正午太阳高度的变化讲解
高中地理 第2课时 正午太阳高度的变化
第2课时正午太阳高度的变化
正午太阳高度的变化
1.太阳高度和正午太阳高度
太阳光线与地平面之间的夹角，叫做太阳高度角，简称太阳高度(如图甲所示)。一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度(如图乙所示)。
【温馨提示】
(1)太阳高度是线面角，是太阳光线与地面夹角，也可以是地面上看太阳的仰角。
(2)正午太阳高度是某地区一天中最大的太阳高度，即正午12时的太阳高度，但不一定是90°。
2.正午太阳高度的纬度变化规律
正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
(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c折线所示。
(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a折线所示。
(3)春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如图中b折线所示。
3.正午太阳高度的季节变化规律
北半球节气达最大值的地区最小值的地区
夏至北回归线及其以北各纬度南半球各纬度
冬至南回归线及其以南各纬度北半球各纬度
春、秋分赤道南北两极点
[思考]华北地区的楼房一年四季的采光效果一样吗？为什么？
提示不一样。因为一年四季的正午太阳高度不同，尤其是冬季正午太阳高度最小，北面的楼房最容易被南面的楼房遮住阳光，采光效果最差。
探究点1正午太阳高度的计算及变化规律
情境探究
[情境材料] 北京(40°N)某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度角，获得测量的数据(见下表)。
第一次第二次第三次
60°50°40°
[素养设问]
从(综合思维)的角度，分析以下问题。
(1)三次测量中，其中一次测量的当天，正值()
地理正午太阳高度角的变化
4、正午太阳高度角的应用
（3）、确定房屋朝向： 北回归线以北的地区，正午太阳位于＿正＿南＿＿方， 房屋朝＿南＿＿＿ ；在南回归线以南地区，正午太 阳位于＿正北＿＿方，房屋朝＿北＿＿＿ 。
4、正午太阳高度角的应用
正午太阳高度（H）=90°－纬度差
注意：
纬度差是指所求地与直射点的纬度差。（同侧减异侧加）
4、正午太阳高度角的应用
(1)、确定所在地区的纬度、确定地方时
例1：110°E日影最短时北京时间是几点？
12:40
例2：当济阳（117°E）太阳高度角达一天中 的最大值时北京时间是几点？
12:12
4、正午太阳高度角的应用
66°34´S 90°S
二分日正午太阳高度的纬度变化
由赤道向南北两侧 递减
夏至日正午太阳高度的纬度变化
由北回归线向 南北两侧递减
北回归线及其以北地区正 午太阳高度角达到一年中 最大值，南半球正午太阳 高度角达到一年中最小值
冬至日正午太阳高度的纬度变化
由南回归线向 南北两侧递减
南回归线及其以北地区正 午太阳高度角达到一年中 最大值，北半球正午太阳 高度角达到一年中最小值
正午太阳高度角的变化
1、概念：
太阳高度角： 指太阳光线对于地平面的倾角。
正午太阳高度的变化
南
南
你能结合上图帮小张分析一下原因吗？
四.正午太阳高度角的运用
（1）楼房间距计算
图中H为正午太阳高度，一般取当地的最小值。因为正午太阳高度最小值， 意味着前一幢楼的影子是一年中最长的，而此时的楼间距能保证，则一年 四季都能确保。故一般地北半球取冬至日的正午太阳高度，南半球的取夏 至日的正午太阳高度。
3）判断日影长短及方向 日影朝向与太阳照射方向相反，日影长度与太阳照射角度成反相关。 【规律】正午太阳高度越大，日影越短；反之，正午太阳高度越小，则 日影越长。 ①赤道地区 影子朝北与朝南一样多
②北回归线至赤道之间任一地区 影子朝北多于朝南
③南回归线至赤道之间任一地区 影子朝南多于朝北
④北回归线及其以北地区
例1.春分日某地（30 °N,120 ° E）的正午太阳高度？
例2.冬至日某地（60 °N,120 ° E）的正午太阳高度？
2014年6月，小张的父母在“阳光学苑”购买 了一套位于一层的住房。2015年1月，全家入 住后，发现阳光全被前排楼房挡了。他感到很 困惑，那天看房时，小院内阳光充足，怎么才 过了几个月，阳光就被挡住了呢？
Ｈ
α
Ｌ
（2）计算热水器的安装角度
要想最大限度地利用太阳能资源，就 必须通过对集热面与地面夹角a的调整，使 集热面与太阳光线始终垂直。由于太阳光线 与地面的夹角H即当地的太阳高度角 ，故夹角a与H互为余角。
正午太阳高度变化规律
季节变化规律
北半球冬至日：
由南回归线向南 北两侧递减。
北回归线以北的 地区，正午太阳高度 大一年中的最大值， 南半球各地达一年中 的最小值。
季节变化规律
北半球二分日：
由赤道来自百度文库南北 两侧递减
正午太阳高度角的计算
