高中地理名师复习专题 太阳高度角计算和应用
太阳高度角的计算与应用
太阳高度角的计算与应用计算太阳高度角需要考虑地球自转和公转的影响，同时还需要考虑纬度、时间、日期和地球倾角等因素。
一般采用天文学中的天圆运动模型来计算太阳高度角，该模型假设地球为球体，太阳绕地球运动，光线垂直射入地球表面。
h = arcsin(sin(δ)sin(φ) + cos(δ)cos(φ)cos(ω))其中，h表示太阳高度角，δ表示太阳赤纬，φ表示地理纬度，ω表示当地时角。
太阳高度角的应用非常广泛。
首先，它在地理学中用于确定地球表面的气候带、季节和日晷时间等。
由于地球表面的气候和季节变化与太阳高度角的变化有关，因此通过太阳高度角的计算，可以知道不同地区和不同季节的太阳辐射强度、日照时间和气温分布等。
其次，太阳高度角在天文学中用于确定太阳的位置和运动轨迹。
通过观测太阳高度角的变化，可以确定太阳的升起、达到最高点和落下的时间，并能够推断出太阳所处的地理位置。
此外，在气象学中，太阳高度角的计算对于研究大气的辐射传输过程、太阳辐射和天气的变化等也具有重要作用。
通过计算太阳高度角，可以估算地面的太阳辐射量，从而预测天气变化、确定太阳能利用的效率和规划太阳能发电站的位置等。
在建筑设计中，太阳高度角的计算是确定建筑物朝向和采光设计的重要依据。
通过计算太阳高度角，可以确定太阳在不同季节和时间段的照射角度，进一步确定建筑物的窗户位置、遮阳设施和采光设计，以提高建筑物的能源利用效率和舒适性。
总而言之，太阳高度角的计算与应用在地理学、天文学、气象学和建筑设计等领域都具有广泛的用途。
它不仅可以帮助我们研究世界的气候和季节变化，还能为天文学的研究提供重要的数据，并对气象预报、能源利用和建筑设计等方面提供参考和决策依据。
高中地理：正午太阳高度角计算及应用
高中地理：正午太阳高度角计算及应用大家好，我是墨城老师，今天我们一起来探究正午太阳高度角的计算以及如何应用。
正午太阳高度角的计算一直是一个难点，最关键的难点还是在没有明白计算的方法，也就是计算方法如何得来的，我们一起来研究。
日晷一、正午太阳高度的计算公式公式：H＝90°－两地纬度差这里解释一下两地纬度差是什么，这两地就是要求的地方和太阳直射地的纬度差，我们不需要再记忆什么绝对值了，只需要知道纬度差如何算就可以。
那么为什么是这个公式呢？我利用数学上的几何把证明过程写了下来，我们可以作为了解，了解后会记得更牢固。
例如当太阳直射C点时，求B点的太阳高度。
这里我只把B点放到了北半球来考虑，南半球反之即可。
当B、C两地位于同一半球时当B、C两地位于不同半球时证明过程作为了解，在理解的过程中还要我们发挥空间想象能力。
二、正午太阳高度的应用1、确定地方时利用正午太阳高度我们只能确定一个时间，正午即12时，也就是当地的地方时12点整。
2、确定房屋朝向我们都知道一句话叫坐北朝南，这是因为我们大部分地区正午太阳都在南方，为了获得足够的阳光，所以才会坐北朝南。
总之正午太阳在哪边，房屋就面朝哪个方向。
南北回归线之间的就不确定了，又因为纬度低比较暖和，所以朝向问题就不太重要了。
北回归线3、判断日影朝向及长短影子也是太阳高度角经常考察的内容，我们只要记住影子和太阳是相反的就可以。
总结下来就是第一，影子和太阳所在方向相反；第二，影子长度数值和太阳高度角数值相反，即太阳高度角越大影子越短。
4、确定当地纬度这个不在多说，有直射点位置和某地正午太阳高度角，利用公式就可以计算出来。
5、楼间距问题这个问题是在间接的计算正午太阳高度角，然后利用三角形的知识来进行一个简单的计算。
6、太阳能热水器安装问题只有阳光与热水器面板垂直的时候才能使太阳能热水器需要吸收最多的阳光，所以热水器的安装倾斜角度是和正午太阳高度角互余的。
这里考的最多还是回归线到极点的范围内的区域。
太阳高度角计算和应用
太阳高度角计算和应用太阳高度角是个关于地理位置、日期和时刻的值，可以通过一些数学模型和公式计算得到。
太阳高度角的计算一般基于经度、纬度、日期、时刻和海拔等参数。
下面将介绍一种常用的计算公式，称为逆时角公式（reverse hour angle formula）。
逆时角公式可以用来计算太阳的高度角：sin(θ) = sin(δ) * sin(φ) + cos(δ) * cos(φ) * cos(H)其中，θ表示太阳高度角，δ表示太阳的赤纬角，φ表示观测点的纬度，H表示太阳赤经的小时角。
逆时角公式的计算可以分为以下几个步骤：1.计算太阳的赤纬角δ：太阳的赤纬角是指太阳光线与地球赤道面的夹角，可以通过日期和时刻的参数计算得到。
2. 根据观测点的纬度φ，计算cos(φ)和sin(φ)。
3.计算太阳赤经的小时角H：太阳赤经是指太阳光线与地球子午线平面的夹角，可以根据时刻的参数计算得到。
