正午太阳高度ppt

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太阳高度与正午太阳高度

一、太阳高度

太阳光线与地平线(面)的夹角，叫太阳高度角，通常用h来表示。

太阳高度的变化规律：

(1)同一地点，不同时刻：日出、日落后，太阳恰好位于地平线上，太阳高度为0;日出后太阳高度渐渐增大，正午时达到一天中最大值;正午过后，太阳高度渐渐减小。

(2)同一时刻，不同地点：太阳高度从太阳直射点向四周呈同心圆递减。在太阳直射点上，太阳高度是90，距离太阳直射点90的球面大圆上的太阳高度为0，即为晨昏圈。昼半球上各地的太阳高度总是大于0，夜半球上各地的太阳高度总是小于0。

例1：下图为北京时间2时的全球太阳高度等值线较长，图中15N纬线与经线圈BAD垂直相交于A点。读图回答下列问题。

(1)B地的地理坐标是__________，该日B地昼长为_______小时，全球属于新的一天的范围占__________%。

(2)从图中可以看出此刻太阳高度的分布规律是_____________________________。

(3)A、E、C三地影子由长到短的挨次为___________，此刻晨昏线与经线的夹角为_______________。

解析：由图可知，此时太阳直射15N，处于极昼现象的范围为75N~90N，所以B点的纬度为75N;据此时北京时间2时，可得B点的经度为90W;B点处于极昼状态，可得其昼长为24时;据此时北京时间2时，可得180经线的地方时为6时，新的一天占6小时，为全球的25%。

参考答案：(1)75N，90W2425(2)由太阳直射点向四周渐渐递减(3)ECA15

二、正午太阳高度

正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度，通常用H来表示。

正午太阳高度的大小随纬度和季节变化而有规律地变化：

就纬度分布而言，春、秋分日，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减;夏至日，由北回归线向南北两侧递减;冬至日，由南回归线向南北两侧递减。

就季节变化而言，在北回归线以北的地区，每年夏至日H达最大值，每年冬至日达最小值;南回归线以南的地区，状况正好相反。在南北回归线之间的地区，每年两次受到太阳直射。

1.正午太阳高度变化规律的应用

(1)推断某日正午太阳高度随纬度的变化规律

依据日期确定太阳直射点的纬度位置，因正午太阳高度从直射点所在纬线向南北两侧递减，即得某日正午太阳高度的分布规律。

(2)比较两地正午太阳高度的大小及日影的长短

同一时间，正午太阳高度以太阳直射点所在的纬线为轴，南北两侧呈对称分布，离直射点越近，正午太阳高度越大，日影越短。太阳直射点的正午太阳高度为90，日影为零。比较两地正午太阳高度的大小，即看两地分别与直射点纬距的大小。

2.正午太阳高度的计算

一地的正午太阳高度可用下面公式计算：H=90

，其中H为正午太阳高度，

为当地地理纬度，永久取正值;

为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。

例2：冬至日时，北极圈上各地的正午太阳高度是多少?

解析：据公式H=90

，又据题意

为2326S，

为6634N，得：

H=90-|6634-(-2326)|=0

答案：0

3.联系生产、生活的案例

(1)北回归线以北地区建房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系如下图(H为冬至日当地的正午太阳高度)

解析：北回归线以北地区一楼全年均有阳光照到，只要保证太阳高度最小时(冬至日)，阳光能照到，则一年四季均不会被挡光。又因直角三角形中，

，即得：

应大于

。

(2)太阳能热水器的集热板要据正午太阳高度的季节变化而调整角度，太阳光线应垂直于集热板，即集热板与地面之间的夹角应等于当天H的余角，如下图所示

时效果最佳。

详析太阳高度角学问

江苏/王晨光

一、太阳高度角与正午太阳高度角的概念

太阳高度角是我们观看太阳时的仰角，也就是太阳光线与地面之间的夹角(如图1所示)。由于地球的自转，造成太阳东升西落，太阳高度角在一日内不断发生变化(如图2所示);正午(地方时为12时)太阳位于上中天时，太阳的高度角达到最大值H，我们将此时的太阳高度角称为该日的正午太阳高度角。

