第三節(jié) 正午太陽高度角的變化

地球公轉(zhuǎn)地理意義

——正午太陽高度的變化學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）正午太陽高度角的變化規(guī)律；（2）太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)與正午高度變化的關(guān)系；（3）用正午太陽高度的變化處理樓間距問題、太陽能熱水器問題一、太陽高度、正午太陽高度地面太陽光線太陽高度角1.太陽高度：太陽高度角的簡(jiǎn)稱，

太陽光線與地面所成的夾角。如何用太陽高度表示晝夜?fàn)顟B(tài)？

如圖所示：同一緯度太陽高度日變化規(guī)律：

晝半球：大于0°夜半球：小于0°晨昏線：等于0°

2.正午太陽高度：一天中最大的太陽高度角（各地地方時(shí)12時(shí)的太陽高度角）。正午太陽高度的分布規(guī)律：二、正午太陽高度的變化

夏至日：由北回歸線向南北兩側(cè)遞減。北回歸線以北地區(qū)達(dá)到一年中的最大值，南半球各地達(dá)到一年中的最小值。北半球夏至日冬至日：由南回歸線向南北兩側(cè)遞減。正午太陽高度分布規(guī)律：二、正午太陽高度的變化

南回歸線以南地區(qū)達(dá)到一年中的最大值，北半球各地達(dá)到一年中的最小值。二分日：由赤道向南北兩側(cè)遞減。二、正午太陽高度的變化

1、正午太陽高度的緯度分布規(guī)律：正午太陽高度由太陽直射點(diǎn)向南北兩側(cè)遞減。同一地點(diǎn)，離太陽直射點(diǎn)所在緯線越近，正午太陽高度角越大，“點(diǎn)近角大、點(diǎn)遠(yuǎn)角小”；緯度相差多少度(1°)，正午太陽高度角就相差多少度(1°)。直射直射直射2.正午太陽高度的季節(jié)分布規(guī)律：1.北半球夏至日，下列城市正午太陽高度由大到小的排列正確的是（）

A．廣州、北京、哈爾濱、杭州

B．哈爾濱、北京、杭州、廣州

C．廣州、杭州、北京、哈爾濱

D．哈爾濱、廣州、北京、杭州C【典型例題】正午太陽高度（H）=90°－緯度差緯度差是指所求地與直射點(diǎn)的緯度差。注意：若直射點(diǎn)與所求點(diǎn)位于同一半球，則該緯度差為兩地緯度之差；若直射點(diǎn)與所求點(diǎn)位于不同半球，則該緯度差為兩地緯度之和。三、正午太陽高度的計(jì)算如：求北京（400N）冬至日的正午太陽高度角？步驟：1標(biāo)直射點(diǎn)、所求點(diǎn)緯度，

2算緯度差

H=900-（40°23.50

）

=26.50+

當(dāng)太陽直射B點(diǎn)時(shí)，C點(diǎn)的正午太陽高度是H＝90°－δ＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°。

如圖所示：當(dāng)太陽直射B點(diǎn)時(shí)，A點(diǎn)的正午太陽高度是H＝90°－δ＝90°－(40°－10°)＝60°。

1．確定地方時(shí)

當(dāng)某地太陽高度達(dá)一天中最大值時(shí)，就是一天的正午時(shí)刻，此時(shí)當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。四、正午太陽高度的應(yīng)用

當(dāng)太陽直射點(diǎn)位置一定時(shí)，如果我們能夠知道當(dāng)?shù)氐恼缣柛叨?，就可以根?jù)“某地與太陽直射點(diǎn)相差多少緯度，正午太陽高度就相差多少度”的規(guī)律，求出當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥取?．判斷所在地區(qū)的緯度

為了獲得最充足的太陽光照，各地房屋的朝向與正午太陽所在的位置有關(guān)。

北回歸線以北的地區(qū)，正午太陽位于南方，房屋朝南；南回歸線以南的地區(qū)，正午太陽位于北方，房屋朝北。3．確定房屋的朝向

太陽直射點(diǎn)上，物體的影子縮短為0；正午太陽高度越大，日影越短；反之，日影越長(zhǎng)。正午是一天中日影最短的時(shí)刻。4．判斷日影長(zhǎng)短及方向一日中日影的變化規(guī)律：日出最長(zhǎng)，正午最短，日落最長(zhǎng)，且日影方向與太陽方位相反。北回歸線以北的地區(qū)，正午的日影全年朝向正北(北極點(diǎn)除外)，冬至日日影最長(zhǎng)，夏至日最短；南回歸線以南的地區(qū)，正午的日影全年朝向正南(南極點(diǎn)除外)，夏至日日影最長(zhǎng)，冬至日最短；南北回歸線之間的地區(qū)，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射時(shí)日影最短(等于0)。樓間距的求算為了采光良好，樓房間應(yīng)保持適當(dāng)距離太陽高度越小，樓距越遠(yuǎn)底樓終年采光條件：太陽高度最小時(shí)也有光線照射5、計(jì)算樓間距計(jì)算過程如下：

tanH=h/L

→L=h·cotH

結(jié)論：樓間距與正午太陽高度大小呈反比；與前一幢樓的樓高呈正比。

太陽能熱水器集熱面與太陽光線垂直；太陽能熱水器集熱面與地面的夾角同正午太陽高度互余。

為了更好地利用太陽能，應(yīng)不斷調(diào)整太陽能熱水器與樓頂平面之間的傾角，使太陽光與受熱板之間成直角。其傾角和正午太陽高度角的關(guān)系為α＋h＝90°(如圖所示)。6．計(jì)算熱水器的安裝角度太陽高度越大，集熱板與地面的夾角越小ha【審題】太陽能熱水器利用的實(shí)質(zhì)是熱水器傾角與正午太陽高度角之和為90°

某中學(xué)(360N，1130E)一學(xué)生對(duì)太陽能熱水器進(jìn)行改造如圖所示，冬季正午太陽高度為30度，夏季冬季正午太陽高度是47度。據(jù)此回答：當(dāng)?shù)貥欠坑白幼铋L(zhǎng)時(shí)，為使熱水器有最好的效果，使熱水器吸熱面與地面的夾