正午太阳高度的变化规律及应用
正午太阳高度角变化及应用
正午太阳高度角变化及应用正午太阳高度角是指在正午时刻，在地平线上的太阳和天顶的连线与地球赤道面的夹角，它是一个重要的地理和天文量。
该角度在漫长的历史中被用于测定纬度和时区，同时也被广泛用于定位、气象预报和能源产业的规划。
太阳高度角的变化受多种因素的影响，如时间、地点和季节，这些因素的综合作用会导致太阳高度角的变化规律。
在本文中，将详细介绍太阳高度角的变化规律及其应用。
一、太阳高度角的变化规律太阳高度角从日出时刻开始逐渐增大，到正午时刻达到最大值，然后逐渐减小，最终在日落时刻消失。
每日的太阳高度角变化规律大致呈现一个钟形曲线，这一规律对于人们的生活和工作有着重要的影响。
1. 时间的影响太阳高度角的变化是随着时间的推移而发生的，每天太阳在天空中的位置一直在变化。
在北半球，太阳的高度角最大值发生在正午时刻，而在南半球，太阳的高度角最大值则发生在南十二时刻。
在地球赤道附近地区，由于存在较小的倾斜角度，太阳高度角变化幅度较小。
2. 地点的影响太阳高度角的变化还受地点的影响，不同地点的太阳高度角变化规律有所不同。
在南极洲，由于其接近南极点，太阳高度角的变化规律与北半球相反，即最大值发生在南十二时刻。
在高纬度地区，由于地球倾斜角度较大，太阳高度角的变化幅度也较大。
3. 季节的影响季节也是影响太阳高度角变化的一个重要因素，太阳高度角的变化规律与季节变化规律密切相关。
在夏季，太阳高度角较高，日照时间较长；而在冬季，太阳高度角较低，日照时间较短。
二、太阳高度角的应用1. 确定纬度太阳高度角的测量对于地球的定位非常重要，因为它可以用来确定地球的纬度。
通过观测太阳高度角的变化规律，可以推算地球位于赤道还是南北半球，以及位于北半球的纬度。
这对于地质勘探、探险和旅行有着重要的意义。
2. 确定时区由于太阳高度角的变化规律随着地点的不同而有所差异，因此它也可以用于确定时区。
当太阳高度角达到最大值时，误差最小，此时可以通过对比地方时和标准时来确定所在的时区。
正午太阳高度规律总结及应用
正午太阳高度规律性知识总结及解题应用河北省邢台市邢台学院地理科学系陈霁冰风水规划研究室原创。
专业从事高考地理命题研究、风水规划设计、四柱命理预测邮编054001.邮箱：与正午太阳高度有关的知识是重要的考点内容之一，现将有关规律性的知识总结如下。
一、正午太阳高度角的空间变化规律及应用【知识链接】①全球正午太阳高度的分布规律：从太阳直射点所在纬度分别向南北两侧递减; 离直射点越近，正午太阳高度越大，反之愈小；直射点所在半球昼长夜短，另一半球则昼短夜长。
②二分二至日的正午太阳高度分布规律应特别注意区分。
例1.在图1中，横坐标表示某日正午太阳高度，纵坐标表示纬度。
读图回答1~2题。
—c—a—b【解析】夏至日太阳直射23° 26' N北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中最大值，故应选a、d。
太阳直射北回归线，北半球昼最长夜最短，且纬度越高昼越长，故应选B.【答案】(1) a、d (2) B二、正午太阳高度角的年变化规律及应用【知识链接】①回归线之间的地区：正午太阳高度的最大值为90°,每年有两次太阳直射现象，即一年中有两次正午太阳高度最大值。
②回归线上，正午太阳高度的最大值为90°,每年有一次太阳直射现象，即一年中有一次正午太阳高度最大值。
③回归线至极点之间的地区，正午太阳高度的最大值小于90°,每年没有太阳直射现象，一年中有一次正午太阳高度最大值。