4.将计算得到的赤纬角δ、纬度φ和小时角H带入逆时角公式中，即可得到太阳的高度角θ。
1.太阳能利用：太阳能是一种可再生能源，是清洁、无污染的能源。
太阳高度角对太阳能的利用非常重要，可以通过计算太阳高度角来确定太阳能电池板的倾斜角度，以最大程度地吸收太阳能。
2.天文学：天文学研究中，太阳高度角是很重要的参数，可以通过太阳高度角来确定天文观测点的可见区域，规划观测工作。
3.导航和地理测量：太阳高度角可以用来确定观测点的经纬度，通过测量太阳高度角和知道日期和时刻的参数，可以计算出观测点的位置。
4.气象学：太阳高度角是气象学中一个重要的参数，可以用来推算太阳辐射的强度和分布，进而影响地面的气温、湿度等气象要素。
5.建筑设计：太阳高度角可用于建筑设计中的天窗、阳台、景观等位置的规划，以确保充分利用自然采光和遮阳，提高室内环境的舒适性。
总结起来，太阳高度角的计算和应用在各个领域都具有重要的意义。
通过计算太阳高度角，可以帮助我们更好地利用太阳能，规划天文观测，确定地理位置，理解气象变化，以及进行建筑设计等。
正午太阳高度角的计算及应用
正午太阳⾼度⾓的计算及应⽤巧⽤正午太阳⾼度⾓慈利四中地理组周德华正午太阳⾼度⾓计算公式是⽤来计算在某时、某地正午时太阳⾼度的公式。
在⾼三地理复习中，此类问题经常出现，⽽且许多资料书上其公式的写法也不⼀样，解释也有差别，有些同学往往不知所从。
其实，万变不离其宗。
⾸先要能够理解该公式，知其然；能知道该公式的来源，知其所以然，那么相关问题的解答就会很简单。
以下是我从教以来对该公式的分析和总结，希望对⾼考学⼦们有所帮助，也希望各位同⾏能提出积极的意见共勉。
⼀、什么是正午太阳⾼度（H）太阳光线与地平⾯的交⾓叫做太阳⾼度⾓，简称太阳⾼度。
太阳位于天顶时，它的⾼度为90°，称为直射；太阳⾼度⼩于90°，⽽⼤于0°时为斜射；太阳位于地平线时，它的⾼度为0°。
在⼀⽇内，太阳位于上中天（即当地地⽅时为12时）时，其⾼度达到最⼤值，称为“正午太阳⾼度”（H）。
⼆、正午太阳⾼度的计算公式：H=90º-|φ±δ|（H为正午太阳⾼度，φ为当地纬度，δ为直射点的纬度，φ、δ永远取正值）同减异加（即φ、δ在同半球时两者相减，在不同半球时两者相加）“±”取法：同减异加如以慈利（29°N）为例，求出⼆分⼆⾄⽇时的正午太阳⾼度。
解答：夏⾄⽇，δ为23.5°N，与慈利同在北半球，则H1=90º-|29°-23.5°|=84.5°冬⾄⽇，δ为23.5°S，与慈利在不同半球，则H2=90º-|29°+23.5°|=37.5°春秋分⽇，δ为0°，直射⾚道，则正午太阳⾼度即为90°减去当地的纬度，H3=90º-29°=61°由于公式中遵循的是同减异加，因此对于那些不要定量计算只要定性判断的题⽬⽆需通过取点计算进⾏⽐较，只需在太阳直射点的回归运动图上观察太阳直射点和某地所在纬线的直线距离的长度变化：直线距离越长正午太阳⾼度越⼩，直线距离越短正午太阳⾼度越⼤；两者相交，距离为零，此⽇的正午太阳⾼度是当地的全年最⼤值，为直射（90°）。
高二地理太阳高度角知识点
高二地理太阳高度角知识点太阳高度角是地理学中一个重要的概念，它对于理解太阳在不同地区的高度变化以及日照时间的推算都具有重要的意义。
本文将从太阳高度角的概念、计算方法以及应用等方面进行介绍。
一、太阳高度角的概念太阳高度角是指太阳光线与地平线之间的夹角，它表示了太阳在天空中的高度。
高度角的大小取决于太阳在天空中的位置，不同时间、不同地点的太阳高度角都会有所不同。
太阳高度角的变化是由地球的自转和公转引起的。
二、太阳高度角的计算方法1. 太阳高度角的计算公式：太阳高度角的计算可以通过以下的公式进行推算：cosH = sinφ * sinδ + cosφ * cosδ * cosω其中，H表示太阳高度角，φ表示地点的纬度，δ表示太阳的赤纬，ω表示太阳时角。
2. 太阳高度角的计算步骤：（1）确定日期和时间，获取太阳的赤纬δ和时角ω的数值。
（2）确定地点的纬度φ的数值。
（3）代入计算公式，通过计算得出太阳高度角H的数值。
三、太阳高度角的应用1. 日照时间的推算：太阳高度角的变化对于日照时间的推算有着重要的作用。
当太阳高度角为0时代表着日出和日落的时间，而当太阳高度角为最大值时，则表示着正午时刻。
通过计算不同地区的太阳高度角，可以推算出日照时间的长短，为农业、旅游等领域的活动提供重要参考。
2. 太阳辐射能量的影响：太阳高度角的变化也直接影响着太阳辐射能量的强弱。
太阳高度角越大，太阳辐射能量越强，因此在不同纬度的地区，太阳高度角的变化对气温的影响也有所不同。
此外，太阳高度角的变化还会影响到地球上的风、云、降水等气象要素的变化。
3. 天文导航与定位：在航海、航空等领域中，太阳高度角的计算也有着重要的应用。
