1[1].6正午太阳高度变化专题(高一版)

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——年变化规律最大值最小值最大值最小值(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A。②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。③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•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´N23°26´S66°34´N66°34´S90°´N90°´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´N23°26´S66°34´N66°34´S90°´N90°´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´N23°26´S66°34´N66°34´S90°´N90°´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´N23°26´S90°´N90°´S夏至日二分日冬至日3211、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PP:赤道地区0°23°26´N23°26´S夏至日二分日冬至日321P:赤道与北回归线之间地区正午太阳高度的季节变化规律4PSN2．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´N23°26´S夏至日二分日冬至日321P:赤道与南回归线之间地区4PSN0°23°26´N23°26´S夏至日二分日冬至日190°23P:北回归线地区PSN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´N23°26´S夏至日二分日冬至日190°23P:南回归线地区PSN正午太阳高度的季节变化规律0°23°26´N23°26´S夏至日二分日冬至日23P:北回归线以北地区PSN1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´N23°26´S夏至日二分日冬至日23P:南回归线以南地区PSN1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NSSN冬至日夏至日SN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0º23º26´N23º26´S30ºNA30º23º26´BC23º26´若求30°NP点正午太阳高度角：春秋分：H＝90º－（A±0º）＝90º—(30º±0º）＝60ºPP30º6º34′夏至日：H＝90º－(A－B)＝90º－(30º－23º26′)＝83º26′P53º26´N冬至日：H＝90º－(A+C)＝90º—(30º+23º26′)＝33º34′纬差的计算：同半球相减，异半球相加40°50°P5°N55°N0°纬度差50°纬度差：所求地点纬度与太阳直射点的所在纬度的差距0°5°S45°NH四、正午太阳高度应用绿色P35hs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°-HH=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°BA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chsH关于楼间距的计算：计算原理：h/s=tanHh=s*tanHS：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=20cot30°,x=34.7m。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=20cot29°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°=1tg60°＝1.7321.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´=83º26´a=90º—H=90º—83º26´=6º34´冬至日：H=90º—（30º+23º26´）=90º—53º26´=36º34´a=90º—H=90º—36º34´=53º26´H某地=90°—纬度差纬差的计算：同半球相减，异半球相加L1L2H1H2H越大,影越短0H90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。物影SSN经线经线竹竿物影NNS经线经线竹竿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。06121824H高度小时1、极点其太阳高度等于太阳直射点的纬度24时太阳高度23°26′极点太阳高度的日变化02、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。