④北回归线以北的纬度带，每年夏至日达最大值，冬至日达最小值。
⑤南回归线以南的纬度带，每年夏至日达最小值，冬至日达最大值。
例2.假设M地( 0°,30°E)、N(23°26' S, 30°E)两地正午太阳高度分别是H和下列说法正确的是()A.耳和H N不可能在同一天达最小值 B .每年总有某一时刻H=H NC.每年约有9个月H M>H D •任何时刻都有F M>H N【解析】正午太阳高度的大小取决于该地与太阳直射点之间的纬度差，离直射点越近，正午太阳高度越大，反之愈小。
正午太阳高度的时空变化规律及应用教案
课题第5讲地球公转及其地理意义第二课时正午太阳高度的时空变化变化规律及应用计划课3 时教学目标1、地球公转的基本特征；2、黄赤交角及其影响；3、昼夜长短的变化；4、正午太阳高度的变化；5、四季更替和五带教学重点1、正午太阳高度的变化规律及应用2、正午太阳高度的计算和应用教学难点1、正午太阳高度变化与分布规律2、正午太阳高度规律在生产、生活中的应用教学方法图示法读图分析法综合分析法多媒体辅助教学教学容及教学过程导入：出示思维导图，第2课时正午太阳高度的时空变化规律及其应用考点一正午太阳高度的变化规律1.正午太阳高度的空间(纬度)变化规律2.正午太阳高度的年变化规律回归线之间正午太阳高度最大值为90°，每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回归线上正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳高度最大值回归线至极点之间正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值(2018·大连联考)下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。
四地自北向南排列，依次是()A.甲、乙、丙、丁B.甲、丙、丁、乙C.丁、乙、丙、甲D.甲、丙、乙、丁解析图中丙地夏至日的正午太阳高度为90°，说明丙地在23°26′N上；乙地冬至日正午太阳高度大于夏至日，且冬至日正午太阳高度接近90°，推断出乙地在0°～23°26′S之间且接近23°26′S；甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日，且冬至日正午太阳高度很小(低于10°)，得出甲地在23°26′N以北，66°34′N以南，且距离66°34′N较近；同理推出丁地在23°26′S以南，66°34′S以北，且距离66°34′S较近。
所以四地自北向南依次为：甲、丙、乙、丁。
正午太阳高度的变化
• 教学难点： 正午太阳高度计算和应用
1、太阳高度与正午太阳高度
太阳光线与地平面所成的夹角为太阳高度(角)。
太阳光线
太阳高度角 地平面
一日当中，正午时正太午阳高度角最东大，西称 为正午太阳高度（角）4 。
一日当上午中，太阳高度角有何变化规律？
2
下午
6
日1
3
2
4
5日
出
A
落
赤道上某点A在春分日的太阳高度角日变化
2、正午太阳高度的变化规律：纬度变化
N
春分、秋分
A
正二午分1日2—时—由赤道向南北两侧递减
B
o
B′
A′
2、正午太阳高度的变化规律：纬度变化
夏至
N
6.22前后——由北回归线向南北两侧递减
冬至
N
12.22前后——由南回归线向南北两侧递减
∴H=90°-(∠3-
∠4)
∠3等于A点的
纬度, ∠4等于O
点的纬度,(∠3-
H = 90°S－纬度差 ∠4)即为纬度差.
