昼夜长短和正午太阳高度角
太阳高度
同一季节不同纬度某一天的太阳高度变化： 同一季节不同纬度某一天的太阳高度变化： 太阳高度变化 春秋分日： 点钟日出 点钟日出， 点钟日落 点钟日落， 春秋分日：6点钟日出，18点钟日落， 赤道上太阳高度最大可达90 赤道上太阳高度最大可达 度，其它纬度都小于90度 其它纬度都小于 度
解第(2)小题时，需明确在北纬30°地区，要使北楼所 小题时，需明确在北纬 °地区， 解第 小题时 在朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射。 在朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射。只要南楼冬至 日正午时的影子长小于等于40米即可 而在北纬30° 米即可。 日正午时的影子长小于等于 米即可。而在北纬 °地 区冬至日与直射点纬度相差53.5°，这一天的太阳高度 区冬至日与直射点纬度相差 ° 应为36.5°，设南楼最大高度为 ，则得 应为 ° 设南楼最大高度为X， X≤40×tan36.5°，根据已知条件 × ° 根据已知条件tan35°≈0.7， ° ， 结合备选答案，得到第(2)小题的正确答案。 小题的正确答案。 结合备选答案，得到第 小题的正确答案 答案】 【答案】(1)C(2)B 解题回顾】要使北楼全年不受南楼影子挡住， 【解题回顾】要使北楼全年不受南楼影子挡住，只要在冬 至日这一天南楼的影子挡不到北楼楼角下即可，如图： 至日这一天南楼的影子挡不到北楼楼角下即可，如图：图 中的a即为冬至日的正午太阳高度的仰角 即为冬至日的正午太阳高度的仰角。 中的 即为冬至日的正午太阳高度的仰角。 迁移·变式 当该地南楼影子最短时， 变式】 【迁移 变式】当该地南楼影子最短时，这里的农民兄弟 正忙于农事活动， 天气影响。 正忙于农事活动，可能受到 梅雨 天气影响。
3、太阳直射点 、 移动范围不超过南北回归线 所在纬线上任何地点该日正午太阳高 度为90，向南北降低。 度为 ，向南北降低。 所在经线地方时为12时；对面经线 所在经线地方时为 时 为0点。 点 在赤道上与晨昏线时差各6小时 在赤道上与晨昏线时差各 小时 90-直射点纬度 极昼极夜的界线 直射点纬度=极昼极夜的界线 直射点纬度
不同纬度的昼夜长短如何通过公式计算
不同纬度的昼夜长短如何通过公式计算？2007-06-23 07:49昼夜长短的计算昼长=12—（12—日出时间）×2=（日落—12）×26月22日，太阳直射在北回归线上，北半球昼最长，夜最短公式计算见下1.晨昏圈和昼夜交替地球是个非透明的球体，阳光只能照亮它的一半。
阳光照射的半球为昼半球，该半球处于白昼状态；背着太阳的半球为夜半球，该半球处于黑夜状态。
随着地球自转，昼半球和夜半球的分界线在地表不断地移动着。
从夜半球到昼半球的昼夜界线为晨线；从昼半球到夜半球的昼夜界线为昏线。
晨线和昏线都是半圆弧，二者构成地球上的一个大圆，叫做晨昏圈（如图4－4）。
由于地球的自转，晨昏圈通过的地方，就是该地一天中的早晨或黄昏。
昼半球和夜半球是不断相互交替出现的，这种现象称为昼夜交替。
2.昼夜长短的计量晨昏圈一般都把地球的纬线分成两部分，即两个弧段。
位于昼半球的那段纬线，称为昼弧；位于夜半球的那段纬线，称为夜弧。
昼弧和夜弧的相对长度，决定着某纬线上各点的昼夜长短（如图4－5）。
若昼弧长于夜弧，则昼长夜短；若夜弧长于昼弧，则昼短夜长；若昼弧等于夜弧，则昼夜等长。
某地昼弧和夜弧的变化，即昼夜长短与哪些因素有关呢？一是当地的地理纬度，用α表示；二是太阳赤纬，用δ表示。
如图4－6所示，设某地纬度为α，该日太阳赤纬为δ，圆弧ABCD即为太阳周日视运动的轨迹。
当太阳处于A点时，太阳升出地平，也就是白昼的开始和黑夜的结束；当太阳处于B点时，即太阳上中天，当地此时是正午，白昼的时间已经过去了一半；当太阳处于C点时，太阳落入地平，也就是白昼的结束的黑夜的开始；当太阳处于D点时，即太阳下中天，当地此时为子夜。
所以，昼长实际上就是，太阳自出地平（A点）经上中天（B点），到落地平（C点）的时间间隔，它等于做周日视运动的太阳由B点运移到C点所需时间的两倍。
而太阳由B点运行到C点所需的时间，就是太阳落地平时的时角。
