1、江南中學高三地理組 2007.12,地球的運動,第六節(jié) 地球公轉(zhuǎn)的意義,正午太陽高度變化專題,綠色P33,太陽高度角是我們觀察太陽時的仰角， 也就是太陽光線與地面之間的夾角,一、太陽高度（角）,太陽高度角,地球自轉(zhuǎn)，造成太陽東升西落，太陽高度角在一日內(nèi)不斷發(fā)生變化(如圖2所示)；正午(地方時為12時)太陽位于上中天時，太陽的高度角達到最大值H，我們將此時的太陽高度角稱為該日的正午太陽高度角。,正午太陽高度變化的原因： 由于黃赤交角的存在，太陽直射點的 南北移動，引起正午太陽高度的變化。,一、太陽高度（角）,P33,(二) 正午太陽高度的緯度變化規(guī)律 空間變化規(guī)律,(一) 正午太陽高度的季節(jié)變化

2、規(guī)律 年變化規(guī)律,二、正午太陽高度的時空分布規(guī)律,夏至日北回歸線及其以北各緯度，正午太陽高度達到一年中的最大值，南半球各緯度正午太陽高度達到一年中的最小值； 冬至日南回歸線及其以南各緯度，正午太陽高度達到一年中的最大值，北半球各緯度正午太陽高度達到一年中的最小值。,(一) 正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律 年變化規(guī)律,(一) 正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律 年變化規(guī)律, 回歸線之間的地區(qū)： 正午太陽高度最大值為90，全年有兩次太陽直射現(xiàn)象，即一年中有兩個正午太陽高度最大值。如下圖A。, 回歸線上： 正午太陽高度的最大值為90，全年有一次太陽直射現(xiàn)象， 即一年中有一個正午太陽高度最大值。如下圖B。, 回歸

3、線至極點之間的地區(qū)：正午太陽高度最大值小于90，全年沒有太陽直射現(xiàn)象。一年中有一個正午太陽高度最大值。如上圖C。,(一) 正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律 年變化規(guī)律,北回歸線及其以北的緯度帶： 每年夏至日(6月22)H達最大值，冬至日(12月22)H達最小值。如右圖A所示。,南回歸線及其以南的緯度帶： 每年冬至日H達最大值，夏至日H達最小值。如右圖B所示。,夏至日：正午太陽高度由北回歸線向南北兩側(cè)遞減。如圖中D折線所示。,(二) 正午太陽高度的緯度變化規(guī)律 空間變化規(guī)律,全球正午太陽高度的緯度變化規(guī)律： 從太陽直射點所在緯線分別向南北兩側(cè)遞減；離直射點距離越近(緯度差越小)，正午太陽高度越大。,冬

4、至日：正午太陽高度由南回歸線向南北兩側(cè)遞減。如圖中C折線所示。,春秋分日：正午太陽高度由赤道向南北兩側(cè)遞減。圖中E折線所示。,0,2326N,2326S,6634N,6634S,90N,90S,正午太陽高度的分布規(guī)律,夏至日,90,0,夏至日：太陽直射北回歸線。 緯度變化：全球正午太陽高度自北回歸 線向南北兩側(cè)遞減。 季節(jié)變化：北回歸線及其以北各緯度， 正午太陽高度達全年最大值； 南半球各緯度，正午太陽 高度達全年最小值。,0,2326N,2326S,6634N,6634S,90N,90S,正午太陽高度的分布規(guī)律,夏至日,二分日,90,0,春分日和秋分日：太陽直射赤道。 全球正午太陽高度自赤道

5、 向南北兩側(cè)遞減。,0,2326N,2326S,6634N,6634S,90N,90S,正午太陽高度的分布規(guī)律,夏至日,二分日,冬至日,90,0,冬至日：太陽直射南回歸線。 緯度變化：全球正午太陽高度自南回歸線 向南北兩側(cè)遞減。 季節(jié)變化：南回歸線及其以南各緯度， 正午太陽高度達全年最大值 北半球各緯度，正午太陽高度達全年最小值。,同一時刻：全球正午太陽高度自自太陽直射點向南北兩側(cè)遞減。（隨緯度變化）,同緯度地區(qū)：正午太陽高度相等且隨季節(jié)變化,難點2,正午太陽高度的變化規(guī)律 與 太陽方位,0,2326N,2326S,90N,90S,夏至日,二分日,冬至日,3,2,1,1、 赤道地區(qū)： 由圖可以

6、看出，二分日時太陽直射赤道， 此時赤道地區(qū)正午太陽高度（H2）達最大值90 二至日正午太陽度（H1和H3）達最小值。,正午太陽高度變化為： （最大）-（最?。? -（最大）- -（最?。?（最大） 春分日 夏至日 秋分日 冬至日 春分日,P,P: 赤道地區(qū),0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,3,2,1,P: 赤道與北回歸線之間地區(qū),正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律,4,P,S,N,2赤道與北回歸線之間地區(qū)： 由圖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，此時 正午太陽高度達最大值（H4），冬至日時 正午太陽高度達最小值（H3）。,正午太陽高度變化為：

7、 增大-（最大）-小-（最大）- -減小-（最小）-增大- 春分日 夏至日 秋分日 冬至日 春分日,0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,3,2,1,P: 赤道與南回歸線之間地區(qū),4,P,S,N,0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,1 90,2,3,P:北回歸線地區(qū),P,S,N,夏至日達最大值（H1）， 冬至日達最小值（H3）。 從夏至日到冬至日該地正午太陽 高度由最大變?yōu)樽钚　?0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,1 90,2,3,P:南回歸線地區(qū),P,S,N,正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律,0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,2,3

