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1、江南中学高三地理组 2007.12,地球的运动,第六节 地球公转的意义,正午太阳高度变化专题,绿色P33,太阳高度角是我们观察太阳时的仰角，也就是太阳光线与地面之间的夹角,一、太阳高度（角）,太阳高度角,地球自转，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。,正午太阳高度变化的原因：由于黄赤交角的存在，太阳直射点的南北移动，引起正午太阳高度的变化。,一、太阳高度（角）,P33,(二)正午太阳高度的纬度变化规律 空间变化规律,(一)正午太阳高度的季节变化规律 年变
2、化规律,二、正午太阳高度的时空分布规律,夏至日北回归线及其以北各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值，南半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值；冬至日南回归线及其以南各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值，北半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值。,(一)正午太阳高度的季节变化规律 年变化规律,(一)正午太阳高度的季节变化规律 年变化规律,回归线之间的地区：正午太阳高度最大值为90，全年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值。如下图A。,回归线上：正午太阳高度的最大值为90，全年有一次太阳直射现象，即一年中有一个正午太阳高度最大值。如下图B。,回归线至极点之间的地区：正午太阳
3、高度最大值小于90，全年没有太阳直射现象。一年中有一个正午太阳高度最大值。如上图C。,(一)正午太阳高度的季节变化规律 年变化规律,北回归线及其以北的纬度带：每年夏至日(6月22)H达最大值，冬至日(12月22)H达最小值。如右图A所示。,南回归线及其以南的纬度带：每年冬至日H达最大值，夏至日H达最小值。如右图B所示。,夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。如图中D折线所示。,(二)正午太阳高度的纬度变化规律 空间变化规律,全球正午太阳高度的纬度变化规律：从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。,冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧
4、递减。如图中C折线所示。,春秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。图中E折线所示。,0,2326N,2326S,6634N,6634S,90N,90S,正午太阳高度的分布规律,夏至日,90,0,夏至日：太阳直射北回归线。纬度变化：全球正午太阳高度自北回归 线向南北两侧递减。季节变化：北回归线及其以北各纬度，正午太阳高度达全年最大值；南半球各纬度，正午太阳 高度达全年最小值。,0,2326N,2326S,6634N,6634S,90N,90S,正午太阳高度的分布规律,夏至日,二分日,90,0,春分日和秋分日：太阳直射赤道。全球正午太阳高度自赤道 向南北两侧递减。,0,2326N,2326S,
5、6634N,6634S,90N,90S,正午太阳高度的分布规律,夏至日,二分日,冬至日,90,0,冬至日：太阳直射南回归线。纬度变化：全球正午太阳高度自南回归线 向南北两侧递减。季节变化：南回归线及其以南各纬度，正午太阳高度达全年最大值 北半球各纬度，正午太阳高度达全年最小值。,同一时刻：全球正午太阳高度自自太阳直射点向南北两侧递减。（随纬度变化）,同纬度地区：正午太阳高度相等且随季节变化,难点2,正午太阳高度的变化规律 与 太阳方位,0,2326N,2326S,90N,90S,夏至日,二分日,冬至日,3,2,1,1、赤道地区：由图可以看出，二分日时太阳直射赤道，此时赤道地区正午太阳高度（H2
6、）达最大值90二至日正午太阳度（H1和H3）达最小值。,正午太阳高度变化为：（最大）-（最小）-（最大）-（最小）-（最大）春分日 夏至日 秋分日 冬至日 春分日,P,P:赤道地区,0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,3,2,1,P:赤道与北回归线之间地区,正午太阳高度的季节变化规律,4,P,S,N,2赤道与北回归线之间地区：由图4可以看出，H4大于H1和H2又大于H3，在夏至日前后P地各有一次直射，此时正午太阳高度达最大值（H4），冬至日时正午太阳高度达最小值（H3）。,正午太阳高度变化为：增大-（最大）-小-（最大）-减小-（最小）-增大-春分日 夏至日 秋分日 冬至日 春
7、分日,0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,3,2,1,P:赤道与南回归线之间地区,4,P,S,N,0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,190,2,3,P:北回归线地区,P,S,N,夏至日达最大值（H1），冬至日达最小值（H3）。从夏至日到冬至日该地正午太阳 高度由最大变为最小。,0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,190,2,3,P:南回归线地区,P,S,N,正午太阳高度的季节变化规律,0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,2,3,P:北回归线以北地区,P,S,N,1,夏至日达最大值（H1），冬至日达最小值（H3）。从夏至日到冬至日