所以，昼长等于太阳落地平时的时角的两倍。
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？
人教版必修一1.3正午太阳高度角变化(共38张PPT)
3、正午太阳高度的变化规律
（1）、空间变化 （同时不同地） 在同一时间，正午太阳高度随纬度的变化
（2）、时间变化 （同地不同时） 在同一地点，正午太阳高度随季节的变化
冬至日正午太阳高度的纬度变化
思考： 太阳直射点位于什么 地方？正午太阳高度 角的变化规律？
南回归线 由南回归线向南北两 侧递减
夏至日正午太阳高度的纬度变化
结论：正午太阳高度的时空规律
(1)纬度分布规律：由直射点所在纬线向 南北两极递减。
(2)季节变化规律：太阳直射点靠近时变 大，远离时变小。
1下列日期中，北京正午太阳高度最小的是：
A．6月1日
B．7月1日
C．10月1 日 D．元月1日
2赤道上一年中什么时候正午太阳高度最小？
• 夏至与冬至日（因为这时直射点在回归线上，赤
66°34´S 90°S
①北回归线及其以北地区
90 ° N P 23°26′ N
0°
达到全年最大
②南回归线及其以南地区
23°26 ′ S 达到全年最小
90° S
90 ° N
23°26′ N
0° 23°26 ′ S P
90° S
达到全年最小
达到全年最大
③北回归线至赤道之间地区
90 ° N
23°26′ N P 0° 23°26 ′ S
B、6月21日21时
•C、6月22日9时
D、6月22日21时
•【答案】B
4、正午太阳高度的计算
正午太阳高度（H）=90°－纬度差
H = 90°—︱ ± ︱
=当地纬度 =太阳直射点纬度
注意：
纬度差是指所求地与直射点的纬度差。
若直射点与所求点位于同一半球，则该纬度 差为两地纬度之差；
日出日落的方位角度计算公式
计算日出日落的方位角度公式要计算任意一个地方在任意一天日出日落的方位角度，可以用下面的公式：方位角=90 - 0.5arccos[2(sinM/cosN)^2- 1]公式中，M表示的是某天太阳直射的纬度，N表示的是某地的纬度，^2表示平方。
例如，北京在北纬40度，则N=40，夏至这一天太阳在北纬23.5度（太阳直射北纬23.5度），即M=23.5，把N和M的值代入上式，可求得方位角=31度意思是，夏至这一天，在北京的人看来，太阳是从东偏北31度的方位升起的，是在西偏北31度的方位落下的。
说明：1本公式是在理想条件下推导出来的，即假设地球是个标准球体。
而实际上地球两极略扁，而且各地也有高山、洼地等，所以计算结果可能与实测结果有一点误差。
2 太阳围绕地球旋转的轨迹实际上是螺旋线（好象在地球外面套一根弹簧），所以实际上每天日出和日落的方位角稍微有点差别。
例如，在春分到夏至这段时间，日出方位角要略小于日落方位角。
昼夜长短的计算公式：Cost=-tgδ*tgφ太阳视位置太阳视位置指从地面上看到的太阳的位置，用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。
太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，其值在0°到90°之间变化，日出日落时为零，太阳在正天顶上为90°（本万年历中显示的高度角均已进行了蒙气差的订正，蒙气差值取自天文年历）。
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，由南向东向北为负，由南向西向北为正，如太阳在正东方，方位角为-90°，在正东北方时，方位为-135°，在正西方时方位角为90°，在正北方时为±180°。
实际上太阳并不总是东升西落，只有在春秋分两天，太阳是从正东方升，正西方落。
在北半球，从春分到秋分的夏半年中，太阳从东偏北的方向升（方位角为-90°到-180°之间），在西偏北的方向落（方位角为90°到180°之间）；而从秋分到下一年春分的冬半年中，太阳从东偏南的方向升（方位角为-90°到0°之间），在西偏南的方向落（方位角为0°到90°之间）。
昼夜长短和正午太阳高度的变化
二、正午太阳高度的变化规律
1.纬度分布（空间）由直射点向南北两侧递减 夏至日 由北回归线向南北两方递减 春/秋分 由赤道向南北两方递减 冬至日 由南回归线向南北两方递减
