的主要因素（提示：结合大气受热过程的知识加以理解）
一般来讲，主要从太阳高度角、海拔高度、大气透明度等角度分析。
A.太阳能最丰富地区：青藏高原。原因：海拔高，空气稀薄，空气中水气少，尘埃少，透明度好，太阳辐射强，日照时间长。
B.太阳能贫乏地区：四川盆地、云贵高原等。原因：阴雨天多，云雾大，较多地削弱了太阳辐射。
2.太阳活动对地球的影响
（1）太阳大气层的结构及太阳活动类型（如图所示）
（2）太阳活动对地球的影响
①对气候的影响：太阳黑子与年降水量的相关性。
②对电离层的影响：扰动无线电短波通信。 ③对磁场的影响：磁针不能正确指向，即“磁暴”现象。
④对大气的影响：作用于两极大气，产生极光。
⑤对自然现象的影响：产生地震、干旱等自然灾害。
【总结】（用歌诀记忆太阳活动及其影响）太阳不稳定，时常有活动；光球有黑子，色球耀斑强；活动剧烈时，地球受影响；先是气候变，还能扰磁场；干扰电离层，短波受影响；太阳风一吹，极区现极光。
【思考】黑子活动周期 年；黑子多少是太阳活动 的标志；耀斑爆发是太阳活动 的显示。
三、地球的运动
1.公转与自转的比较（填下表）
项目 方 向
速 度 周 期
自转 侧 视 极 地 上 空 角速度： 1恒星日： 1太阳日：
自西向东 北极： 南极： 线速度： 1恒星年：
公转 自西向东（向东运动）
（与自转方向一致） 角速度： 1回归年：
线速度：
2.地球运动产生的地理意义（思考：自转与公转产生的地理意义分别有哪些？）
自转与公转的几幅基本图形。
【注意】上图中太阳直射点的移动速度是：1°/4天。
【巩固练习】
●乘船自西向东从上海至旧金山，船上乘客观察的现象正确的是（ ）
A.恒星日不变，太阳日为24时 B.恒星日不变，太阳日大于24时
C.恒星日不变，太阳日小于24时 D.恒星日不变，太阳日为24时
答案：选C（提示：一定要弄清楚为什么哦？）
●读图1，回答问题。若EF为地球公转轨道平面，PQ为地轴，下列变化可信的是
A．福州冬季均温升高 B．北温带范围变小
C．全球极夜范围扩大 D．悉尼（约34°S）夏季昼变长 分析：黄道平面EF与地轴PO段夹角POF为70度，则黄赤交角为20度，黄赤交角变小，直射点的回归运动范围缩小，即热带变小；出现极昼极夜的范围缩小，即寒带缩小；故北温带范围变大。因直射点的回归运动引起的晨昏圈的回归运动范围也变小，这会导致悉尼夏季的昼长变小。故选A
3.地方时与区时（重点知识）
（1）地方时及其计算
①地方时的概念：同纬度地区，因经度不同而产生的不同时刻，叫地方时。
②求地方时的依据：经度每隔15°，地方时相差1小时；每隔1°地方时相差4分钟。
③地方时的计算：所求地点的地方时＝已知地点的地方时±两地的经度差×4分钟
【说明】①加、减原则：“东加西减”；②两地经度差计算：同侧相减，异侧相加。已知地点与所求地点都是东经度（或西经度）时，用较大的度数减去较小的度数，其差值即为两地的经度差；若已知地点与所求地点一个为东经度，一个为西经度，则用两地的经度数相加，其和即是两地的经度差。③同一经线，地方时相同。
（2）时区和区时
①时区的划分
【注】A. 世界时区的划分是每隔经度15°为一个时区，国际上规定:把全球划分为24个时区。
B. 以本初子午线为中央经线，7.5°W至7.5°E，划分为中时区（零时区）。中时区以东，依次划分为东一区至东十二区；在中时区以西，依次划分为西一区至西十二区。东十二区和西十二区各跨经度7.5°，合二为一，称为“东西十二区”。