通过测量太阳高度角的变化，可以确定航行器所处的纬度和经度，从而实现航行导航和定位。
四、总结太阳高度角作为地理学中的重要知识点，对于理解太阳在不同地区的高度变化以及日照时间的推算具有重要的作用。
本文通过介绍太阳高度角的概念、计算方法以及应用等方面，希望能够帮助读者更好地理解和应用太阳高度角这一知识点。
高一地理太阳高度角知识点
高一地理太阳高度角知识点太阳高度角是地理学中的一个重要概念，它是指太阳光线与地平线的夹角。
太阳高度角的变化对于地球上的气候、季节、光照强度等都有着重要的影响。
本文将从地理学角度详细介绍太阳高度角的知识点。
一、太阳高度角的定义和计算太阳高度角是太阳光线与地平线之间的夹角。
它是从地平线向上测量的角度，范围从0°（日出或日落时）到90°（正午时）。
太阳高度角的计算可以通过太阳的赤纬和观测点的纬度来确定。
简单来说，太阳高度角的大小取决于太阳在天空中的位置和观测者所处的位置。
二、太阳高度角的影响因素1. 时间：太阳的高度角会随着时间的变化而变化。
在一天中，太阳高度角最大的时候是正午，此时太阳直射点在观测点的正上方，太阳高度角为90°。
而在早晨和傍晚，太阳高度角较小，甚至为0°，太阳光线以较大的角度照射地表，产生较长的阴影。
2. 季节：太阳高度角还受到季节的影响。
在夏季，太阳高度角较大，太阳光照时间较长，照射到地面的光线相对较强。
而在冬季，太阳高度角较小，太阳光照时间较短，照射到地面的光线相对较弱。
3. 纬度：观测点的纬度也会影响太阳高度角的大小。
在赤道附近的地方，太阳高度角较大，太阳光线较为垂直照射地表。
而在极地附近的地方，太阳高度角较小，太阳光线以较大的角度照射地表。
三、太阳高度角的地理意义太阳高度角的变化对地球上的气候和生态系统有着重要的影响。
太阳高度角较大的地区，太阳光线照射到地表的角度较小，能量较为集中，因此气温较高，气候较炎热。
而太阳高度角较小的地区，太阳光线照射到地表的角度较大，能量较为分散，因此气温较低，气候较寒冷。
太阳高度角的变化还会影响植物的生长和人类的生活。
植物的生长受到太阳光照的影响，太阳高度角较大的地区有利于植物的光合作用和生长。
而人类的生活也会受到太阳高度角的影响，太阳高度角较大的地区阳光较强，人们容易晒伤；太阳高度角较小的地区阳光较弱，人们容易缺乏维生素D。
正午太阳高度角的计算与应用
正午太阳高度角的计算与应用太阳高度角指的是太阳光线与地平线的夹角，它的计算与应用在日常生活和科学研究中都具有重要的作用。
本文将为大家介绍正午太阳高度角的计算方法以及其在气象学、地理学和测量学等领域的应用。
一、计算方法1.基本概念```///////---------地平线```2.计算方法sin h = sin φ * sin δ + cos φ * cos δ * cos（ωt）其中，h表示太阳高度角，φ表示纬度，δ表示太阳赤纬，ωt表示时角。
这个公式是基于球面三角学的原理推导出来的。
纬度φ指的是地点与地球赤道之间的角度，可以通过GPS或地理坐标确定。
太阳赤纬δ指的是太阳光线与地球赤道的夹角，根据日期和地点的变化而变化。
时角ωt指的是当地时钟时间与正午的时间差，通常以度数表示。
太阳高度角的计算还可以使用在线计算器或专门的天文软件进行。
这些工具能够根据地理位置和日期，自动计算出正午的太阳高度角。
二、应用领域1.气象学太阳高度角的计算对气象学具有重要意义。
太阳高度角的变化与太阳直射角度有关，将影响到太阳辐射的强度，从而影响到气温、降雨和气象条件等方面。
气象学家可以通过计算太阳高度角来预测天气变化，例如：雷暴发生的可能性、天空云量等。
此外，太阳高度角还可用于计算太阳辐射的强度，从而为太阳能利用和太阳能发电提供依据。
2.地理学太阳高度角与地球的日照强度和气候有关。
地理学家可以通过计算太阳高度角，确定地理区域的日照时长，从而影响到气候和生态环境等方面。
此外，太阳高度角还可用于地球表面温度的研究，有助于寻找合适的农业种植区域和气候适应策略。
3.测量学太阳高度角对测量学也有重要意义。
在大地测量、导航和遥感等领域，准确测算太阳高度角可以提高测量精度。
例如，定位系统和GPS导航等技术，需要借助于太阳高度角来确定位置和方向。
另外，太阳高度角还被广泛应用于摄影、建筑设计和太阳能设施的规划等方面。
摄影师可以根据太阳高度角来选择合适的拍摄时间，以获得理想的光线效果。
正午太阳高度角的计算与应用
正午太阳高度角的计算与应用太阳高度角是指太阳光线和水平线之间的夹角，是一个重要的天文学概念。
正午太阳高度角是在太阳正午时刻的太阳高度角，也是太阳当天最高点的高度角。
正确计算和应用正午太阳高度角对于天文学、测量学、地理学、气象学以及建筑设计等领域都具有重要意义。
太阳高度角的计算可以通过多种方法，其中一种较为简便的方法是使用经纬度和日期的关系来计算。