2.季节变化(时间） 南回归线以北地区：冬至最大，夏至最小 北回归线以北地区：夏至最大，冬至最小 回归线之间地区：两次直射，回归线上一次
随时间的
变化—— 四季交替
3、4、5为春季 6、7、8为夏季 9、10、11为秋季 12、1、2为冬季
三、四季更替和五带
五带划分
同一时间，昼夜长 短和正午太阳高度随纬 度变化，使得太阳辐射 具向有从低纬向高纬递 减的规律。
1 . 如图所示的日期，下列地点：北京（39°54′N），
新加坡（1°N），汕头（23.5°N），海口（20°N），正
同度数、不同半球的两条纬线的昼长与夜长正好相反
一、昼夜长短的变化
1 五一劳动节期间,下列自然现象正确的是( D )
A南半球昼长夜短
B全球昼长夜短
C南极圈内有极昼现象 D北半球昼长夜短
2．北半球的冬至日，下列说法错误的是：（ D ）
Ａ．北半球昼短，夜长
Ｂ．北极圈及以北地区出现极夜现象
Ｃ．太阳直射点位于南回归线上
二、正午太阳高度的变化
正午太阳高度的计算公式
H=90°-｜φ - δ｜
式中H为正午太阳高度；φ为当地纬度，取正值； δ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值， 冬半年取负值。
正午太阳高度的计算公式
H某地 = 90°— 纬度差
纬度差：即所求地点纬度与太阳直射点的所在 纬度的差距
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
春冬夏至秋至日日分：：：
南京三中高考一轮复习昼夜长短和正午太阳高度变化
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.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。
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。 日影正午时倒向北方的日期多于南方，则说明 该地位于北半球；南半球则反之。
例：每逢周五,《新民晚报》刊登日出日落时间表,下表为某 年11月30日刊登的12月2日部分城市日出日落时间表。据此回答:
城市 日出时间 日落时间 城市
北京
哈尔滨 西安
9:32 16:50 6：54 8:57 15:51 7:33 10:02 17:35
7：18
上海
成都 拉萨
日出时间 日落时间 6：36 10:15 16：51 7：44 10:18 18：02 8：34 10:22 18：56
S
N S
N
北半球
南半球
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)。
90° 太 阳 高 度 角
假如下列三幅图都代表北半球的图，请在图中 曲线中标出属于夏至日的点
6.22
6.22
6.22
6、正午太阳高度变化幅度： ①在回归线之间的纬度： =23°26′+当地纬度 ②回归线至极圈之间的纬度： =46°52′（固定值）
③极圈及其以内的纬度： =90°－当地纬度+23°26 （即为当地最大正午太阳高度角） 。
昼夜长短的变化及四季五带
作业：填充图册 第三节内容
3、天文四季：夏季为一年中白昼最长，太阳高 度角最大的季节；冬季就是一年内白昼最短、 太阳高度角最小的季节；春秋二季是冬夏的过 渡季节。 4、季节划分与气候变化的结合划分四季： 春季：3、4、5， 夏季：6、7、8 秋季：9、10、11，冬季：12、1、2
二十四节气
立春、雨水、惊蛰、春分、 清明、谷雨、立夏、小满、 芒种、夏至、小暑、大暑、 立秋、处暑、白露、秋分、 寒露、霜降、立冬、小雪、 大雪、冬至、小寒、大寒。
1.南北极考察在时间选择上有什么不同？ 2.这样选择的依据是什么？
二、季节的更替
1、成因：昼夜长短和正午太阳高度角的变化 2、全球各地季节的变化 赤道两侧低纬度地区，昼夜长短和正午太阳高度角 终年变化不大。全年正午太阳高度角较大。故全 年皆夏，季节更替不明显。 极地附近高纬度地区，昼夜长短全年变化不大，甚 至有极昼和极夜现象，且终年正午太阳高度角很 小，故全年皆冬。 中纬度地区，昼夜长短和正午太阳高度角变化都很 大，四季更替明显。
北回归线23°26′N