C. 每个时区中央经线的地方时为该时区的区时，相邻两个时区的区时，相差一小时。 D. 某地的时区数=该地的经度÷15°（如余数＜7.5°，则时区数为商；反之，则时区数为商+1）。
②区时计算 公式：所求地的区时=已知地的区时±两地的时间差
【说明】a.两地时间差=两地时区差（两地时区差遵循同性相减，异性相加的原则）；b.东“+”西“-”即所求时区位于已知时区的东侧，取“+”；若位于西侧，取“-”。
【巩固练习】（1）一架飞机于北京时间8时起飞，经过两小时后到达日本东京（东9区），此时东京时间是（ ）
A.6时 B.5时 C.10时 D.11时
答案：选D【思考】如果上题中的北京时间8时改为北京的时间8时起飞，则到达时东京时间为多少
.昏线与经线的交点的地方时为日落时间；反之，则相反。
C.同一纬线，日出日路时间相同。
【练习】读右图，回答下列问题。
ⅰ.图中弧线CEB、弧线BDC分别为 线、 线；
ⅱ.此时，经线SAB的地方时为 时；或者说出现极昼与晨昏线相切的点所在经线，其地方时为 时；出现极夜与晨昏线相切的点所在经线，其地方时为 时；
ⅲ.纬度A+ B(C)= 度；或者说直射点所在纬度与出现极昼（或极夜）的最低纬度之和为 度；或者直射点所在纬度+出现极昼（或极夜）的最低纬度和晨昏圈相切的点所在的纬度之和为 度；
ⅳ.晨线与赤道相交点所在经线的地方时为 时；昏线与赤道相交点所在经线的地方时为 时；
ⅴ.晨昏圈与太阳光线的关系？晨昏圈与赤道平面的关系？ （2）太阳高度及正午太阳高度
①太阳高度及等太阳高度线（见课件）
②正午太阳高度，即地方时为12时所在的太阳高度（或者说是直射点所在的纬线的太阳高度）。
A.正午太阳高度的计算公式是：H＝［90°－β（当地纬度和太阳直射点纬度的纬度差）］，其中β的求采用同一半球相减、不同半球相加的原则，永远取正值。
B.变化规律：同一时刻，由 向南北两侧递减。（注意：归纳某地区二分二至日和一年内的正午太阳高度的变化规律）。
C.一个地方年正午太阳高度最大差值：赤道地区是 ；南北半球热带地区正午太阳高度介于 和 之间，最大差值的具体度数为当地纬度＋ ；南北半球温带地区最大差值是 ；南北半球寒带地区最大差值是 ，但也可以当作当地最大正午太阳高度的数值。
D.应用：南北半球中纬度地区楼房间隔L的计算：L＝楼高×cotH′（H′即当地全年最小的正午太阳高度角，北半球为冬至日的正午太阳高度，南半球为夏至日的正午太阳高度）。在楼房布局时建议采用东北－西南向或西北－东南向。
E.应用：太阳能热水器的采光面与楼房顶面的夹角＝β（β同A所表述的一样）。
F.应用：利用垂直物体的日影计算：cotH＝影长/物体长度。
【举例】右图表示的是以北极点为中心的光照图，读图回答下列问题。
ⅰ.在图中标出直射点D，其地理坐标为 ；
ⅱ.此时北京的时间是 ；A点的地方时是 ；
ⅲ.此时C点的正午太阳高度是 ；
ⅳ.弧线BA为 线；
ⅴ.此时，北京地区的太阳能热水器的采光面的倾角是 。 （3）昼夜长短计算及其变化规律
①计算方法：A.弧度数计算法：昼长时数=昼弧度数÷15°，夜长时数=夜弧度数÷15°=24－昼长。
【注意】运用该方法时，昼弧度数是某条纬线在昼半球部分晨昏线与该纬线的两个交点之间的弧度。
B.日出（日落）时间计算法：白昼长＝2×（12－日出时间）
或白昼长＝2×（日落时间－12）（说明：日出时间+日落时间=24小时）。