以下是一个简单的计算过程：1.首先确定经纬度。
经度指定所在位置的东西方向偏移，范围从0到180度，西经为负值，东经为正值。
纬度指定所在位置的南北方向偏移，范围从0到90度，南纬为负值，北纬为正值。
2.根据日期来确定一年中的第几天。
一年被分为365天，1月1日为第1天，12月31日为第365（或366）天。
3.根据经纬度和日期来计算太阳的高度角。
根据日地运动轨迹及球体几何关系，可以通过一定的公式来计算太阳高度角。
一个常用的简化公式是杨-朱公式：sinH = sinφ * sinδ + cosφ * cosδ * cosH其中，H为太阳高度角，φ为纬度，δ为太阳赤纬，上式中的sin、cos使用弧度形式。
4.将计算结果转换为角度单位。
将计算得到的太阳高度角转换为度数，可以方便地对计算结果进行理解和比较。
1.天文学研究。
正午太阳高度角是太阳当天最高点的高度角，对于研究太阳运动轨迹、太阳磁场等天文学问题具有重要意义。
通过观测正午太阳高度角的变化，可以了解地球自转、公转、倾斜等参数的变化情况。
2.测量学和地理学。
正午太阳高度角可以用于测量地球表面上地点的经纬度。
通过观测太阳的高度角以及已知的时间和日期信息，可以利用三角函数关系计算出地点的纬度和经度。
3.气象学。
正午太阳高度角的变化与气候、季节密切相关。
太阳高度角的变化对气温、日照、辐射等气象因素具有重要影响。
通过对正午太阳高度角的观测，可以了解气候和季节的特点，为气象学研究提供数据支持。
4.建筑设计。
太阳高度角是建筑设计中一个重要的参数。
2023届高考地理考前练 正午太阳高度的计算与应用
2023届高考地理考前练正午太阳高度的计算与应用【知识点】正午太阳高度的应用十分广泛，主要体现在正午太阳高度的变化上。
该内容在高考试题中出现也较为频繁。
考生在解题时，往往需要借助综合思维、区域认知和地理实践力等核心素养。
这部分内容应重点关注以下几个方面：1.北半球中纬度某地杆影的日变化；2.太阳直射点与正午太阳高度变化的关系；3.正午太阳高度的年变化规律。
【习题】图中是我国北方某小镇的太阳能路灯景观图。
该镇中学课外实践小组对路灯的能源装置太阳能集热板进行了长时间的观测研究，并提出了改进的设想。
下表为该小组观测记录简表，夏至日集热板倾角为16°34′。
如图中b所示。
据此完成1-2题。
夏至日日出时间：4时43分夏至日日落时间：19时34分注：表中时间为北京时间。
1.该小镇的位置在（）A.118°E，40°NB.118°E，36°34′NC.122°E，40°ND.122°E，36°34′N2.该小组拟设计一自动调控装置，通过电脑调控使集热板每天正午正对太阳，以获得更多的太阳辐射能。
设计小组设计的集热板在该小镇一年中调整角度为（）A.90°B.46°52′C.23°26′D.40°贾同学到北半球某地旅游时不小心迷路了，他随身只携带了一只普通手机，只可以显示日期和时间和拨打电话，而且显示的还是北京时间。
贾同学打电话请求救援，但警察需要知道他的具体位置才能开展救援。
还好，贾同学上高中时地理课还是认真听了课，他运用老师上课所讲知识，最终成功确定自己的位置而获救。
据此回答3-5题。
3.如图所示：贾同学在平坦无遮挡的地面上垂直树立了一根木棍，然后观察木棍影子的长短，当他发现木棍影子处于一天中最短时，手机上显示的时间为10时。
则可知道该地的经度为（）A.90ºEB.150ºEC.80ºWD.160ºW4.该地所在的时区为（）A.东六区B.东十区C.西五区D.西十一区5.贾同学还发现木棍影子最短时，影子和木棍等长，并且手机显示当天为3月21日，由此可以推算出该地的纬度为（）A.25ºNB.35ºNC.45ºND.55ºN如图为阳台壁挂式太阳能热水器景观及其示意图，这种热水器非顶层用户也可以安装使用，既节能环保，又能与建筑景观融为一体，适合在大中城市高层建筑中推广使用。
高中地理名师复习专题5-太阳高度角计算和应用
太阳高度角计算和应用正午太阳高度的纬度分布规律正午太阳高度的纬度分布规律与太阳直射点的位置及其移动规律直接相关。
如右表所示：根据右表可以归纳如下规律：正午太阳高度从直射点所在纬度向南北两侧递减；夏至日时太阳直射北回归线，正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减；冬至日时，太阳直射南回归线，正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减；二分日时，太阳直射赤道，正午太阳高度从赤道向两极递减。
正是由于正午太阳高度的变化，再加上昼夜长短的变化，使太阳辐射具有季节变化的规律，形成四季。
同一季节，太阳辐射具有纬度分异的规律，形成五带，在此基础上导致全球地理环境及其组成要素发生变化，并表现出明显的季节性和纬度地带性。
