自然地理(4) 太陽高度

太陽高度角的計算及應(yīng)用自然地理（5）一、概念1.太陽高度：太陽光線與該地地平面的夾角2.正午太陽高度：正午時太陽光線與地平面的夾角。(一天中的最大太陽高度)太陽高度角白晝：太陽高度角>0夜晚：太陽高度角<0晨昏線上：太陽高度角=0二、太陽高度的日變化B（天頂）夏至冬至春秋分ACD地平圈SNCD地平圈夏至冬至春秋分AB（天頂）NSEWＢA夏至春秋分冬至太陽直射H1、太陽高度的日變化曲線⑴極晝?nèi)ι咸栔苋找曔\動狀況⑵極晝?nèi)εc極點之間地區(qū)的太陽周日視運動狀況太陽直射(h1+h2)/2⑶在極點上看：⑷北回歸線以北地區(qū):a直射點在北半球b直射點在赤道c直射點在南半球例題下圖為某地某日太陽視運動路線圖，當(dāng)太陽位于視運動路線上A點時，北京時間為6時，回答：南北460A1）此時，太陽直射點的地理坐標(biāo)230N1500W2）此國家是美國440左圖為北半球某地太陽高度日變化曲線圖，回答1）此時太陽直射點的緯度2）當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?20N680N900E2281420太陽高度北京時間1．該地的地理坐標(biāo)是Ａ.78°17′N，120°EＢ.66°34′N，120°E

Ｃ.78°17′N，116°EＤ.23°26′N，120°E2．當(dāng)天，該地太陽升起和落下的方位分別是Ａ.正北升起，正南落下Ｂ.東北升起，西北落下Ｃ.正北升起，正北落下Ｄ.正東升起，正西落下AC下圖是某地夏至日全天太陽高度的日變化曲線圖．據(jù)此回答1～2題。以直射點為中心，以同心圓式向四周遞減，到晨昏線圈為0°2、太陽高度的空間分布[例題1]：（1）把圖中各點此時的太陽高度由大到小的排列。（2）其中太陽高度為0的是哪個點，為什么？（3）其中太陽高度在一天中不變的是哪個點，為什么？答案：A>C>E>B>D答案：B；在晨線上答案：C；極點是不動的②某時刻太陽高度變化規(guī)律：由太陽直射點向四周遞減。①晝半球大于0°；夜半球小于0°；晨昏線等于0°小結(jié)：太陽高度的日變化規(guī)律（1）時間變化:（2）空間變化:①極點：在極晝期間，極點上見到太陽高度在一天之內(nèi)是沒有變化的，其太陽高度始終等于太陽直射點的緯度。

②非極點地區(qū)：非極點地區(qū)的太陽高度在一日內(nèi)是有變化的。一天之內(nèi)有一個最大值，即當(dāng)?shù)氐恼缣柛叨取?、太陽運行路線圖的判讀⑵當(dāng)?shù)氐乩砭暥?北回歸線以北⑶正午太陽高度⑹太陽直射點的緯度位置A點：太陽上中天；達(dá)到正午太陽高度；地方時為12點；位于正南方向⑷日出日落方向⑸白晝長短⑴對任一地而言：太陽軌跡是平行的晨線和經(jīng)線重合，緯線和太陽光線平行太陽在晨線正東方，在昏線的正西方故太陽正東升，正西落①太陽直射赤道（春秋分日）日出日落4、日出、日落的方位：晨線和經(jīng)線不重合，緯線和太陽光線不平行太陽在晨線東北方，在昏線的西北方故太陽東北升，西北落②太陽直射北半球（夏半年）日出日落夏至日晨線和經(jīng)線不重合，緯線和太陽光線不平行太陽在晨線東南方，在昏線的西南方故太陽東南升，西南落③太陽直射南半球（冬半年）日出日落冬至日太陽直射赤道上:日出、日落方向及日影方向判斷：太陽直射北半球:太陽直射南半球:正東升,正西落(日出影朝正西,日落影朝正東)日出東北,日落西北(日出影朝西南,日落影朝東南)日出東南,日落西南(日出影朝西北,日落影朝東北)④出現(xiàn)極晝的地區(qū)：正北/正南升，正北/正南落1、太陽東升西落是地球自西向東自轉(zhuǎn)的結(jié)果2、二分日全球太陽東升西落3、北半球夏半年時，全球太陽東北升西北落南半球夏半年時，全球太陽東南升西南落5、北回歸線以北地區(qū)太陽最高時在正南，南回歸線以南地區(qū)太陽最高時在正北4、出現(xiàn)極晝的地區(qū)，正北/正南升，正北/正南落。小結(jié)：(2012年高考大綱卷)6月上旬某地約5時(地方時）日出，據(jù)此完成6～7題。6．該地可能位于A．亞馬孫河河口附近 B．地中海沿岸C．北冰洋沿岸 D．澳大利亞7．6月份該地看到的日出和日落方向分別為A．正東、正西B．東南、西南C．東北、西北D．東南、西北