二、(正午)太阳高度角的时空分布规律

1.太阳高度角的分布规律

(1)某时刻的空间分布

如下图所示，此时刻太阳直射点A的太阳高度角为90，从直射点向四周，随着球面的弯曲，太阳高度角递减，呈同心圆状分布，晨昏线上的太阳高度角为0。

(2)日变化

随着地球的自转，太阳直射点沿纬线移动，球面上各点的太阳高度角均不断发生变化，其大小取决于该点到直射点的球面距离。

2.正午太阳高度角的分布规律

(1)某日的空间分布

在上图中，A点所在的经线地方时为12时，此时的太阳高度角即为该纬线上各地的正午太阳高度角。同一纬线上各地此日的正午太阳高度角相同。A点所在纬线上正午太阳高度角为90，从A点所在纬线向南北两侧，随着球面的弯曲，正午太阳高度角递减，且与A点之纬度比较，纬度相差多少，正午太阳高度角也相差多少。比较某日两点的正午太阳高度大小，须比较两点中哪点离太阳直射纬线近，近者正午太阳高度角大。

(2)年变化

由于太阳直射点在南北回归线之间作回归运动，某地到太阳直射纬度的距离发生变化，其正午太阳高度角随之变化。在太阳直射点移近该地所在纬线的时段，该地正午太阳高度角递增;反之，该地正午太阳高度角递减。若某地在北回归线以北(或南回归线以南)，则其正午太阳高度角分别在夏冬至日达最大、最小值。若某地在南北回归线之间，则一年内有两次太阳直射，正午太阳高度角最大值达90;在冬夏至日达到两次微小值。

3.特别地点的正午太阳高度

(1)极点的正午太阳高度

如下图所示，消失极昼的北极点，一日内太阳高度不变，(正午)太阳高度等于直射点的地理纬度a。

(2)与晨昏面相切的纬线上的正午太阳高度

如上图所示，A点所在纬线与晨昏面相切，其纬度应为90-a，计算可得该日其正午太阳高度为2a。上述两地的太阳周日视运动为下图所示。

三、有关太阳高度角问题的类型与解题思路

太阳高度角类问题可以归纳为三种基本类型：比较某时刻不同地点的太阳高度、比较某日不同纬度的正午太阳高度、探究某地正午太阳高度的年变化规律。此外，由于各地正午太阳高度的大小取决于太阳直射纬度，而太阳直射纬度又影响昼夜长短、季节变化，因此，正午太阳高度问题常与昼夜长短、季节推断问题联系在起;特定日期某时刻各地太阳高度角的大小取决于太阳直射点的经度，因此比较各地太阳高度角的大小常和时刻的计算联系在一起。下面对太阳高度角的详细运用举例进行讲解。

例1：下图为地球上某时刻太阳高度分布示意图，图中粗线为等太阳高度线，读图回答下列问题。

1.此时北京时间为

A.7时B.15时

C.17时D.21时

2.若①②两点经度相同，②③两点纬度相同，则此时刻的太阳高度

A.①③B.①=②

C.②=③D.①②

3.此时

A.PM为昏线,PN为晨线

B.新一天的范围约占全球的1/8

C.新一天的范围约占全球的7/8

D.全球昼夜平分

4.此时Q点太阳高度的日变化图是

解题思路：

第1题，依据图中某时刻太阳高度的分布规律可知，此时太阳直射①点，其地方时为12时;据图中经度变化规律可求得①点所在经线为45E，所以北京时间为17时。

第2题，①为太阳直射点，太阳高度大于②③;②与③纬度相同，②为正午，太阳高度大。

第3题，想象地球自转，可知PM为晨线，PN为昏线;由第1题可知135W此时为0时，所以新一天的范围占全球的7/8。

第4题，Q点为极点，处于极昼，一日内太阳高度不变，等于直射点①的地理纬度。

答案：1.C2.D3.C4.A

例2：在30N某地使用太阳能热水器，集热板要和正午太阳光线保持垂直，则一年中倾角a的最大值是________，最小值是________。

解题思路：倾角a的大小取决于正午太阳高度。夏至日，太阳直射北回归线，该地正午太阳高度最大;冬至日，太阳直射南回归线，该地正午太阳高度最小，分别计算即可得出答案(5326、634)。其他如日