8、,P:北回歸線以北地區(qū),P,S,N,1,夏至日達最大值（H1）， 冬至日達最小值（H3）。 從夏至日到冬至日該地正午太陽 高度由最大變?yōu)樽钚　?0,2326N,2326S,夏至日,二分日,冬至日,2,3,P:南回歸線以南地區(qū),P,S,N,1,甲、乙、丙是三幅不同緯度的三座房屋二至日的陽光照射情況(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、正午太陽高度的計算,1. 正午太陽高度的形成： 如右圖所示。 太陽光線與地面之間的夾角,2. 正午太陽高度計算公式推導。,H =90B=90AOB =90 (COB-COA) =90 緯度差(所求點和直射點之間的緯度

9、差),AOB,COA,緯差的計算：同半球相減，異半球相加,正午太陽高度的計算公式,H=90- - 式中H為正午太陽高度；為當?shù)鼐暥?，取正值；為太陽直射點的緯度，當?shù)叵陌肽耆≌?，冬半年取負值?正午太陽高度的計算公式,H某地 = 90 緯度差 緯度差：即所求地點緯度與太陽直射點的所在緯度的差距,H某地 = 90 緯度差 緯度差：即所求地點緯度與太陽直射點的所在緯度的差距,0,2326N,2326S,30N,若求30N P點正午太陽高度角：,春秋分： H90 （A0 ） 90 (30 0 ） 60 ,夏至日： H90(A B) 90 (30 2326) 8326,5326N,冬至日： H90 (

10、A+C) 90 (30 + 23 26) 33 34,緯差的計算：同半球相減，異半球相加,40,50,5N,55N,緯度差： 所求地點緯度與太陽直射點的所在緯度的差距,5S,45N,H,四、正午太陽高度應用,綠色P35,有關(guān)太陽高度計算題：,已知緯度，問：不同季節(jié)熱水器擺放的角度？,已知樓高，問：不同緯度的樓間距的大?。?正午太陽高度應用,關(guān)于熱水器角度計算：,計算原理： a=90 - H H=90- (H：正午太陽高度 ：緯度 ：直射點緯度,夏至取23 26，冬至取-23 26 ）,若：在緯度為40 N地區(qū)，熱水器太陽能受熱板與地面的角度隨四季的變化？,夏至： a= 16 34 冬至： a=

11、 63 26 春秋分： a= 40,B,A,夏至,冬至,冬至日正午太陽高度最小，此時B樓日影最長，若此時A樓不被擋，則可終年獲得光照。 一般來說，緯度較低地區(qū)，樓距較近，緯度較高地區(qū)，樓距較遠。,樓距計算,c,關(guān)于樓間距的計算：,計算原理： h/s=tanH h=s*tan H S：樓間距 H：正午太陽高度 h: 樓房高度,如圖所示，位于北緯3634的某療養(yǎng)院，計算在一幢20米高的樓房北面新建一幢樓房。因為療養(yǎng)的需要，要求高樓的每一層一年四季都能曬到太陽。 （1）新樓至少要距原樓多少米？ （2）若黃赤交角變?yōu)?334，兩樓之間的距離將應如何變化，才能保證各樓層均有較好的采光？,根據(jù)題意因療養(yǎng)院

12、位于北緯3634，當太陽直射 南回歸線時北半球正午太陽高度角達一年中最小值， 若此時該樓的一層能被太陽照射的話，則各樓層都 能被陽光照射 H=90- （代=3634,=2326）H=30 根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系，兩樓間最小距離應為 x=20cot 30,x=34.7 m。,若黃赤交角變?yōu)?334，比原來變大， 則此時北緯3634的正午太陽高度角 H=90-,H=2952變小， 但x=20cot 2952在（090） 為減函數(shù)，故兩樓間距應增大,近年來，我國房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，越來越多的居民喬遷新居，居住條件和環(huán)境顯著改善。請讀圖，運用以下公式及相關(guān)知識回答。（2002年江蘇、河南文理大綜合卷） 某地正

13、午太陽高度的大?。?H9090一 式中H為正午太陽高度；甲為當?shù)鼐暥?，取正值?為太陽直射點的緯度，當?shù)叵陌肽耆≌担肽耆∝撝怠?tg350.70tg45 =1 tg601.732,1.房地產(chǎn)開發(fā)商在某城市(北緯30度)建造了兩幢商品住宅樓(圖3)，某戶居民買到了北樓一層的一套房子，于春節(jié)前住進后發(fā)現(xiàn)正午前后太陽光線被南樓擋住。請問，該房子一年中正午太陽光線被南樓擋住的時間大約是 ( ) A1個月 B3個月 C6個月 D9個月 2為避免這種糾紛，房地產(chǎn)開發(fā)商在建樓時，應該使北樓所有朝南房屋在正午時終年都能被正午太陽光線照射。那么在兩棟樓間距不變的情況下，南樓的高度最高域約為 A20米 B.

14、30米 C.40米 D.50米,例：在30N某地使用太陽能熱水器。集熱板要和正午太陽光線保持垂直，則一年中傾角a的最大值是_，最小值是_。 解題思路：傾角a的大小取決于正午太陽高度。夏至日，太陽直射北回歸線，該地正午太陽高度最大；冬至日太陽直射南回歸線，該地正午太陽高度最小，分別計算即可得出答案(5326、634)。其他如日影長短、 室內(nèi)光照面積大小的問題，均可 以看作是計算某地最大或最小正 午太陽高度角的問題。,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 緯度差,緯差的計算：同半球相減，異半球相加,L1,L2,H1,H2,H越大,影越短,補充,太陽高度的日變化規(guī)律和日影的變化,綠色P35,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。,如