【注意】运用该方法时，日出（落）时间一定要用与所求地同一纬线和晨（昏）线相交点的此时地方时。
②变化规律：
（4）确定太阳直射点的地理坐标
①太阳直射经线的确定
A.地方时12时的经线。
B.平分昼半球的经线（或通过极夜最低纬度与晨昏线相切的切点经线的地方时）。
C.根据已知某经线的时间来计算。
夏至太阳位置
夏至太阳位置
夏至是太阳直射北回归线上的一天，也是一年中白天最长、黑夜最短的日子。在夏至这一天，太阳直射北回归线，正午太阳高度最高，太阳直射点落在北纬23.5度的位置上。夏至是中国传统节气之一，通常在6月21日或22日。
夏至阳光直射北回归线上的原理是地球的自转和公转。地球自转是指地球自西向东转动的运动，公转是指地球绕太阳运动的运动。由于地球自转轴与公转轨道平面的倾角为23.5度，当地球绕太阳运动到某一位置时，这一位置就成为太阳直射点。
夏至阳光直射北回归线上的现象在全球范围内都会发生。北回归线是地球上的一个纬度线，位于北纬23.5度处。在夏至这一天，太阳直射点恰好落在北回归线上，使得北纬23.5度以北的地区，包括中国大部分地区，太阳高度最高，白天最长。
夏至阳光直射北回归线上的现象带来了一系列的气候变化。首先，夏至是一年中太阳辐射最强的时期。由于太阳直射点的高度最高，太阳直射热量垂直入射，能量传输效率最高，所以夏至的阳光最为炽热。这也是为什么夏天一般比其他季节更热的原因。
夏至阳光直射北回归线上的现象导致了白天时间最长。在夏至这一天，太阳直射点落在北纬23.5度处，太阳的高度最高，因此所经过的时间最长。这使得白天时间延长，黑夜时间缩短。在北纬23.5度以北的地区，白天可以持续到夜晚十一点左右，而黑夜只有短暂的几个小时。
夏至阳光直射北回归线上的现象也与农业生产密切相关。由于夏至白天时间最长，太阳照射时间增多，照射强度较高，有利于作物的生长和光合作用的进行。夏至是农作物生长发育的重要节点，在这一天后，作物可以充分利用阳光进行光合作用，蓄积能量，为丰收打下基础。
夏至阳光直射北回归线上的现象还影响着人们的生活和活动。在夏至这一天，阳光直射的强度很高，需要做好防暑降温的措施，注意避免中暑。夏至也是户外活动的好时机，人们可以享受更长的白天时间，在户外进行郊游、野餐等活动。 总的来说，夏至阳光直射北回归线上的现象是地球自转和公转的结果，导致了夏至这一天太阳直射点落在北纬23.5度，使得北纬23.5度以北的地区白天时间最长、太阳高度最高。夏至阳光直射北回归线上的现象影响着气候、农业生产和人们的生活，是一年中的重要日子。通过了解夏至阳光直射北回归线上的现象，我们可以更好地理解地球自转和公转的原理，以及夏天气候变化和农作物生长的规律。
南北回归线的形成原理
南北回归线的形成原理
南北回归线（南纬2327’、北纬2327’）是指太阳直射地球的最南极点和最北极点，也称为夏至线和冬至线。南北回归线的形成原理如下：
1. 地球的自转轴是倾斜的：地球的自转轴和黄道面之间存在一个倾角，约为23.5度。这个倾斜的自转轴是导致南北回归线形成的原因之一。
2. 地球绕太阳公转：地球绕太阳公转，形成一个近似于椭圆的轨道。地球的自转轴在整个公转周期内保持不变，始终指向恒星北极点（目前是北极星），这是地球维持季节循环的重要基础。
3. 太阳直射区的移动：由于地球的自转轴倾斜，太阳在公转过程中会向北和向南移动，形成夏至和冬至现象。
当地球绕太阳公转到达黄道面的最南端时，即夏至时，太阳直射地球的最北极点位于北纬2327’，形成了北回归线。而当地球绕太阳公转到达黄道面的最北端时，即冬至时，太阳直射地球的最南极点位于南纬2327’，形成了南回归线。