8、该地正午太阳 高度由最大变为最小。,0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,2,3,P:南回归线以南地区,P,S,N,1,甲、乙、丙是三幅不同纬度的三座房屋二至日的阳光照射情况(a或b),夏至日,冬至日,N,S,S,N,冬至日,夏至日,S,N,冬至日,夏至日,三、正午太阳高度的计算,1.正午太阳高度的形成：如右图所示。太阳光线与地面之间的夹角,2.正午太阳高度计算公式推导。,H=90B=90AOB=90(COB-COA)=90 纬度差(所求点和直射点之间的纬度差),AOB,COA,纬差的计算：同半球相减，异半球相加,正午太阳高度的计算公式,H=90-式中H为正午太阳高度；为当地纬度
9、，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。,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,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,0,2326N,2326S,30N,若求30N P点正午太阳高度角：,春秋分：H90（A0）90(30 0）60,夏至日：H90(A B)90(30 2326)8326,5326N,冬至日：H90(A+C)90(30+23 26)33 34,纬差的计算：同半球相减，异半球相加,40,50,5N,55N,纬度差：所求地点纬度与太阳直射点的所在纬度的差距,5S,45N,
10、H,四、正午太阳高度应用,绿色P35,有关太阳高度计算题：,已知纬度，问：不同季节热水器摆放的角度？,已知楼高，问：不同纬度的楼间距的大小？,正午太阳高度应用,关于热水器角度计算：,计算原理：a=90-H H=90-(H：正午太阳高度：纬度：直射点纬度,夏至取23 26，冬至取-23 26）,若：在纬度为40 N地区，热水器太阳能受热板与地面的角度随四季的变化？,夏至：a=16 34 冬至：a=63 26 春秋分：a=40,B,A,夏至,冬至,冬至日正午太阳高度最小，此时B楼日影最长，若此时A楼不被挡，则可终年获得光照。一般来说，纬度较低地区，楼距较近，纬度较高地区，楼距较远。,楼距计算,c,
11、关于楼间距的计算：,计算原理：h/s=tanH h=s*tan HS：楼间距 H：正午太阳高度 h:楼房高度,如图所示，位于北纬3634的某疗养院，计算在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。（1）新楼至少要距原楼多少米？（2）若黄赤交角变为2334，两楼之间的距离将应如何变化，才能保证各楼层均有较好的采光？,根据题意因疗养院位于北纬3634，当太阳直射南回归线时北半球正午太阳高度角达一年中最小值，若此时该楼的一层能被太阳照射的话，则各楼层都能被阳光照射 H=90-（代=3634,=2326）H=30根据三角函数关系，两楼间最小距离应为x=2
12、0cot 30,x=34.7 m。,若黄赤交角变为2334，比原来变大，则此时北纬3634的正午太阳高度角 H=90-,H=2952变小，但x=20cot 2952在（090）为减函数，故两楼间距应增大,近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。请读图，运用以下公式及相关知识回答。（2002年江苏、河南文理大综合卷）某地正午太阳高度的大小：H9090一 式中H为正午太阳高度；甲为当地纬度，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。tg350.70tg45=1 tg601.732,1.房地产开发商在某城市(北纬30度)建造了两幢商品住宅楼(图
13、3)，某户居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住。请问，该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是()A1个月 B3个月 C6个月 D9个月2为避免这种纠纷，房地产开发商在建楼时，应该使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被正午太阳光线照射。那么在两栋楼间距不变的情况下，南楼的高度最高域约为A20米 B.30米 C.40米 D.50米,例：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
14、午太阳高度最小，分别计算即可得出答案(5326、634)。其他如日影长短、室内光照面积大小的问题，均可以看作是计算某地最大或最小正午太阳高度角的问题。,夏至日：H=90（302326）=90634=83 26 a=90H=90 83 26=634,冬至日：H=90（30+2326）=905326=36 34 a=90H=90 3634=5326,H某地=90 纬度差,纬差的计算：同半球相减，异半球相加,L1,L2,H1,H2,H越大,影越短,补充,太阳高度的日变化规律和日影的变化,绿色P35,北极点上太阳总在其正南方向，且物影总是指向正南方向；南极点相反。,如在北极出现极昼期间看太阳升落情况，太阳终日不落，而且高度基本不变。,1、极点,其太阳高度等于太阳直射点的纬度,2326,极点太阳高度的日变化,0,2、极圈及其以内地区,（1）极昼期间，太阳高度24小时内都大于或等于零度。（2）刚好出现极昼地区的纬度与直射点纬度和为 90，且该日该地区太阳高度最小值为0，（3）其他极昼地区 该日太阳高度最小值 当地纬度刚好出现极昼地区纬度。（4）某地某日刚好出现极昼，则该地当日正午太阳高 度等于直射点纬度的2倍。,