一天中太阳的视运动轨迹和日影运动轨迹一、太阳视运动轨迹与日影运动轨迹的关系日影运动轨迹由太阳运动轨迹决定：日影朝向与太阳的方位相反；日影长短与太阳高度成反比。
所以，我们学习的重点应放在对太阳视运动轨迹的探讨上。
二、影响太阳视运动轨迹的若干因素1、光源因素：相对地球而言太阳是一个面光源而非点光源，所以，地球接受到的太阳光线是一组平行线。
2、地球上的方向因素：经线指示南北，北极点为最北，其四周均为南方；南极点为最南，其四周均为北方。
纬线指示东西，东西方向为无限方向。
3、时间因素：（1）因一年中不同日期，地球绕日公转的轨道位置不同，球面上太阳直射点的位置不同，也即太阳光线射入的角度也就不同，相对于地球上的方位也就会发生改变，存在着冬半年、夏半年、两分日等差异。
（2）加之一天中地球的自转运动，会造成太阳高度的变化，从而出现一个太阳的视运动轨迹 4、空间因素：除了因一年的时间和一天的时间不同而太阳升落方位不同外，还跟观察者的地理纬度有关系，存在着直射点纬度、直射点以北、直射点以南、极昼区、极昼区极点等差异。
三、以下按时间和空间的不同组合来分析 （一）两分日全球除极点外，太阳光线与纬线平行全球太阳正东升 正西落NS2、直射点纬度以北3、直射点纬度4、直射点纬度以南5、南极点（二）北半球夏半年1、北极点太阳：正东升→东南→正南→西南→正西落日影：正西→ 西北→ 正北→ 东北→ 正东 太阳：正东升→正中天→正西落日影：正西→ 无 → 正东太阳：正东升→ 东北→ 正北→ 西北→ 正西落日影：正西→ 西南→ 正南→ 东南→ 正东东西太阳：终日正南，高度不变，位于地平线 日影：影子正南（在夜半球，不可见）（ 注：图中内小弧箭头为日影运动轨迹，外大弧箭头为一日太阳视运动轨迹。
第3讲 正午太阳高度角的计算与运用
正午太阳高度角的计算与应用【知识串讲】一、正午太阳高度随纬度变化规律:节气日期太阳直射点太阳高度的纬度分布春分日秋分日3月21日9月23日前后赤道由赤道向南北两方递减夏至日6月22日前后北回归线由北回归线向南北两侧递减冬至日12月22日前后南回归线由南回归线向南北两侧递减二、正午太阳高度随季节变化规律赤道上，两至日中午太阳高度达到最小值，春秋分日达到最大值；北回归线及其以北地区：夏至日正午太阳高度达到最大值，冬至日正午太阳高度达到最小值；南回归线及其以南地区：冬至日正午太阳高度达到最大值，夏至日正午太阳高度达到最小值。
南北回归线之间地区：每年有两次太阳直射达到最大值；赤道与北回归线之间，冬至日正午太阳高度达到最小值；赤道与南回归线之间，夏至日正午太阳高度达到最小值；三、正午太阳高度的计算1.公式计算：某地正午太阳高度的大小H=90°—/φ-δ /即90°—H=/φ-δ /，公式中：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。
2.利用“纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度（以太阳直射点为参照点）”这一规律来计算。
四、正午太阳高度的应用1.确定地方时。
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。
例1.某学校(110°E)地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法,逐日测算正午太阳高度。
如图，垂直竖立一根2米长的竿OP，正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′算出正午太阳高度α，据此回答：（1）该小组每天量测影长时,北京时间应为（）A.12:00B.12:40C.11:20D.10:002.确定房屋的朝向为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。
在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
〖例2〗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）。
正午太阳高度角的计算及应用
难点3 正午太阳高度角的计算及应用作为地球运动的结果，正午太阳高度角的变化深刻影响着人类的生产、生活，成为高考考查的重点，主要考查学生的空间思维能力和知识应用能力。
近几年上海、广东及江苏大综合卷都有所体现。
该类试题取材于人类生产、生活，突出考查学生运用地理基本原理、规律的能力，同时能进行科际的综合，代表高考命题方向——以能力立意，培养学生的创新思维能力。
因此在高三复习中应予以高度重视。
●难点磁场图3—1表示某地正午太阳高度和月降水量的变化。