能定量的求出任意一天，任意纬 度的正午太阳高度吗？
分别求出公主岭（43°N）在二分二 至日时的正午太阳高度吗？
二分日：90°—纬度差 =90°-(43°N—0°)= 47°
夏至日：90°--纬度差 =90°-(43°N—23°26′N)
h tanH=
L
h H
L
拓展延伸
为了能最大限度利用太阳能。太阳能热
水器的集热管与地面之间的倾角应该如何确
定呢？如果有调节杆，在一年中又应该如何
调节呢？
水箱
调
正午太阳高度的变化
（4）太阳能热水器的角度问题 集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。
（5）楼房间距问题 以北回归线以北地区建房为例，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离L与楼
高h的关系如下图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度角)，L应大于h·cotH。
1．图中N点日期可能为( )
A．5月6日左右 B．8月7日左右
C．11月7日左右 D．2月6日左右
2．该地纬度最可能位于( )
A．赤道 B．11.5°S C．11.5°N
D．23.5°N
3．若测得某日该地正午太阳高度为55°，则该日可能为北半球( )
A．春分日
B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日
福建某中学研究性学习小组，设计了可调节窗户遮阳板，实现教室良好的遮阳与采光。下 图示意遮阳板设计原理。据此回答4—5题。 4．遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时（ ） A．全球昼夜平分B．北半球为夏季 C．太阳直射20°S D．南极圈以南地区极昼 5．济南某中学生借鉴这一设计，若两地窗户大小形状相同，则应做的调整是（ ） ①安装高度不变，加长遮阳板 ②安装高度不变，缩短遮阳板 ③遮阳板长度不变，降低安装高度 ④遮阳板长度不变，升高安装高度（ ） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
（2）“来增去减”：太阳直射点向着某地移动，
该地的正午太阳高度增加，远离该地正午太阳高度减小
（3）看数值定“位置”
a.回归线之间的地区：
b.回归线上：
c.回归线至极点之间的地区：
【重点知识梳理】
2、太阳高度的日变化规律 (1)极点：在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于太
正午太阳高度角及其应用
下图为”某校旗杆正午影端位置一年内变动示 意图”。 1。该校所处的纬度为 A.66.5°N C.23.5°S
B B.23.5°N D.66. 5° S
下图为”某校旗杆正午影端位置 一年内变动示意图”。 2.旗杆影端位于②位置时的日期可能为 A.3月21日 B.6月22日 D C.9月23日 D.12月22日
B．乙＞丙＞甲＞丁
C．乙＞丙＞丁＞甲
D．丁＞丙＞乙＞甲
找出直射点的位置，离直 射点越近，H越大
【例2】下列日期中，北京正午太阳 高度最小的是 A. 5月1日 D B. 6月1日 C. 10月1日 D. 1月1日
距离直射点越近，正午太阳高度角越大 利用回归运动图找出直射点大致位置
同一地点，正午太阳高度角有季节变化
四. 四季的更替 1.天文四季： 立足于太阳高度和昼夜长短的季节变化。 夏季：一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节 冬季：一年中白昼较段、正午太阳高度较小的季节 春秋季节是冬夏两季的过渡季节 北温带的一些国家依据气候实际状况划分。 2.气候四季： 春季：3、4、5月 夏季：6、7、8月 秋季：9、10、11月 冬季：12、1、2月
由于OP垂直于地平面L
o
3
H=∠ 1= 90° -（∠ 2-∠ 3）
计算 Q点的正午 太阳高度 3 2
1 H Q
H=∠ 1= 90° -（∠ 2+∠ 3）
H=90°-｜当地纬度＋（－）直射点纬度｜ （同减异加） 地点 纬度 正午太阳高度角
夏至日
学校 北京 里约热 内卢 23.5°N 40°N 23°S 90° 73.5° 43.5°