南北回归线的位置会随着地球绕太阳公转而改变。每年的夏至和冬至时刻都是不固定的，但南北回归线的倾斜角度保持不变。这种周期性的移动是地球季节变化的重要原因之一。
太阳直射点回归运动解读
文科教学探索 Ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ２ＯＯ６．０７
箕 鹤⑩ 鳓戆
白云兰 ｆ内邱职教中心，河北邢台０５４２００） 摘要：太阳直射点回归运动是中学地理教学中经常遇到的难点，它涉及到的题目多种多样，本文就太阳直射点回归运动 引发的相关问题谈几点教学体会。 关键词：太阳直射点；回，）３／ｇ动；解读 中图分类号：Ｇ６３３．５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－０１０Ｘ（２ｏ０ｌ６）０７－－００３７－０２ 太阳直射点回归运动是高中地理教学过 程中的重点、难点之一，使学生充分发挥空间 想像能力，灵活深入掌握此图，学生便可轻松 解决相关问题。下面，就太阳直射点回归运动 （高中必修第一册图１－２３）做一些粗浅探讨。 图中显示太阳光线在一年中的直射范围， 这个范围取决于黄赤交角的存在，太阳直射的 弧度范围，正好两倍于黄赤交角，即４６￣５２ 。 当地球运行到公转轨道春分点时，太阳直射赤 道，随后，地球在公转轨道上逐渐向夏至点移 动，由于有黄赤交角的存在，地球是斜着身子绕 太阳公转的，所以太阳直射点便也由赤道向北 半球移动，直到地球位于公转轨道上夏至点时， 太阳便直射北回归线，即２３。２６。Ｎ，这个角度 正好是黄赤交角的度数，此纬度位置是太阳直 射的最北界线，北回归线以北的所有地区永远 不可能有太阳直射的现象，即任何地区的正午 太阳高度也不可能达到９０。。夏至以后，地球 在公转轨道上移向秋分点，太阳直射点的位置 也开始由北回归线南移，直至再次直射赤道，随 后，太阳直射点便移至南半球，当地球位于公转 轨道上冬至点时，太阳直射到南回归线，即 ２３。２６。Ｓ，这是太阳直射的最南界线，过了冬至 日，太阳直射点便又一次开始北移。如此反复， 太阳直射点便在南、北回归线之间不停地做周 期性的往返运动，这就称为太阳直射点的回归 运动，我们可以把它简绘成如图一所示： 通过这个简图，我们可以获取多种地理信息。 一、某个日期太阳直射点的位置及其运动 的方向 此类问题是对该图最直接也是最简单的 运用。 例一：１０月１日，太阳直射点位于哪个半 球？正在向哪个方向运动０ 解析：通过读图，很显然，此时，刚过秋分 日一星期左右，所以，太阳直射点刚刚移过赤 道，位于南半球，正在向南运动。 二、各地正午太阳高度角的变化 由于黄赤交角的存在，太阳辐射在地球上 的分布便具有了纬度分异的规律，所以，地球 上各地正午太阳高度角便发生了季节变化。 春分日和秋分日时，太阳直射在赤道上，
地球公转对四季变化的影响
地球公转对四季变化的影响
昼夜长短的变化、正午太阳高度角的变化、四季更替、五带
形成、物体影子的长短、太阳透过窗子射进来的光多少都是地球公转产生的。我着重阐述一下对四季变化的影响。
全球除赤道以外，同一纬度地区，正午太阳高度和昼夜长短随季节而变化，使太阳辐射具有季节变化的规律，形成了四季；
同一季节，正午太阳高度和昼夜长短随纬度而变化，使太阳辐射
具有纬度变化的规律，形成了五带。 南北回归线之上，每年各有一次太阳直射；南北回归线之间，
