专题 方向、太阳高度角复习.doc

专题二 方向、太阳高度角1、 方向（1） 在地球上，纬线所指示的是东西方向，经线所指示的是南北方向（2） 确定方向：规定，若存在两点A、B，如果从A点向东走180个经度以内就可以到达B，那么B在A的东方如果从点向西走180个经度以内就可以到达B，那么B在A的西方例如：A点坐标（30N，40W），B点坐标（30N，120E），因为A点向东走160个经度就可以到达B，所以B在A的东方（A点需要向西走200个经度才能到达B点，200180，所以不能说B在A的西方） A点坐标（30N，160W），B点坐标（30N，120E），因为A点向西走80个经度就可以到达B，所以B在A的西方（A点需要向东走280个经度才能到达B点，280180.，所以不能说B在A的东方）几个推论：当两个地点都是东经度时，经度大的在东边，经度小的在西边 当两个地点都是西经度时，经度大的在西边，经度小的在东边 当两个地点一个是东经度，一个是西经度时：若两地经度之和小于180，那么东经度的地点在东边，西经 度的地点在西边 若两地经度之和大于180，那么西经度的地点在东边，东经 度的地点在西边 若两地经度之和等于180那么说其中一个地点在另一个地点 的东边或西边都可以 当两个地点都是北纬度时，纬度大的在北边，纬度小的在南边 当两个地点都是南纬度时，纬度大的在南边，纬度小的在北边 当两个地点一个是北纬度，一个是南纬度是，北纬度的地点在北边，南纬度的地点在南边2、 地转偏向力1、 判断偏的方向，方法是：将表示物体运动方向的箭头的箭尾对准自己（即箭尾离自身要近，箭头离自身要远），此时便可根据南北半球的偏转方向来大致作出偏向的轨迹2、 注意：地转偏向力仅作用于在地球表面做水平运动的物体，像火箭发射等做垂直运动的物体不受地球偏向力的作用，导弹受地转偏向力的作用3、 纬度越高，地转偏向力越大，极点的地转偏向力最大，赤道无地转偏向力4、 河流与地转偏向力 在直的河道处剖面，河流两岸是堆积还是冲刷，关键是看地转偏向力的方向 在河流的拐弯处剖面，河流两岸是堆积还是冲刷，关键是看河流的惯性北半球南半球河流流向从低纬度流向高纬度从高纬度流向低纬度从低纬度流向高纬度从高纬度流向低纬度地转偏向力向东向西向东向西河床剖面图分析由于北半球地转偏向力向右，因此河流在流动时会向其右岸偏转，从而不停的剥蚀右岸的石头，导致右岸河床不断下降，水深不断增加而左岸相对来说水流平缓，河流中带有的沙石会很容易在左岸沉降，后不断堆积，水深不断减小（右岸侵蚀，左岸堆积）由于南半球地转偏向力向左，因此河流在流动时会向其左岸偏转，从而不停的剥蚀左岸的石头，导致左岸河床不断下降，水深不断增加而右岸相对来说水流平缓，河流中带有的沙石会很容易在右岸沉降，后不断堆积，水深不断减小（右岸堆积，左岸侵蚀）联系当一条河流跨过南北半球时，不同半球流域会受到不同方向的地转偏向力 BA 对于右图的河流，不管它处于南半球还是北半球，沿AB剖面，所得到的结果都是B岸 冲刷，A岸堆积（惯性的原因）B岸水深，适合建码头（因为水越深，就能够供排水量越大的舰艇停泊）3、 关于地球的计算1.、地球自转的线速度纬线的长度24小时2、关于纬线长度的计算： 如右图：DE为赤道，求AC所在纬线的长度设A点纬度为xN，则劣弧AE的 F 长度2BE360x ，而根据扇形的弧长公式，劣弧AE的长 度又可以表示为 ABBE（把地球看作正球体） x 纬线互相平行 x（同位角） AC：ABcos ACABcos ACBEcos x 由垂径定理得AC是AF的一半，AF又是它所在纬线的一半 AC的长度是它所在纬线的四分之一 那么，式的意义翻译成文字为：一条纬线长度的四分之一赤道长度的四分之一 （因为DE是赤道一半，BE又是DE的一半）所求纬线度数的余弦值纬线的长度万千米（赤道长）cos x 在式两边同时乘以，则就得到纬线长度的计算公式：所以，能求出纬线的长度，就能求出地球各个纬度的自转线速度，要求自转线速度是赤道一半的纬线，就是求长度是赤道一般的纬线，则代入上面的公式，可以得到： 2万千米4万千米cos x cos x0.5 x60几个结论：所有经线都等长，一个经线圈的周长等于赤道的长度，因此对于处于同一经度上的两个地点来说，纬度每相差一度，距离就会相差：4万千米（一个经线圈的长度）360（一个经线圈跨了360个纬度）111km处于赤道上的两个地点，经度相差一度，距离就会相差：4万千米（赤道的长度）360（赤道跨了360个经度）111km处于x纬线上的两个地点，经度每相差一度，距离就会相差（111cos x）km（由纬线长公式得来）4、 太阳高度角1、 太阳光线与地平面的夹角叫做太阳高度角2、 一天中，正午太阳高度角最大，称为正午太阳高度。3、 一天中的太阳高度角：处于昼半球的地方，太阳高度角为正值，正午时达到最大 处于夜半球的地方，太阳高度角为负值，地方时为0：00时，其绝对值达到最大 处于晨昏线上的地方，太阳高度角为04、 一年中的太阳高度角：因为有黄赤交角的存在，导致太阳直射点在南北回归线之间循环移动，越靠近太阳直射点的地方， 其正午太阳高度角越大。