探究：下列各组城市的正午太阳高度角 A组：汕头（23.5°N）和北京（40°N） B组：曼谷（13°N） 和雅加达（6°S） C组：圣保罗（23.5°S）和悉尼（33°S） 一年中什么时间最大，什么时间最小？ 什么时间段在增大，什么时间段在减小？
正午太阳高度角的变化及应用
节能建筑
利用正午太阳高度角的变化，可 以设计出更节能的建筑，例如采
用太阳能采暖和制冷系统。
采光优化
通过了解正午太阳高度角的变化， 可以优化建筑物的采光设计，提
高室内光照效果和舒适度。
太阳能利用
太阳能电池板
光伏发电
太阳能发电站的选址与建设
• 太阳能发电站利用太阳能电池板将太阳能转化为电能。为了最 大化太阳能的收集和转化效率，太阳能发电站的选址和建设需 要考虑当地的正午太阳高度角。通常选择在阳光充足、地势平 坦且无遮挡物的地方建设太阳能发电站，以确保太阳光能够垂 直照射到太阳能电池板上，从而提高光电转化效率。
太阳钟
利用太阳光投影的原理，通过太阳光在物体上产生的影子来 指示时间。由于正午时分太阳高度角最大，影子最短，因此 太阳钟通常以正午时分为准点。
日晷
利用太阳光在直立物体上产生的影子来指示时间。日晷的设 计需要考虑当地的正午太阳高度角，以确保准确度。
太阳能热水器的安装角度
• 太阳能热水器是一种利用太阳能来加热水温的装置。为了最大化吸收太阳能，太阳能热水器的安装角度需要与当地的正午 太阳高度角相匹配。在正午时分，太阳光直射地面，此时太阳高度角达到最大值，太阳能热水器的吸热效率也最高。
储热系统设计
结合太阳高度角的变化规律，合理设计储热系统，确保在太阳辐射不足时仍能提供稳定 的热源。
THANKS
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正午太阳高度角的变化及 应用
• 正午太阳高度角的基本概念 • 正午太阳高度角的变化对地球的影响 • 正午太阳高度角在日常生活中的应用
• 正午太阳高度角在科学实验中的应用 • 正午太阳高度角在工程技术中的应用
1-3正午太阳高度的变化及应用(课件)高一上学期地理人教版必修1
90° 间变化，变幅为
幅为23°26′。
46°52′。
北回归线至赤道间：
全年有两次直射，正午太 阳高度年在43°08′ ~ 90° 间变化，变幅为 46°52′。
北回归线至极圈之间的 地区：
全年没有太阳直射，正午 太阳高度的年变化值0 ~ 90° 。
14
太阳高度的日变化： ①极点：在极昼期间，极点上见到太阳高度在一天之内是没有变 化的，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度。 ②非极点地区：一天之内有一个最大值，即当地的正午太阳高度。
两次 (冬至、夏至)
规律：太阳直射点移来时正午太阳高度增大，移去减少（来增去 减同）一地点，离最大正午太阳高度所处日期越近，当日正午太阳高 度越大。
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太阳高度的年变化：
赤道上：
北回归线上：
全年有两次直射，正午太
全年有一次直射，正午太
阳高度全年在
阳高度全年在43°08′ ~
66°34′~90°间变化，变
当某地太阳高度达一天中最大值时，当地地方时是12时。
2.确定房屋的朝பைடு நூலகம்：
在北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南； 在南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北
•南
•日 •北出半球
•北 •南
•北
•日出 •南半球
18
3. 太阳的方位与物体影子朝向的关
系物影的日变化
物体的影子总是与太阳的方位相反
16
如图所示：当太阳直射B点（10°N）时，A点的正午太阳高度是 A点的正午太阳高度是 H＝90°－纬度差 ＝90°－(40°－10°) ＝60°
如图所示：当太阳直射B点时，C点正午太阳高度是 H＝90°－纬度差＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°
高考地理一轮复习 正午太阳高度的变化
纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。正午太阳高度的年变化幅度 <m></m> （ <m></m> 为当地纬度）
年太阳高度最大差值
赤道地区和南北两极地区的年正午太阳高度最大差值均为23°26′。