读图回答1～2题。
（2000年山西综合卷）1.★★★★★该地纬度可能为（ ）A.90°N ～23°26′N 之间B.90°S～23°26′S 之间C.22°N 或22°SD.40°30′N 或40°30′S2.★★★★★该地气温及降水特征是（ ）A.终年高温多雨B.夏热少雨，冬温多雨C.冬温少雨，夏热多雨D.夏热多雨，冬季寒冷干燥3.★★★★★如图3—2所示的日期，下列地点：北京（39°54′N ），新加坡（1°N ），汕头（23°26′N ），海口（20°N ），正午太阳高度角从大到小排列正确的是（ ）A.新加坡、海口、汕头、北京B.北京、汕头、海口、新加坡C.汕头、海口、北京、新加坡D.汕头、海口、新加坡、北京 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3—3，运用以下公式回答4～5题。
（2002年大综合卷）图3—3①某地正午太阳高度的大小：图3—1图3—2H=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。
②tan 35°≈0.7 tan 45°=1 tan 60°≈1.7324.★★★★★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—3），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5.★★★★★为使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射，那么在两幢楼间距不变的情况下，南楼的高度最高约为（ ）A.20米B.30米C.40米D.50米6.★★★★北纬38°一开阔平地上，在楼高为H 的楼房北面盖新楼，欲使新楼底层全年太阳光线不被遮挡，两楼距离不小于（1999年广东卷）（ ）A.Htan(90°-38°)B.Htan(90°-38°-23.5°)C.Hcot(90°-38°)D.Hcot(90°-38°-23.5°)●案例探究［案例1］某校所在地（120°E，40°N ）安置一台太阳能热水器，为了获得最多的太阳光热，提高利用效率，需要根据太阳高度的变化随季节调整其支架倾角，下列四幅日照图中与热水器安置方式搭配不合理的是命题意图：本题主要考查太阳高度角在生产生活实践中的应用，考查学生应用地理知识分析问题、解决问题的能力，很好地体现了高考命题趋向，突出对学生能力的考查。
正午太阳高度角的计算与应用
一、正午太阳高度（角）变化规律
正午
头顶
太阳的运动轨迹
H
傍晚
早晨
太阳
定义：正午太阳高度角是正午时太阳光线与地平面的夹 角，为一天中太阳高度的最大值，简称正午太阳高度。
春分、秋分 N 0°
由 赤
23°26′
道
向
66°34′
南
90°
北
66°34′
两
23°26′
侧
S 0°
递
减
冬至 N
90°
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。2021/6/292021/6/292021/6/292021/6/29
• 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
2m
2m
30° 影子长度
60° 影子长度
结论：太阳高度越大，影子越短；太阳高度越小，影子越长
某学校（1100E）地理兴趣小组在
平地上用立竿测影的方法，逐日测算正 午太阳高度。如下图，垂直竖立一根2 米的竿OP，正午时测得竿影长OP’，通 过canα＝OP/OP’算出正午太阳高度α。 据此回答：
⑴该小组每天量测影长时，北京时间应
•
二、太阳高度的计算
公式： H=90-纬度差
其中纬度差为所求地纬度与太阳直射点纬度的差值（同 减异加）
例 求夏至日武汉（31°N） 的正午太阳高度
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专题5-太阳高度角计算和应用正午太阳高度变化规律图解太阳高度是太阳光线相对地面的夹角(即太阳在当地的仰角),在太阳直射点处太阳高度最大,为90°,在晨昏线上则为0°。
而正午太阳高度就是各地一日内最大的太阳高度，也即地方时为12点的太阳高度。
正午太阳高度的变化包括同一时间随纬度的变化和同一地点（纬度）在一年中随季节的变化。
由于这两种变化的直接原因都是太阳直射点的回归运动（如图1左），因此，要理解和掌握正午太阳高度的变化规律需要从太阳直射点和正午太阳高度变化的关系来入手。
图2是平行的太阳光线照射在球面上的状况，从中可以得出正午太阳高度的一些基本规律（H表示正午太阳高度，下同）。