BC15：37下圖為我國①②兩地某日日出、日落（北京時間）示意圖。1、該日最可能是

A、3月21日B、6月22日C、9月23日

D、12月22日2、①地位于②地的

A、東北方向B、西南方向C、東南方向D、西北方向√√5、影子的長短和方向：②日影長短：與太陽高度成反比

一天中，正午日影最短，日出日落時（即晨昏線上）日影最長。①日影的方向：與太陽在天空中的方位相反

正午日影方向：直射緯線以南——向南直射緯線以北——向北④有極夜的地區(qū)全天無日影，直射點緯線上正午無日影半夜0點（出現(xiàn)在極晝地區(qū)）日影方向：

北半球向南、南半球向北極點日影方向：北極點向南、南極點向北③日影的運動：方向：自西向東速度：15°/H

北極點上太陽總在其正南方向，且物影總是指向正南方向；南極點相反。

物影SSN經(jīng)線經(jīng)線竹竿物影NNS經(jīng)線經(jīng)線竹竿如在北極出現(xiàn)極晝期間看太陽升落情況，太陽終日不落，而且高度基本不變。

高度H06121824小時極點極點北回歸線以北一天中物影變化西東南北兩分日西東南北冬半年西東南北夏半年【例】某地某日某時段內(nèi)的桿影軌跡示意圖。O為立桿處，虛線為桿影，曲線為桿影端點軌跡，據(jù)此回答：AC（1）圖中四個桿影中最接近日出時段的是

A.1B.2C.3D.4（2）這一天廣州

A.夜長晝短B.正午太陽高度達(dá)一年中最小值

C.太陽從東北方升起D.正是一年中最冷季節(jié)

(2012年高考安徽卷)下圖為安徽省平原地區(qū)某中學(xué)的操場和行道樹示意圖（晴天8：00前后，東操場大部分被行道樹的樹蔭覆蓋）。完成30～31題。30．為充分利用樹蔭遮陽，6月某日16：00～16：45該校某班同學(xué)上體育課的最佳場地是A．①

B．②

C．③

D．④31．下列日期中，陽光照射行道樹產(chǎn)生的陰影在地面轉(zhuǎn)動角度最大的是A．5月1日

B．6月1日

C．7月1日

D．8月1日A

C

6.等太陽高度線圖的判讀方法⑵等太陽高度線圖的判讀:

①太陽高度為0°的等太陽高度線為晨昏線一般圖中最大的圓圈為晨昏線，且太陽直射經(jīng)線以東最大半圓為昏線，以西最大半圓為晨線⑴太陽高度分布規(guī)律:

由直射點向四周遞減0oCD1.OC的緯度差是多少？2.OD的經(jīng)度差呢？30o30o讀春分日某時刻的等太陽高度圖回答問題②圖中的中心點為太陽直射點通過該點的經(jīng)線地方時為12點

通過該點的緯線即為此日太陽直射的緯線,其正午太陽高度角為90°

A、在直射經(jīng)線上，太陽高度相差多少度，緯度也相差多少度；(正午太陽高度）B、在赤道上：太陽高度相差多少度，經(jīng)度就相差多少度。ABCDEFO③經(jīng)緯度大小的判斷太陽直射在赤道上時：NS當(dāng)太陽直射其他緯度時：A、極點只有一個，且不再位于最頂端；B、通過圓心的豎線由兩條相差180o的經(jīng)線組成：一部分為12:00，一部分為0:00；C、在直射經(jīng)線上，太陽高度相差多少度，緯度也相差多少度；D、直射緯線上太陽高度相差多少度，經(jīng)度差就一定大于太陽高度差。N20°OAB④太陽直射經(jīng)線上的緯度跨度為180°A、當(dāng)太陽直射赤道上，此經(jīng)線上端點為北極點，下端點為南極點B、當(dāng)太陽直射北半球時，北極點位于上端點附近，北極點與上端點之間緯度差等于直射點的緯度度數(shù)C、當(dāng)太陽直射南半球時，南極點位于下端點附近，南極點與下端點之間的緯度差等于直射點的緯度度數(shù)例題：下面為地球上某一時刻太陽高度分布圖，圖中粗線為等太陽高度線，回答：1、此時北京時間為