方法技巧： 突破正午太阳高度的三大判断技巧
某日，小李在某地（110°E，40°N）广场游玩时，发现广场平面图中的指向标模糊不清（左图）。他通过观测广场石柱影子的长度和方向（右图），确定了平面图的指向标。据此完成3-4题。
该广场位于110°E，当北京时间12点10时，当地地方时为11点30分，太阳位于南偏东，影子朝北偏西方向，指向标为图中的②，B正确，A、C、D错。
3. 昼长与日出日落时间
(2)在北半球，昼越短，日出越晚，日落越早，日出日落位置越偏南，太阳视运动的弧度越小。
(1)在北半球，昼越长，日出越早，日落越晚，日出日落的位置越偏北，太阳视运动的弧度越大；
(1)影长的变化。根据太阳高度的大小判断影长。日出、日落时影长最长，日出之后缩短，正午时最短，之后变长，直射点上无影子。(2)影子方位的变化。影子位于太阳相反方位，根据太阳方位即可推知影子方位。以北半球中纬度为例,分析如下:
B
A
该地每年有两天正午太阳高度达到90°，则该地每年有两次太阳直射现象，该地应位于南北回归线之间。
在AB区间内太阳直射点从23°26′N南移至该地，北半球一直是昼长夜短；太阳直射点开始南移时，时间靠近7月初，地球公转速度变慢。
6月22日的太阳高度并不是一年中最小值，其最小值应在12月22日，则可判断该地位于北半球，选项只有10°N符合，应选B。
正午太阳高度的变化规律和应用
46°52′ 66°34′ 43°08′
冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：L＝hcotH。
(6)太阳能热水器的倾角调整： 为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与
楼顶平面之间的倾角，使太阳光与受热板成直角。其倾角
和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如下图)。
北回归线及其以北地 区，正午太阳高度一 年有一次最大值(12月 22日前后)，一次最小 值(6月22日前后)。
(2)正午太阳高度的季节变化规律：
北回归线及其以 北地区
南回归线及其以 南地区 南北回归线之间 (除赤道外) 一年有一次最大值(6月22日前后)，一次 最小值(12月22日前后) 一年有一次最大值(12月22日前后)，一次 最小值(6月22日前后) 一年有两次最大(太阳直射时最大)，一次 最小值(南半球出现在6月22日前后、北半 球出现在12月22日前后) 一年有两次最大值(春分、秋分)、两次最 小值(夏至、冬至) 来增去减(直射点向本地所在纬线移来， 则正午太阳高度增大，移去则减小)
正午太阳高度的变化规律和应用
1．正午太阳高度的变化规律
(1)正午太阳高度的空间变化规律(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。如图所示。
夏至日：正午太阳高度 由北回归线向南北两侧递减。 冬至日：正午太阳高度 由南回归线向南北两侧递减。 春秋二分日：正午太阳 高度由赤道向南北两侧递减。
23º 26´N 0º
夏至 春分
北回归线 秋分 春分
23º 26´S
冬至
南回归线及其以南地 区，正午太阳高度一 年有一次最大值(6月 22日前后)，一次最小 值(12月22日前后)。
正午太阳高度及其应用
C
a＝直射点与所求
点的纬度间隔
a冬至＝30°＋ 23.5°
＝ 53.5°
例4.某校所在地(120º E、40º N)安置一台太阳能热水器， 为充分利用太阳能，根据太阳高度的季节变化调整其 支架倾角。下列四幅日照图中与热水器安置方式搭配 不合理的是
D
N
N
A
16º34′
B
S
63º26′
S
C
40º
D 23º26′
34.7 m
楼的间距应大于等于南楼的最大影长，即冬至日的影长
间隔应增大
解题思路：黄赤交角增大则该 地冬至日的正午太阳高度将变小 知识依托： 正午太阳高度的分布规律、计算，太阳高度和物体 影长的关系
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，运用以下公式回答题。（tan 35°≈0.7 tan 45°=1 ; tan6 0°≈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，某个居民 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