H D＜H B＜H A＞H C＞H E表明：从纬度分布看，太阳直射点所在纬度正午太阳高度最大，并由此向南北两侧递减，在太阳直射点南北两侧的对称点上，正午太阳高度相等。
H A＞H C＞H E，H A＞H B＞H D表明：距离太阳直射点所在纬度近时，正午太阳高度大，反之正午太阳高度小。
下面通过图解来分析正午太阳高度的变化规律，帮助学生直观掌握、理解其基本规律。
首先对图1左图进行转换，将图中经线圈的右半部“拉直”，可得到图1右图。
两图均表示夏至日太阳直射北回归线，冬至日太阳直射南回归线，春分日和秋分日（以下简称二分日）太阳直射赤道。
这里以图1右图为基础来深入分析正午太阳高度的季节变化规律和纬度分布规律。
（一）正午太阳高度的季节变化规律这里我们分六个方面进行分析。
假设P为满足条件的任意一地点，H1，H2，H3分别表示夏至日、二分日、冬至日时P地的正午太阳高度，H4为太阳直射南北回归线之间某地P时的正午太阳高度。
1．赤道地区：由图3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。
以春分日为起点，正午太阳高度变化为：2．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：3．北回归线地区：由图5可以看出，H1>H2>H3。
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。
4．北回归线以北地区：由图6可以看出，H1>H2>H3。
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。
同理，南半球情况与北半球相反，即赤道与南回归线之间地区，正午太阳高度最大值在冬至日前后各一次，最小值在夏至日出现（如图7所示）。
正午太阳高度变化为：南回归线及其以南地区，冬至日达最大值，夏至日达最小值，如图8所示。
正午太阳高度变化为：根据上述分析可以看出，任一地点，一年中离太阳直射点所在纬度最近时，正午太阳高度达最大值，反之达最小值。
北回归线及其以北地区，夏至日时正午太阳高度达一年中最大值，冬至日时达最小值；南回归线及其以北地区，冬至日时正午太阳高度达一年中最大值，夏至日时达最小值；南北回归线之间地区，太阳直射时正午太阳高度达一年中最大值，离太阳直射点所在纬度最远时达最小值。
（二）正午太阳高度的纬度分布规律正午太阳高度的纬度分布规律与太阳直射点的位置及其移动规律直接相关。
如下表所示：根据上表可以归纳如下规律：正午太阳高度从直射点所在纬度向南北两侧递减；夏至日时太阳直射北回归线，正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减；冬至日时，太阳直射南回归线，正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减；二分日时，太阳直射赤道，正午太阳高度从赤道向两极递减。
正是由于正午太阳高度的变化，再加上昼夜长短的变化，使太阳辐射具有季节变化的规律，形成四季。
同一季节，太阳辐射具有纬度分异的规律，形成五带，在此基础上导致全球地理环境及其组成要素发生变化，并表现出明显的季节性和纬度地带性。
一天中太阳的视运动轨迹和日影运动轨迹一、太阳视运动轨迹与日影运动轨迹的关系日影运动轨迹由太阳运动轨迹决定：日影朝向与太阳的方位相反；日影长短与太阳高度成反比。
所以，我们学习的重点应放在对太阳视运动轨迹的探讨上。
二、影响太阳视运动轨迹的若干因素1、光源因素：相对地球而言太阳是一个面光源而非点光源，所以，地球接受到的太阳光线是一组平行线。
2、地球上的方向因素：经线指示南北，北极点为最北，其四周均为南方；南极点为最南，其四周均为北方。
纬线指示东西，东西方向为无限方向。
3、时间因素：（1）因一年中不同日期，地球绕日公转的轨道位置不同，球面上太阳直射点的位置不同，也即太阳光线射入的角度也就不同，相对于地球上的方位也就会发生改变，存在着冬半年、夏半年、两分日等差异。
（2）加之一天中地球的自转运动，会造成太阳高度的变化，从而出现一个太阳的视运动轨迹 4、空间因素：除了因一年的时间和一天的时间不同而太阳升落方位不同外，还跟观察者的地理纬度有关系，存在着直射点纬度、直射点以北、直射点以南、极昼区、极昼区极点等差异。
三、以下按时间和空间的不同组合来分析 （一）两分日全球除极点外，太阳光线与纬线平行全球太阳1、北极点2、直射点纬度以北3、直射点纬度4、直射点纬度以南5、南极点太阳：正东升→东南→正南→西南→正西落日影：正西→ 西北→ 正北→ 东北→ 正东 太阳：正东升→正中天→正西落日影：正西→ 无 → 正东太阳：正东升→ 东北→ 正北→ 西北→ 正西落日影：正西→ 西南→ 正南→ 东南→ 正东东西太阳：终日正南，高度不变，位于地平线 日影：影子正南（在夜半球，不可见）（ 注：图中内小弧箭头为日影运动轨迹，外大弧箭头为一日太阳视运动轨迹。