每年有两次太阳直射，太阳直射或近于直射；北回归线以北，每年6月22日正午太阳高度达最大值，12月22日达最小值；南回
归线以南，每年12月22日正午太阳高度达最大值，6月22日达
最小值。 随季节变化：任一地点，一年中离太阳直射点所在纬度最近
时，正午太阳高度达最大值；反之，达最小值。所以：（1）北回归线以北的地区，夏至日时正午太阳高度达一年中最大值，冬至
时达最小值。（2）南回归线以南的地区，冬至日时正午太阳高度
达一年中最大值，夏至时达最小值。（3）南北回归线之间的地区，一年中，太阳直射时，正午太阳高度达最大值；离太阳直射点所
在纬度最远时，达最小值。 大家知道哪些节气？对我们的生活有哪些影响？ 24节气是将地
球绕太阳的公转轨道平分24份，从春分点开始，角度每隔15度为一个节气，约为15天。地球在公转轨道上的运行会产生天气
和季节的有规律变化，二十四节气的创立不仅是我国科学史上的一个辉煌成就，而且对我国黄河流域人们生活和农业生产，具有
指示和预告作用。在二十四节气中，有的节气告诉人们季节的更
替，如立春表示冬天即将结束，春天即将开始；有的节气告诉人们气候的变化，如小暑表示夏至以后天气开始炎热起来；有的节
北纬23.5度又称为什么
北纬23.5度又称为什么
北纬23.5度又称为北回归线。这是太阳光直射在地球上最北的
界限。每年夏至日〔6月22日左右〕这一天这里能受到太阳光的垂
直照射然后太阳直射点向南挪动。北回归线的重要意义1.对自然现象
的影响北纬23.5度又称为北回归线。这是太阳光直射在地球上最北
的界限。每年夏至日〔6月22日左右〕这一天这里能受到太阳光的
垂直照射然后太阳直射点向南挪动。
北回归线的重要意义1.对自然现象的影响
北回归线的纬度值为黄赤交角，是一条重要纬线，它深入影响着
与其严密相关的其它自然地理现象，如太阳直射点、四季、五带和气
压带、风带、气候带、自然带变化等等。 2.温度带的划分界限
每年夏至日〔公历6月22日左右〕，北回归线能受到太阳光的垂
直照射。然后太阳直射点向南挪动。北半球北回归线〔不包括北回归
线〕以南至南回归线〔不包括南回归线〕的区域每年太阳直射两次，
获得的热量最多，形成为热带。因此北回归线是热带和北温带的分界
限。 3.天文气候特征纬度线
北回归线是一条具有多学科意义的天文气候特征的纬度线。如在天文意义上的冬春转换时，北回归线上的一边春意盎然，另一边却还
是萧瑟的冬天。北回归线对天文、地理、气候、生物的科学研究具有
重要的意义。 4.太阳直射最北纬度线
每年的夏至日〔斗指午，太阳黄经90°〕，太阳直射点在北半球
的纬度值到达最大，太阳高度可以到达90°，此时正是北半球的盛
夏，北半球昼长夜短，北极圈〔含北极圈〕内为极昼，南半球相反正
值隆冬，南极圈内是极夜。
此后太阳直射点逐渐南移，并始终在北纬23°26′附近和南纬23°26′附近的两个纬线圈之间周而复始地循环挪动。因此，把这两
个纬线圈分别称为“北回归线〞与“南回归线〞。“南回归线〞又称
“冬至线〞，斗指子、太阳运行至黄经270°为冬至，此时太阳光几
乎直射南回归线，冬至这天北半球的白昼最短、夜晚最长，故太阳光
直射南回归线这天又名日短至。
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′）。一般来
一天中太阳入射角变化及其计算方法
⼀天中太阳⼊射⾓变化及其计算⽅法
