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,① 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A② 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B③ 回归线至极点之间的地区：正午太阳高度最大值小于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,④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⑤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①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②冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减如图中C折线所示,③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°,23°26´N,23°26´S,66°34´N,66°34´S,,,90°´N,90°´S,,,,,,,,,,,,,,,,,,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°,23°26´N,23°26´S,66°34´N,66°34´S,,,90°´N,90°´S,,,,,,,,,,,,,,,,,,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°,23°26´N,23°26´S,66°34´N,66°34´S,,,90°´N,90°´S,,,,,,,,,,,,,,,,,,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°,23°26´N,23°26´S,,,90°´N,90°´S,,,,,,,,,,,,,,,,,,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）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°,23°26´N,23°26´S,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,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 春分日,,,,,,,,,,,,,0°,23°26´N,23°26´S,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,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°,23°26´N,23°26´S,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,夏至日,二分日,冬至日,,,,,1 90°,,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°,23°26´N,23°26´S,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,夏至日,二分日,冬至日,,,,,1 90°,,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°,23°26´N,23°26´S,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,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） 从夏至日到冬至日该地正午太阳 高度由最大变为最小0°,23°26´N,23°26´S,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,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 =90°—∠B=90°—∠AOB =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°-｜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,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,,,,,0º,23º26´N,23º26´S,30ºN,,若求30°N P点正午太阳高度角：,,,春秋分： H＝90 º －（A±0 º ） ＝ 90 º — (30 º ±0 º ） ＝60 º,,夏至日： H＝90º－(A －B) ＝ 90º － (30º － 23º26′) ＝83º26′,53º26´N,冬至日： H＝90 º －(A+C) ＝ 90º— (30 º + 23 º 26′) ＝33 º 34′,纬差的计算：同半球相减，异半球相加,,,40°,50°,5°N,55°N,纬度差： 所求地点纬度与太阳直射点的所在纬度的差距,5°S,45°N,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°-¦Ø-ð¦ (H：正午太阳高度 Ø：纬度 ð：直射点纬度,夏至ð取23 ° 26’，冬至ð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,关于楼间距的计算：,计算原理： h/s=tanH h=s*tan H S：楼间距 H：正午太阳高度 h: 楼房高度,如图所示，位于北纬36°34′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23°34′，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36°34′，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°-｜φ-δ｜ （代φ=36°34′,δ=23°26′）H=30° 根据三角函数关系，两楼间最小距离应为 x=20cot 30°,x=34.7 m若黄赤交角变为23°34′，比原来变大， 则此时北纬36°34′的正午太阳高度角 H′=90°-｜φ-δ′｜,H′=29°52′变小， 但x=20cot 29°52′在（0°～90°） 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） · ①某地正午太阳高度的大小： H＝90°－︱90°一φ︱ 式中H为正午太阳高度；甲为当地纬度，取正值； φ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值 ②tg35°＝0.70．tg45° =1 tg60°＝1.732,1.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 ( ) A．1个月 B．3个月 C．6个月 D．9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 A．20米 B.30米 C.40米 D.50米,例：在30ºN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(53°26´、6°34´)。
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 = 90º—（30º—23º26 ´ ） = 90º—6º34 ´ =83 º26 ´ a = 90º。