下同。
）西东 太阳：终日正北，高度不变，位于地平线 日影：影子正北（在夜半球，不可见）18∶00 12∶00 6∶006∶0012∶00 18∶00 正东升 正西落南南北北NS西东 6∶0018∶00 12∶00北南（二）北半球夏半年1、北极点2、极昼区3、直射点纬度以北4、直射纬度5、直射纬度以南太阳：终日正南，高度不变日影：终日正南太阳：正北升→东北→正东→东南→正南→西南→正西→西北→正北落（太阳高度最低时为日出、日落时，此时太阳光线从北极点方向射入）日影：正南 → 西南→正西→西北→正北→东北→正东→东南→正南太阳：东北升→正东→东南→正南→西南→正西→西北落 日影：西南→正西→西北→正北→东北→正北→东南太阳：东北升→正中天→西北落日影：西南→ 无→东南除极昼区外全球均为6∶00前18∶00后 12∶00北 南北南北 NSN6、南极点、极夜区 （三）北半球冬半年1、北极点、极夜区2、直射点纬度以北3、直射点纬度4、直射点纬度以南5、南极点6、极昼区太阳：东北升→正北→西北落日影：西南→ 正南 →东南无阳光照射，所以不可见太阳运动轨迹及日影太阳：终日正北，高度不变日影：终日正北太阳：东南升→正南→西南落日影：西北→ 正北 →东北6∶00前18∶00后12∶00太阳：东南升→ 正中天→ 西南落日影：西北→ 无 →东北 12∶00 太阳：东南升→正东→东北→正北→西北→正西→西南落 日影：西北→ 正西→西南→正南→东南→正东→东北无阳光照射，所以不可见太阳运动轨迹及日影北半球6点前 南半球6点后北半球18点后 南半球18点前12∶00东西东西东西南除极昼区外全球均为北半球18点前 南半球18点后北半球6点后南半球6点前北南北南南北正午太阳高度角的应用确定地方时确定当地地理纬度 确定房屋朝向确定日期、日影长短及方向 确定楼距和楼高调整太阳能热水器的安装角度[例题1]一位居住在北半球的中学生,在某一天观测太阳高度的变化,当他在P 点测到太阳高度最大值出现时,刚好是北京时间12时40分,此时的太阳高度h=43°,据此回答: （1）在图中标出南北方向（2）若当天为冬至日，这位中学生的经纬度位置是？夏至日呢？ [例题2] 某学校操场上，O 处有一垂直于地面的旗杆，OP 表示正午时旗杆在地面的影子，其长度随季节发生变化。
6月22日缩短为零。
M 处有一棵树，OM 垂直于OP ，读图回答：（1）月日OP 最长，三个月后，该地昼夜长短状况如何？ （2）M 处的树位于旗杆的什么方向，其精确的纬度是多少近年来，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下列各题：①某地正午太阳高度的大小：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。
②tan35°≈0.7 tan45°=1 tan60°≈1.732○3两楼距L=h °CtgH ●案例探究［案例1］某校所在地（120°E ，40°N ）安置一台太阳能热水器，为了获得最多的太阳光热，提高利用效率，需要根据太阳高度的变化随季节调整其支架倾角，下列四幅日照图中与热水器安置方式搭配不合理的是( D )命题意图：本题主要考查太阳高度角在生产生活实践中的应用，考查学生应用地理知识分析问题、解决问题的能力，很好地体现了高考命题趋向，突出对学生能力的考查。
知识依托：晨昏线的特点与节气的判断，地球自转的方向，正午太阳高度的计算，太阳辐射强度等知识为依托。
错解分析：本题涉及知识点较多，错误可能出现在晨昏线的特点与日期的判断错误，也可能是忽视了地球自转方向，也有可能不知道正午太阳高度角具体指图中的哪一个角，再者也有可能对正午太阳高度角的计算公式的要求不熟悉，出现计算错误等。
解题方法与技巧：这是一道典型的知识综合应用题，首先根据图中地球自转的方向和晨昏线特点，判断四个图所对应日期（A 图为夏至日，B 图为冬至日，C 和太阳：正南升→西南→正西→西北→正北→东北→正东→东南→正南落（太阳高度最低时为日出、日落时，此时太阳光线从南极方向射入）日影：正北→ 东北→正东→东南→正南→西南→正西→西北→ 正北D 图为春分日或秋分日），然后根据正午太阳高度的计算公式H=90°-｜φ-δ｜可计算出H 1=73°26′，H 2=26°34′，H 3=H 4=50°。
最后根据支架的倾角和正午太阳高度角应该互为余角时，搭配合理，推出只有D 项不合理。
答案：D［案例2］如图3—5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？命题意图：本题主要考查正午太阳高度角的应用，并同时考查学生应用地理知识分析解决实际问题的能力和计算能力。