太阳⼊射⾓变化规律及其计算⽅法地⾯上，以向东为x+,向北为y+,向上为z+,纬度为\theta,天球半径取为1，则北极星位置是(0,cos(\theta),sin(\theta)).以北极星为y1+⽅向，仍然以向东为x1+⽅向，那么，x,y,z与x1,y1,z1的换算关系为
x1=x,y1=cos(\theta)y+sin(\theta)z,z1=cos(\theta)z-sin(\theta)y.太阳在⼀天的t时刻（以太阳⽇为单位，0:00点为0）的x1,y1,z1坐标
为,(cos(\alpha)*cos(2\pi*t-0.5\pi),sin(\alpha),cos(\alpha)*sin(2\pi*t-0.5\p i)),化为x,y,z得x=cos(\alpha)*cos(2*\pi*t-0.5*\pi)
y=cos(\theta)*sin(\alpha)-sin(\theta)*cos(\alpha)*sin(2*\pi*t-0.5\pi)
z=cos(\theta)*cos(\alpha)*sin(2*\pi-0.5*\pi)+sin(\theta)*sin(\alpha)
⼊射⾓=arccos（z)
阳光辐射度与⼊射⽅向和板的垂线夹⾓的余弦成正⽐，因为余弦值在0 ± 15 °范围内变化较⼩，所以光伏板设计时其倾⾓可在15 °范围内调节。
太阳⽅位⾓
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零，向西逐渐变⼤，向东逐渐变⼩，直到在正北⽅合在±180°。
太阳⽅位⾓的变化
⼀天中，太阳升起时的⽅位⾓为-180°~0°，落下时的⽅位⾓为0°~180°，正午时北回归线以北地区为0°，南回归线以南地区为180°，热带（南北回归线之间）太阳直射点以北为0°，以南为180°。
正午太阳高度的时间变化规律
正午太阳高度的时间变化规律
正午太阳高度的时间变化规律包括纬度变化规律和季
节变化规律。
一、纬度变化规律正午太阳高度的纬度变化规律可以从太阳直射点所在
纬线向南、北两侧递减。具体来说，同一时刻，从太阳直射
点向南北两侧递减；同一地点，离太阳直射点所在纬线越近，
正午太阳高度角越大，越远则正午太阳高度角越小1。
二、季节变化规律正午太阳高度的季节变化规律与地球的公转有关。地球
在绕太阳公转的过程中，由于黄赤交角的存在，导致太阳直
射点在南北回归线之间移动，从而引起正午太阳高度的变化。
以下是具体的季节变化规律：
1、春分和秋分时，太阳直射赤道，因此这两日的正午
太阳高度角变化规律是从赤道向南北两极递减。
2、夏至日时，太阳直射北回归线，所以该日正午太阳
高度角的变化规律是从北回归线向南北两极递减。
3、冬至日时，太阳直射南回归线，所以该日正午太阳
高度角的变化规律是从南回归线向南北两极递减。
图解太阳直射点的移动规律_贺亚琴
２００７年5月２０日《新课程》教师版
由于黄赤交角的存在，地球在公转轨道的不同位置，地表
接收太阳垂直照射的点（简称太阳直射点）会在南北回归线
之间移动。太阳直射点的移动规律只看课本中的文字表述和
示意图很难理解，而将太阳直射点的回归运动图由静态的改
变为动态的模式图，可以比较直观地表示太阳直射点在地表
的运动规律，同时随着移动箭头的指向，有利于空间想象能力
的形成。１．往返式太阳直射点移动规律示意图
从图１可以看出太阳直射点的移动规律是：①———②———
③———④———①，纬度由０°———２３°２６′Ｎ———０°———２３°２６′