5、 正太阳高度角的计算：正午太阳高度角90当地与太阳直射点的纬度差当太阳直射点与所求地点的纬度方向相同（即同属于南纬度或北纬度时），纬度差大纬度小纬度当太阳直射点与所求地点的纬度方向相反（即一个属于南纬度，一个属于北纬度时），纬度差太阳直射点纬度所求地点的纬度如：当太阳直射13S时，58S的正午太阳高度角为90（5813）45 58N的正午太阳高度角为90（5813）19正午太阳高度角已知地点的正午太阳高度角两地的纬度差如：知道37N的太阳高度角为80时，则12S的正午太阳高度角为80（1237）31推论：正午太阳高度角相等的两地，其纬度关于太阳直射点的纬度对称（即两地与直射点的纬度差相等）如，太阳直射点位于5N时，10N与0的正午太阳高度角相等（因为5N与10N的纬度差和5N与10N的纬度差相等，都为5） 一天內，对于一个地点，至多有1个地点的正午太阳高度角与之相等 正午太阳高度角为负值的范围，出现极夜现象。 正午太阳高度角由直射点向南北极点递减02326N2326N90N02326S2326S90S有无太阳直射有无有无一年中正午太阳高度角最大的时候太阳直射当地时，达到最大值，最大值为90，一年中有两天达到最大值，这两天的日期关于3月21日对称太阳直射北回归线时，达到最大值，最大值为11326所在纬度x，一年中只有一天达到最大值太阳直射当地时，达到最大值，最大值为90，一年中有两天达到最大值，这两天的日期关于9月23日对称太阳直射南回归线时，达到最大值，最大值为11326所在纬度x，一年中只有一天达到最大值一年中正午太阳高度角最小的时候太阳直射南回归线时，达到最小值，最小值为6634所在纬度x，一年中有一天达到最小值太阳直射南回归线时，达到最小值，最小值为6634所在纬度x，一年中只有一天达到最小值太阳直射北回归线时，达到最小值，最小值为6634所在纬度x，一年中有一天达到最小值太阳直射北回归线时，达到最小值，最小值为6634所在纬度x，一年中有一天达到最小值太阳高度角的应用1、 太阳高度角越大，获得的太阳辐射就越强，安装太阳能热水器，应该使太能板与地面的夹角和一年中该地正午太阳高度角的最小值互余，即：90一年中正午太阳高度角最小值（计算方法如上表）原因：这样使得每一天都能使太阳光线垂直照射太阳能面板，获得更多热量，提高资源利用率注意：太阳能板与地面的夹角应该随季节变化而适当调整2、 安装太阳能热水器：3、楼房问题如图为北半球中纬度某地区，北楼为老楼，南楼为新建楼，因为对于北半球中纬度地区，正午的太阳始终在南方，所以南楼不能挡住北楼底层的阳光。对于北半球中纬度地区，冬至日时，正午太阳高度角最小，设该地冬至日正午太阳高度角为，则南楼高度AB：楼距BCtan ，所以南楼高度最多为 楼距tan 或 楼距cot ，两楼楼距至少为 楼高tan 或 楼高tan CBA对于建筑楼房，一般要考虑新建楼房是否会阻挡原有楼房底层的光照，而判断依据就是楼距与楼高，对于楼房问题，一般会考中纬度地区的建房问题太阳一天内运动轨迹与影子问题一、春、秋分日各地状况（全球除极点外，太阳都是正东升，正西落）太阳：终日正南，高度不变，位于地平线日影：影子正南（在夜半球，不可见） （ 注：图中内小弧箭头为日影运动轨迹，外大弧 箭头为一日太阳视运动轨迹。下同。）1、北极点2、太阳直射点纬度（赤道）以北 太阳：正东升东南正南西南正西落日影：正西 西北 正北 东北 正东北东东60012001800西东南东北东3、直射点纬度（赤道） 东太阳：正东升正中天正西落日影：正西 无 正东西东60012001800南东北东4、直射点纬度（赤道）以南 太阳：正东升 东北 正北 西北 正西落日影：正西 西南 正南 东南 正东东西东1800太阳：终日正北，高度不变，位于地平线日影：影子正北（在夜半球，不可见）5、南极点N（二）北半球夏半年太阳光线与纬线成一定的夹角除极昼区外全球均为东北升，西北落S太阳：终日正南，高度不变日影：终日正南1、北极点太阳：正北升东北正东东南正南西南正西西北正北落（太阳高度最低时为日出、日落时，此时太阳光线从北极点方向射入）日影：正南 西南正西西北正北东北正东东南正南日影：终日正南2、极昼区N3、直射点纬度以北北南北太阳：东北升正东东南正南西南正西西北落日影：西南正西西北正北东北正北东南600前1800后1200北南北4、直射纬度太阳：东北升正中天西北落日影：西南 无东南北5、直射纬度以南1200太阳：东北升正北西北落日影：西南 正南 东南西东东北半球18点后南半球18点前北半球6点前南半球6点后南北无阳光照射，所以不可见太阳运动轨迹及日影6、南极点、极夜区 （三）北半球冬半年太阳光线与纬线成一定的夹角除极昼区外全球均为东南升，西南落 无阳光照射，所以不可见太阳运动轨迹及日影1、北极点、极夜区北2、直射点纬度以北太阳：东南升正南西南落日影：西北 正北 东北西东东1200南北北半球18点前南半球18点后北半球6点后