B、冬至日正午太阳高度 达到全年最大
90 °S 23°26′S
达到全年最小
0° 23°26 ′N 90°N
C、南北回归线之间每年有两次太阳直射。
正午太阳高度角随季节变化规律
北回归线及以北地区：夏至日达最 大值，冬至日最小；
同 一 地 点
南回归线及南地区：冬至日达最大 值，夏至日最小； 回归线之间的地区：太阳两次直射， 回归线上直射只有一次。
2：判读所在地区的经纬度
正午太阳高度规律总结及应用
正午太阳高度规律总结及应用Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT正午太阳高度规律性知识总结及解题应用河北省邢台市邢台学院地理科学系陈霁冰风水规划研究室原创。
专业从事高考地理命题研究、风水规划设计、四柱命理预测邮编054001.邮箱：与正午太阳高度有关的知识是重要的考点内容之一，现将有关规律性的知识总结如下。
一、正午太阳高度角的空间变化规律及应用【知识链接】①全球正午太阳高度的分布规律：从太阳直射点所在纬度分别向南北两侧递减；离直射点越近，正午太阳高度越大，反之愈小；直射点所在半球昼长夜短，另一半球则昼短夜长。
②二分二至日的正午太阳高度分布规律应特别注意区分。
例1．在图1中，横坐标表示某日正午太阳高度，纵坐标表示纬度。
读图回答1~2题。
1．该日，图中a、b、c、d四地点中，正午太阳高度达一年中最大值的有。
2．该日，图中a、b、c、d四地点的昼长时间由长到短的排列顺序是（）A．a—b—c—d —d—c—b —c—d—a —c—a—b【解析】夏至日太阳直射23°26′N，北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中最大值，故应选a、d。
太阳直射北回归线，北半球昼最长夜最短，且纬度越高昼越长，故应选B.【答案】（1）a、d （2）B二、正午太阳高度角的年变化规律及应用【知识链接】①回归线之间的地区：正午太阳高度的最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两次正午太阳高度最大值。
②回归线上，正午太阳高度的最大值为90°，每年有一次太阳直射现象，即一年中有一次正午太阳高度最大值。
③回归线至极点之间的地区，正午太阳高度的最大值小于90°，每年没有太阳直射现象，一年中有一次正午太阳高度最大值。
④北回归线以北的纬度带，每年夏至日达最大值，冬至日达最小值。
⑤南回归线以南的纬度带，每年夏至日达最小值，冬至日达最大值。
例2．假设M 地（0°，30°E ）、N(23°26′S ，30°E)两地正午太阳高度分别是H M 和H N ，下列说法正确的是（ ）A ．H M 和H N 不可能在同一天达最小值B ．每年总有某一时刻H M =H NC ．每年约有9个月 H M ＞H ND ．任何时刻都有H M ≥H N【解析】正午太阳高度的大小取决于该地与太阳直射点之间的纬度差，离直射点越近，正午太阳高度越大，反之愈小。
人教版高中地理必修(一)第一章第三节 正午太阳高度的变化规律及其应用(共32张PPT)
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。上 午7时2分45秒 上午7时 2分07:02:4521.8.11
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
H
2、正午太阳高度变化规律
这三种情况的正午太阳高度 的变化你能用一句话概括吗？
•
9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。21.8.1121.8.11Wednesday, August 11, 2021
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。07:02:4507:02:4507:028/11/2021 7:02:45 AM
夏至日：正午太 阳高度由北回归 线向南北两侧逐 渐降低（递减）。
问题 （1）正午太阳高度哪里最高？（南回归线）
（2）该日全球正午太阳高度的纬度变化规律？
冬至日:正午太阳
高度由南回归线
向南北两侧逐渐
●
降低（递减）。
⑴空间变化规律—纬度变化规律