Ｓ———０°，北半球节气由春分———夏至———秋分———冬至———
春分，以一年为周期往返移动。
正弦式太阳直射点移动规律示意图
从图２可以看出：北半球夏至日（６月２２日前后）太阳直射在北回归线上，
冬至日（１２月２２日前后）太阳直射在南回归线上，春分日（３月２１日前后）和秋分日（９月２３日前后）太阳直射在赤道上。
２．从Ａ点到Ｃ点（即从北半球的夏至日到冬至日，或从６月
２２日前后到１２月２２日前后），太阳直射点从北向南移动；从Ｃ
点到Ｅ点（即从北半球的冬至日到夏至日，或从１２月２２日前后
到次年的６月２２日前后），太阳直射点从南向北移动。同时在
图上还可以判断任意一天太阳直射点的犬约位置及直射点的
移动方向，如３月１２日，太阳直射点的位置大约在图上的Ｆ点
（在赤道和南回归线之间，即位于南半球），太阳直射点将继
续向北移动，再如９月１０日，太阳直射点的位置大约在图上的Ｇ
点（在北回归线和赤道间，即位于北半球），太阳直射点将继
续向南移动。３．根据太阳直射点的位置，判断某地正午太阳高度角及
昼夜长短状况及变化趋势。
如６月２２日前后太阳直射在北回归线上，是北半球一年中
白昼最长的一天，而且越往北白昼越长，在北极圈及其以北地
区出现极昼现象。这一天是南半球白昼最短的一天，而且越往
南白昼越短，在南极圈及其以南地区出现极夜现象。大约在６
【高二专题】正午太阳高度的分布和变化规律
【⾼⼆专题】正午太阳⾼度的分布和变化规律
1．纬度分布正午太阳⾼度从太阳直射点所在纬线向南、北两侧递减。
(1)夏⾄⽇：正午太阳⾼度由北回归线向南、北两侧递减。
(2)冬⾄⽇：正午太阳⾼度由南回归线向南、北两侧递减。
(3)春秋分⽇：正午太阳⾼度由⾚道向南、北两侧递减。
2．季节变化
3.正午太阳⾼度的分布和变化规律
①太阳直射点的确定⽅法(1)纬度的确定
⽅法⼀：“太阳直射点的纬度”和“晨昏圈与纬线相切点的纬度(出现极昼极夜的最低纬度)”互余。
⽅法⼆：通过节⽓来判断。夏⾄，太阳直射23°26′N；冬⾄，太阳直射23°26′S；春、秋分，太阳直射⾚道。
⽅法三：根据某地正午太阳⾼度的计算公式H＝90°－两地纬度差计算。
⽅法四：“⾚道处晨昏线与经线的交⾓(锐⾓)”等于“太阳直射点的纬度”。(2)经度的确定
基本原则：地⽅时为12时的经线即为太阳直射的经线。
⽅法⼀：晨线和⾚道的交点(经度)向东90°或昏线和⾚道的交点(经度)向西90°，即为太阳直射点的经度。
⽅法⼆：根据晨昏线与纬线相切点所在经线的地⽅时判断太阳直射的经线。②正午太阳⾼度变化幅度(年正午太阳⾼度最⼤差值)的纬度分布规律
(1)⾚道地区和南北两极地区的年正午太阳⾼度最⼤差值均为23°26′。(2)0°到南北纬23°26′之间的地区(或热带地区)，年正午太阳⾼度最⼤差值从23°26′增⼤到46°52′。
(3)南北纬23°26′到南北纬66°34′之间的地区(或南北温带)，年正午太阳⾼度最⼤差值均为46°52′。
(4)南北纬66°34′⾄极点之间的地区(或南北寒带)，年正午太阳⾼度最⼤差值从46°52′减⼩到23°26′。
练⼀练
读某地⼆分⼆⾄⽇太阳视运动轨迹图，回答下列问题。
(1)分析图⽰不同⽇期太阳视运动的共同点：太阳 ，原因是 ；太阳⾼度不断变化， 是⼀天中最⼤值。
(2)尝试判断：
①该地位于 (南、北)半球。判断理由是 。
②A代表 ，B代表春分或秋分⽇，C代表 。判断理由：⽇出、⽇落时间和⽅位； 。(3)计算出A、B、C三⽇的昼长：A ⼩时、B ⼩时、C ⼩时。