月

日

時。2、A點此時的太陽高度與A點的正午太陽高度角的差值是

。623419°42′hA=hNHN=90°－緯度差1．此刻北京時間是

A．10:00 B．14:00

C．08:40D．15:202．①②兩地經(jīng)度相同，①③兩地緯度相同，則此刻的太陽高度

A．①＞②

B．①＝②C．①＜③

D．①＝③3．甲地的晝夜長短情況是

A．晝夜平分

B．晝短夜長C．極夜

D．極晝下圖為某時刻太陽高度分布狀況（同心圓為等太陽高度線，圓心為90°）DDA90°W例、讀“地球某時刻太陽高度分布示意圖”，圖中粗線為等太陽高度線，完成1—2題。（1）下列敘述正確的是

A．PA為昏線，PB為晨線

B．新一天的范圍約占1／8C．此時的太陽高度①>②D．全球晝夜平分C（2）此時O點(O點為圓心)太陽高度的日變化圖是A1、正午太陽高度角的計算正午太陽高度角=90°-緯度差(位于同一半球時緯度值相減,不同半球時緯度值相加)三、正午太陽高度的變化0°23°26′N23°26′S66°34′N66°34′S90°N90°SAB2、正午太陽高度的空間分布規(guī)律（同時不同地）夏至日二分日冬至日結(jié)論：（1）距離太陽直射點越近正午太陽高度越大。（2）同一緯線上正午太陽高度相同。FG[例題2]：(1)比較圖中各點正午太陽高度的大小(2)此時正午太陽高度達(dá)一年中最大的是哪幾個點?最小的呢?為什么?答案：G=E>A=B>F>C>D答案：最大：C、E、G

最小：A、B、F、D3、正午太陽高度季節(jié)變化（同地不同時）（這里所說的二分二至，均指北半球。）每年春分日與秋分日有兩次直射現(xiàn)象。冬至和夏至日時正午太陽高度最小，為66°34′。66034/≤H≤900

（1）赤道地區(qū)正午太陽高度年變化圖：（2）北回歸線與赤道之間正午太陽高度年變化圖回歸線與赤道之間由于有兩次直射現(xiàn)象，因此正午太陽高度最大值有兩次可以達(dá)到90°，冬至日最小值不低于43°08′43008/<H≤900（3）北回歸線上的正午太陽高度年變化圖回歸線線上一年中只有一次直射現(xiàn)象，因此其最大值在冬至或夏至達(dá)90°，并且最小值等于43°08′。43008/≤H≤900（4）回歸線與極圈之間某地正午太陽高度年變化圖回歸線與極圈之間在一年內(nèi)既無直射現(xiàn)象，也無極晝現(xiàn)象，因此其最大值小于90，最小值大于0°。并且僅在冬至或夏至?xí)r出現(xiàn)最大值。00<H<900（5）北極點正午太陽高度年變化圖：北極地區(qū)：春分至秋分正午太陽高度大于0°，出現(xiàn)極晝，其中夏至正午太陽高度達(dá)一年中最大，并且極晝范圍擴(kuò)大到整個北極圈以內(nèi)。秋分至春分正午太陽高度小于0°，出現(xiàn)極夜，其中冬至極夜范圍擴(kuò)大到整個北極圈以內(nèi)。00≤H≤23026/【例題】下圖是赤道及以北地區(qū)三地夏半年某日的太陽高度日變化過程(h是已知數(shù))，讀圖回答以下問題：

90°N

2h12時(90—h)°N及以北地區(qū)0°≤h≤23°26ˊ(1)A地的地理緯度是

。(2)這一天B地的正午太陽高度H為

。(3)C表示的地方時是

。(4)這一天地球上出現(xiàn)極晝現(xiàn)象的地區(qū)是

。(5)A地的正午太陽高度h的取值范圍是

(2010·天津)讀圖，回答(1)～(2)題。(1)上海世博會開幕式于北京時間2010年4月30日20時10分舉行，下列城市能收聽、收看到現(xiàn)場直播的時間是(