正午太阳高度的纬度分 布规律— 正午太阳高度从直射点所在纬 线分别向南北两侧递减：到直 射点的距离越近（纬度差越 小），正午太阳高度越大。
3、正午太阳高度的纬度变化规律：从直射点所在纬线分别
向南北两侧递减：到直射点的距离越近（纬度差越小），
正午太阳高度越大。
北回归线以北地区：夏至
太阳高度(正午太阳高度)变化规律及应用
太阳高度（正午太阳高度）的变化规律及应用1. 变化规律（1）太阳高度的分布规律：直射点的太阳高度为90°，由此向四周呈同心圆递减（如下图甲）。
直射点所在经线上的太阳高度值为各点对应纬度上的最大太阳高度，即正午太阳高度，其变化特点是直射点向南北两侧递减（如下图乙）。
其值大小由如下公式决定：H=90°－|φ±δ|（当地纬度±太阳直射点纬度）（H为正午太阳高度，φ为某地纬度，δ为直射点纬度，若φ与δ在赤道同侧取“－”，不同侧则取“＋”）（2）最值：直射北回归线，北回归线及其以北地区达一年中最大值，整个南半球达一年中最小值；相反，直射南回归线时，南回归线及其以南地区达一年中最大值；整个北半球达一年中最小值。
（3）极点太阳高度的变化：极昼时期，太阳高度全天都不变（如下图甲），始终等于直射点纬度，其值的年变化幅度解于0°～23°26/。
（4）极圈及其以内地区的太阳高度的变化：从日变化看，极昼期间，全天太阳高度始终都大于或等于零度，其中极圈上在0点时刻有太阳高度为0的时刻（如图乙），极圈到极点之间的地区，其太阳高度全天始终都大于零度（如图丙）；从年变化看，北半球是随太阳直射点北移而增大，南半球反之，其最大值由公式H=90°－|φ±δ|决定。
（5）其他纬度的太阳高度变化：都是日出日落时为0，12点最大，12点前递增，12点后递减。
特殊之处是：赤道上的太阳高度是6点和18点为0（如图丁），其最大太阳高度的年变化范围是[66°34′，90°]。
2.太阳高度的应用（1）推算纬度：根据公式： H=90°－|φ±δ|，可求任意地点的地理纬度。
（2）推算地方时：一天中太阳高度达最大值处的地方时为12时；春秋分时，太阳高度为0处的地方时为6时或18时，赤道上太阳高度为0处的地方时为6时或18时。
（3）推算城市的楼间距：若某地楼高为h，楼间距s，纬度为φ，则该楼与处于其背阳一侧房屋的楼间距s=cot（90°－φ－23°26′）。
正午太阳高度角变化应用
在北半球，正午太阳高度角在夏季最高，冬季最低。为了最大化太阳能热水器的效率， 需要根据季节调整太阳能热水器的安装角度。在夏季，太阳能热水器应与地面呈接近垂 直的角度安装，以充分利用太阳高度角；而在冬季，则应与地面呈较小的角度安装，以
增加太阳光的接收面积。
城市楼间距的设计
总结词
利用正午太阳高度角的变化，合理设计城市楼房的间距，确保各楼房都能获得充足的日照。
影响气候变化
指导建筑设计和城市规划
正午太阳高度角的变化对建筑物的采光和遮阳设计 具有指导意义，有助于节约能源和改善室内环境。
正午太阳高度角的变化会影响地球接收到的 太阳辐射能量，进而影响全球气候变化。
指导太阳能利用
正午太阳高度角的变化对太阳能的收集和利 用具有重要意义，有助于提高太阳能利用率 。
对未来研究的展望
天文观测
天文学家可以利用正午太阳高度角的变化规律，预测天体 出现的时间和位置，提高观测效率和精度。
02
正午太阳高度角的变化规律
定义与计算
定义
正午太阳高度角是指当地时间正 午12点时，太阳光与地面之间的 夹角。
计算公式
正午太阳高度角 = 90° - （太阳赤 纬度 + 当地地理纬度）。
一年内的变化规律
03
正午太阳高度角的应用
太阳能利用
太阳能热水器
正午太阳高度角最大时，太阳能热水器能更充分地吸收太阳 光，提高热水效率。
光伏发电
利用正午太阳高度角变化，合理布局光伏发电设施，提高发正午太阳高度角变化，合理设计建筑窗户和采光口，实现自然采光，减少 人工照明能耗。
夏至日最大
在夏至日，太阳直射北回归线，全球 正午太阳高度角达到一年中的最大值 。
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正午太阳高度的变化规律及应用
一、正午太阳高度的变化规律
（1）地球上，同一纬线上正午太阳高度相同。
太阳直射的纬线正午太阳高度为90°，从直射点
向南北两侧正午太阳高度逐渐减小。
（2）正午太阳高度的季节变化
北回归线及其以北地区：_________达到全年最大值，__________达到全年最小值。