南回归线23°26′N 南极圈66°34′S
北极圈
北回归线
判断3.21-6.22期间南、北半球 昼夜长短随纬度分布有何规律
南回归线
6月22日前后
南极圈
6月22日前后
北极圈
判断6.22-9.23期间南、北半球 昼夜变化情况 9月23日前后
北回归线
北极圈 南回归线 北回归线
南极圈 南回归线
北极圈
判断12.22-3.21期间南、北半球 昼夜变化情况
3月21日前后
北极圈 南回归线 北回归线 南极圈
北回归线
判断12.22 -3.21期间南、北半球 昼夜长短随纬度分布有何规律
昼夜长短、太阳高度角的综合计算
昼夜长短、太阳高度角的综合计算作者：李明海来源：《新课程·教师》2014年第11期2014年全国各省、市新课标高考地理试题共命题14套（包括文科综合中的地理试题），对于地球的运动这部分知识全国课标卷（1卷）、全国课标卷（2卷）及其他自主命题省区的试卷（共10套命题）都有考查。
这说明地球的运动这部分知识作为地理学科的根本之一，作为考查学生的地理学习能力和学科素养的重要标志，作为检验学生的地理空间思维的重要手段，作为考查学生能否选择和运用中学其他相关学科的基本技能解决地理问题的主要体现，被列为全国新课标高考大纲的考试范围和要求是必然的，出现在试题中也是应该的。
我建议在备考中应以生活中的实际问题为背景，大胆地、有效地运用中学其他相关学科（如数学学科）的基本技能，突出地球运动知识在生活中的应用，解决地球运动知识的疑难问题。
长期的教学实践经验告诉我们，昼夜长短、太阳高度角的综合计算是这部分的难点，也是命题频率较高点，为了突破难点，我们在教学中应该探究有关规律，引导学生应用其解决疑难问题。
一、有关原理及计算公式1.原理定理1：同一时间，南北半球纬度数值相同的点昼夜长短互换。
（例如，6月8日，30°N 的昼长等于30°S的夜长，30°N的夜长等于30°S的昼长。
）定理2：同一地点半年过后昼夜长短互换。
（例如，同一地点在夏至日时，昼长等于冬至日时的夜长，夜长等于冬至日时的昼长；同一地点在4月10日这一天，昼长约等于10月10日时的夜长，夜长约等于10月10日时的昼长等。
）定理3：在北半球夏半年，同一地点昼夜长短相同的时间以夏至日为中心呈对称分布；在冬半年，同一地点昼夜长短相同的时间以冬至日为中心呈对称分布。
在南半球则相反。
（如，北半球夏半年4月22日与8月22日的昼夜长短大约相同，北半球冬半年11月22日与次年1月22日的昼夜长短大约相同等等。
）2.常用公式日出时间+日落时间=24时昼长=日落时间-日出时间日出时间=12时-昼长÷2日落时间=12时+昼长÷2正午太阳高度角H=90°-Φ-δ（当地地理纬度为Φ，太阳直射点的地理纬度为δ。
昼夜长短和正午太阳高度
昼夜长短和正午太阳高度的变化
学习目标
1、分析地球公转运动的地理意义。 2、掌握昼夜长短和正午太阳高度的 变化规律，并能运用规律解决实 际问题。 3、让学生树立科学的宇宙观，培养 学生热爱科学和勇于探索的精神。
B案
课前自主学习参考答案
1、昼夜等长（昼夜平分） 2、昼 夜 昼 夜 极昼 4、多 少 5、 昼夜等长（昼夜平分） 6、北回归线 南回归线 赤道 7、强 弱 8、最长 最高 最短 最低 冬、夏两季 9、立春 3、4、5 6 、7、8 9、10、11 12、1、2
3、昼夜长短与日出日落时刻 日出时刻= 12 - 昼长 / 2 日落时刻= 12 + 昼长 / 2 4、日出日落方向 春秋分，正东升，正西落； 夏至日，东北升，西北落； 冬至日，东南升，西南落
春、秋分 太阳直 射点 位 置
夏
至
冬
至
北半球 赤 道
南半球
昼夜平分 昼夜平分
昼长夜短，越 往北白昼越长 昼夜平分 昼短夜长，越
23°26'S 无太阳直射 无 极昼极夜现象 66°34'S
热
南 回
带
归
南 温 带
南
四季分明 终年严寒
有极昼极夜现象
南寒带
极
圈
例题4
（1 ）C （2）北温带 （3）①出现极夜的地区逐渐扩大； ②至EF时，南极圈以南地区全部为极夜， 之后出现极夜的地区逐渐缩小 （4）ABD （5）北纬35° 热带 寒带
[例题1]： （1）把图中ABCD点此时的太阳高度由大到小的排列。
答案：A>C>B>D
（2）其中太阳高度为0的是哪个点，为什么？
答案：B；在晨线上