高考地理高频考点九：太阳高度和正午太阳高度

太阳高度和正午太阳高度

【母图导航】太阳高度图：太阳高度指太阳光线与地平面的夹角，即图1中的H 。若是当地地方时12时的太阳高度称为正午太阳高度。一天中正午时太阳高度最大，日出和日落时太阳高度为0。

【双基要点】：（如图2）

（1）正午太阳高度的纬度变化规律：从直射点往南北两侧递减；离直射点距离越近（纬度差越小），正午太阳高度越大。（因此：已知某一正午太阳高度角，一般有两条纬线等于此度数）。 （2）正午太阳高度的季节变化规律：对于北回归线及其以北地区，夏至时正午太阳高度最大，冬至时最小；南回归线及其以南地区，冬至时正午太阳高度最大，夏至时最小；南北回归线之间，直射时正午太阳高度最大，并且该地若在北半球则冬至日正午太阳高度最小，若该地位于南半球则夏至日正午太阳高度最小。

（3）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。

（4）计算公式：H=90°-｜φ-δ｜中φ与δ符号很关键，此外，两点间的正午太阳高度差等于纬度差。φ表示当地纬度，δ表示直射点纬度。

（5）影子的长短变化与方向：正午太阳高度角变大，影子变短；方向由太阳的位置确定。若太阳位于南方时，影子朝向北方。反之则影子朝向南方。

（6）太阳能热水器集热板的倾角、楼间距的计算等要抓住正午太阳高度角大小。 【深度链接】

1、 热水器集热板倾角与太阳光线之间的关系图：

图2 二分日不同纬度的正午太阳高度

太阳能热水器集热板的倾角α与正午太阳高度角是互余的，因此一年中正午太阳高度角变小时，倾角调大；变大时，倾角调小。（注意：据倾角α与正午太阳高度角是互余的，且正午太阳高度角差=纬度差，可推出倾角α就等于该地与太阳直射点的纬度差）。

2、楼间距与楼高、太阳高度的关系图

3、太阳高度日变化曲线图（使用地方时）：

解析：一年中南北方向修建楼房（当地纬度为θ，纬度较低的楼高H 米）时，要使纬度较高的楼的底层房屋一年中都能被阳光照射，只需要楼间距大于一年中纬度较低的楼的最长影即可。具体如下：

①、该地若位于北回归线以北地区：（考虑冬至日正午太阳高度）

两楼之间的楼间距为：H ×cot ［90°－（θ＋23°26′）］。 ②、该地若位于南回归线以南地区：（考虑夏至日正午太阳高度）

两楼之间的楼间距为：H ×cot ［90°－（θ＋23°26′）］。 其中90°－（θ＋23°26′）

就是当地一年中最小的正午太阳高度 a

某地太阳高度日变化模式图：图5中的H 表示该地一天中最大

的太阳高度，并且最大值可以等于90°（需考虑纬度）。a 表示日出时间，12时表示正午时分，b 表示日落时间。若该地位于赤道，则a=6时，b=18时。若该地不在赤道上，则b- a 可大于12小时，也可小于12小时。若位于极圈上，可能出现a=0时、b=24时现象。 若在极圈和极点之间，则可能出现如图6所示极昼现象，但最大值H 小于46°52′。

极圈内某地出现极昼时的太阳高度。

4、正午太阳高度年变化图（这里所说的二分二至，均指北半球。） （1

）赤道地区正午太阳高度年变化图：

（2

）北回归线与赤道之间正午太阳高度年变化图

极地出现极昼时：太阳高度日变化范围在0°至23°26′之间。并且每天都保持一个定值。

赤道上正午太阳高度年变化在66°34′至90°之间，每年春分日与秋分日有两次直射现象。冬至和夏至日时正午太阳高度最小，为66°34′。 回归线与赤道之间由于有两次直射现象，因此正午太阳高度最大值有两次可以达到90°，并且最小值不低于43°08′。

（3）北回归线上的正午太阳高度年变化图

（4）回归线与极圈之间某地正午太阳高度年变化图

（5）北极点正午太阳高度年变化图：

回归线线上一年中只有一次直射现象，因此其最大值在冬至或夏至达

90°，并且最小值等于43°08

′。

回归线与极圈之间在一年内既无直射现象，也无极昼现象，因此其最大值小于90°，最小值大于0°。并且仅在冬至或夏至时出现最大值。

北极地区：春分至秋分正午太阳高度大于0°，出现极昼，其中夏至正午太阳高度达一年中最大，并且极昼范围扩大到整个北极圈以内。秋分至次年春分正午太阳高度小于0°，出现极夜，其中冬至极夜范围扩大到整个北极圈以内。

5、不同纬度地点二至日太阳方向及太阳高度

图中反映的是不同地点二至日太阳的方向，其中a表示冬至日太阳高度和方向，b表示夏至日太阳高度和方向。