南回归线及其以南地区：_________达到全年最大值，_________达到全年最小值。
赤道至北回归线之间地区：_________________达到全年最大值，_________达到全年最小值。
赤道至南回归线之间地区：_________________达到全年最大值，_________达到全年最小值。
赤道上：_________________达到全年最大值，_________达到全年最小值。
请绘制正午太阳高度随季节的变化,用折线表示并注明：
①赤道②10°N及10°S（0°～23°26′）
③23°26′N及23°26′S ④40°N及40°S（23°26′～66°34′）
⑤66°34′N及66°34′S ⑥70°N及70°S（66°34′～90°）
⑦90°N及90°S
读某地正午太阳高度角年变化折线图，完成1-2题。
1．根据该地正午太阳高度角年变化的规律，判断该地点可能位于
A．北回归线以北地区
B．北回归线以南、近靠北回归线的地方
C．南回归线至赤道之间
D．南回归线至南极圈之间的南温带
2．在图中C处所表示的这一天，本地达到一年中最大值的是
A．白昼长度B．正午太阳高度角
C．大气温度D．降水量
二、正午太阳高度的计算及应用
1．计算公式：H ＝90°－两地纬度差（所求地与太阳直射点之间的纬度差） 2．应用：
（1）确定地方时：当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。
（2）物影的判断： ①太阳光的来向
a ．日出日落前后太阳光的来向
极点地区24小时太阳光为：北半球为正南，南半球为正北
3月21日～9
月23日：东北升，西北落
其余纬度 9月23日～次年3月21日：东南升，西南落
3月21日、9月23日：正东升，正西落
b ．正午前后太阳光的来向：判断太阳直射点与改点的方位。
②太阳照射与物影的关系：物影与太阳光的来向相反。
注意：南北极点是太阳从什么方向照来，影子就向什么方向延伸，这是因为北极点周围的任何方向都是正南，南极点周围的任何方向都是正北。
③日影长短的判断：太阳直射点上，物体的日影为零。
正午太阳高度越大，日影就越短，正午太阳高度越小，日影就越长。
（3）确定房屋朝向：在北回归线以北地区，正午太阳位于南方；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方；南北回归线之间的地区，正午太阳可能位于其北方或南方。
例1 甲、乙、丙三幅地处不同纬度的三座房屋两至日的阳光照射情况（a 或b ），对三地位置判断正确的是（ ） A ．三地都位于北半球 B ．甲地位于赤道与北回归线之间 C ．乙地位于北温带 D ．丙地位于北温带
（3）计算楼距：一般来说，纬度较低的地区，楼距较近；纬度较高的地区，楼距较远。
解题的
关键是计算当地一年中最小的正午太阳高度，并计算影长。
例2 如图，甲楼房位于北纬21°34′，欲在乙处 建一新楼，如保证乙楼房全年采光充分，甲乙楼距X 最少应是：
A ．10m
B ．15m
C ．20m
D ．25m
（4）计算热水器安装角度：应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直。
其倾角和正午太阳高度
角的关系为互余。
例3 洛阳（35°N ，112°E ）一学生对太阳能热水器进行了改造 （如右图），把热水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。
据此回答1~2题。
1．9月23日，为使热水器有最好的效果，调节支架使热水器吸热面 与地面的夹角为（ ）
A ．23°26′
B ．35°
C ．66°34′
D ．55°
2．下列地区中，使太阳能热水器效果最好的是（ ） A ．海口 B ．重庆 C ．拉萨 D ．吐鲁番
训练检测
右图为某地朝南窗户二分二至日正午阳光入射图。
据图完成1～2题 1．该地的纬度可能是 A ．20°N B. 45°N C ．23°26′S D. 45°S 2．太阳光在屋内散布面积最大的入射光线和出现时间是 A ．光线①，冬至日 B ．光线②，春分日 C ．光线③，冬至日 D ．光线③，夏至日
读沿45°E 经线各地某时刻正午太阳高度和昼长分布图，回答3～4题：
3．此时国际标准时间是（ ）
A ．12时
B ．9时
C ．8时
D ．5时 4．与上图对应的太阳光照图正确的是（图中阴影部分表示黑夜）（ ）。