)A．紐約——4月29日清晨B．新加坡——4月30日上午C．倫敦——4月30日中午D．巴西利亞——4月29日下午(2)下列四座城市正午太陽高度季節(jié)變化的示意圖，接近實際的是(

)CD四、太陽高度的應(yīng)用1、確定地方時7、判斷山地自然帶在南坡和北坡分布高度3、確定房屋的朝向4、判斷日影長短及方向2、判斷所在的地區(qū)的緯度5、計算樓間距6、計算熱水器的安裝角度1、確定地方時：某地太陽高度達(dá)一天中最大值時，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r是12時圖為我國西藏某地6月22日太陽高度的日變化示意（未考慮海拔等因素）?；卮穑豪?.

該地的地理坐標(biāo)為（

）

A.30°N，90°E

B.16°52′N，105°E

C.23°26′N，120°E

D.36°52′N，150°EA2、判斷所在的地區(qū)的緯度注意：某地與太陽直射點相差多少度，正午太陽高度就相差多少度

例4：某學(xué)校地理興趣小組外出考察，如圖3—6，在a地正午太陽高度最大時，用測角器測當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥龋藭r學(xué)生手表指針為18時20分（北京時間），a的地理位置坐標(biāo)為（）

A.21°E，36°34′S

B.25°E，53°26′N

C.21°E，53°26′S

D.25°E，36°34′NB

3、判斷日影長短及方向②北回歸線以北的地區(qū)，正午的日影全年朝向正北（北極點除外），冬至日日影最長，夏至日最短。①正午太陽高度越大，日影越短;反之，日影越長。④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；直射時日影最短（等于0）③南回歸線以南的地區(qū)，正午的日影全年朝向正南（南極點除外），夏至日日影最長，冬至日最短

某學(xué)校（1100E）地理興趣小組在平地上用立竿測影的方法，逐日測算正午太陽高度。如下圖，垂直豎立一根2米的竿OP，正午時測得竿影長OP’，通過tanα＝OP/OP’算出正午太陽高度α。據(jù)此回答：(1)該小組每天量測影長時，北京時間應(yīng)為（）

A.12∶00

B.12∶40

C.11∶20

D.11∶00B（2）下圖是該小組繪制的連續(xù)一年多的竿影長度變化圖，圖中反映了3月21日竿影長度的點是（）

A.①

B.②

C.③

D.④（3）該學(xué)校大約位于（）

A.21.5°N

B.21.5°S

C.45°N

D.45°SDA4、確定房屋的朝向圖中反映的是不同地點二至日太陽的方向，其中a表示冬至日太陽高度和方向，b表示夏至日太陽高度和方向。太陽高度角越大，照進(jìn)屋內(nèi)的陽光面積小太陽高度角越小，照進(jìn)屋內(nèi)的陽光面積大在南、北回歸線之間地區(qū)，正午時太陽有時位于南方，有時位于北方。總體來說，北半球太陽位于南方的時間比方位于北方的時間要長；南半球反之。在北回歸線以北的地區(qū)：正午太陽位于南方，房屋朝南在南回歸線以南的地區(qū)：正午太陽位于北方，房屋朝北右圖是我國某地（36.5°N）一住戶的大門，大門朝南，大門1m上方修一雨棚，讀圖回答：⑴為使冬至日陽光最大限度地照進(jìn)房間，該雨棚寬度最大不應(yīng)超過

A.1.7mB.1.8mC.2mD.2.5m⑵按以上要求安裝好雨棚，全年正午有陽光照射房間的時間是

A.全年B.約半年

C.接近8個月D.約9個月AC

樓間距問題實際是一個影長的問題。其基本原則是前一幢樓產(chǎn)生的影子不能擋住后一幢樓的采光（一般以冬至日太陽光線能照射至后一幢樓的底層為標(biāo)準(zhǔn)），如右圖5、計算樓間距圖中H為正午太陽高度，一般取當(dāng)?shù)氐淖钚≈怠Ｒ驗槭钦缣柛叨鹊淖钚≈?，意味著前一幢樓的影子是一年中正午時最長的，而此時的樓間距能保證，則一年四季都能確保。故一般地北半球取冬至日的正午太陽高度，南半球的取夏至日的正午太陽高度。

計算過程：tanH=h/L

→L=h·cotH

結(jié)論：樓間距