两地的纬度之差===正午太阳高度角之差
如果某地的纬度已经知道，依据下面的公 式可算该地的正午太阳高度：
H=90°---纬差 （某地的地理纬度与当日太阳直射点所在纬 度之间的差值）
例题：假设A地的纬度40°N,求A地夏至 日的正午太阳高度。
正午太阳高度变化规律
杨蓉
一、太阳高度角
概念：太阳光线与地平面的夹角。
二、正午太阳高度角
概念：一天中太阳高度角的最大值
（各地地方时十二时的太阳高度角）
纬度分布规律
太阳直射的纬线的 正午太阳高度为90° ，从直射纬线向南北 两侧太阳高度角逐渐 减小。
季节变化规律
北半球夏至日：
由北回归线向南 北两侧递减。
4正午太阳高度的变化
四、探究问题
计算楼距。为了使楼 房底层获得充足的太 阳光照，一般来说。 纬度较低的地区楼距 较小，纬度较高的地 区Leabharlann Baidu距较大。公式：
L=Hcotθ
L楼间距；H前一楼高； θ一年中最小的正午 太阳高度角。
课后作业
认真思考课件问题，查阅资料拓展对 正午太阳高度角的认识。
做配套习题
THE END
4、极昼极夜分别出 现在哪些地区？
二、正午太阳高度角的变化
？思考
1、太阳直射拿一 条纬线？
2、全球昼长有什 么分布规律？
3、正午太阳高度 角有什么分布规律？
4、极昼极夜分别 出现在哪些地区？
二、正午太阳高度角的变化
？思考
1、太阳直射拿一条 纬线？
2、全球昼长有什么 分布规律？
3、正午太阳高度角 有什么分布规律？
春分、秋分日，正午太阳高度自赤道向两极递 减，南、北半球太阳辐射强度相当。
三、正午太阳高度的计算
公式：H=90°-∣α-β∣ α为太阳直射点的纬度,β为所求纬度(北纬
取正值,南纬取负值)
四、探究问题
H= 90°—纬度差(纬 间距)
tanH=杆长/杆影长。 纬度差指该地与直射
点间的纬度之差。同 半球时等于两地纬度 之差；异半球时等于 两地纬度值之和。
4、极昼极夜分别出 现在哪些地区？
正午太阳高度角讲解
正午太阳高度角讲解
正午太阳高度角是指太阳在正午时刻与地平线的夹角。它是太阳直射地面的角度，也是我们观察太阳高度的重要参考指标。
在正午时刻，太阳高度角最大。当太阳直射赤道时，正午太阳高度角可达到90度，也就是太阳位于天顶正上方。而在北半球的其他地方，正午太阳高度角会小于90度，这是因为太阳在地平线之下。正午太阳高度角的大小受多种因素影响。首先是地理位置的纬度，越接近赤道，正午太阳高度角越大。其次是季节的变化，由于地球的轨道是椭圆形的，太阳直射地面的位置也会发生变化，导致正午太阳高度角的变化。此外，天气条件也会对正午太阳高度角产生一定影响，如云层的遮挡会降低太阳的高度角。
正午太阳高度角的大小对于我们有着重要的意义。它直接影响着太阳的辐射角度和强度。正午太阳高度角越大，太阳光经过大气层时的路径越短，辐射到地面的能量越强。这也就解释了为什么在赤道地区阳光更为强烈，而北极地区阳光更为弱小的原因。
正午太阳高度角还与太阳的直射角度有关。直射角度越大，太阳光照射到地面的面积越小，光照更为集中，产生的热量更强。这也是为什么夏季阳光照射到地面会感觉更热的原因。
正午太阳高度角还对农业、能源利用等领域有着重要的影响。农作物的生长受到阳光的照射时间和强度的影响，正午太阳高度角的变
化会对农作物的生长周期和产量产生影响。能源利用方面，太阳能发电的效率也与正午太阳高度角有关，高度角越大，太阳能电池板吸收太阳能的效率也越高。
总的来说，正午太阳高度角是太阳直射地面的角度，它决定了太阳光的强度和照射范围，对于我们了解太阳辐射和能源利用具有重要意义。
正午太阳高度的变化
求以上各地，夏至日的正午太阳高度角？
规律 (P21 第二段) 太阳直射点所在纬度13 的正 距直射点所在纬度越近，
今天，广州、武汉、北京、哈尔滨正午太阳高 度最大是谁？最小是谁？
关键是看离直射点的远近
昼越长
冬
半 年
秋分~冬至
冬至日
冬至~春分
昼渐短，夜渐长，纬度越高，
昼越短
长昼
昼长达一年中最小值，极圈内 短
全部为极夜
夜
昼渐长，夜渐短，纬度越
23
高，昼越短
探究1: 读夏至日地球日照图，观察各地正午太阳
高度的数值有何变化规律？ 由北回归线向南北两侧 递减
春、秋分日时有何变化 规律？
由赤道向南北两侧递减 冬至日时又有何变化规 律？ 由南回归线向南北两侧 递减
2、正午太阳高度的季节变化
探究3:
夏至日（６月22日 ）时， 地球上任意a、b、c、d四点 中，哪些点的正午太阳高度 达到了一年中的最大值？哪 些点达到一年中的最小值？
（1）北回归线及其以 北的地区H正达一年中 最大值 （２）赤道以南各纬度 H正达一年中最小值
20
2、正午太阳高度的季节变化
探究4:
18
探究2:正午太阳高度（ H 正）的计算
正午太阳高度变化
追寻太阳的踪迹——正午太阳高度变化揭秘正午，太阳高度愉悦地挂在天顶上，似乎离我们格外近。然而，
随着时间的推移，太阳的高度变化却是时刻发生着。想要掌握正午太
阳高度变化，就必须从以下几个方面入手：
一、地理位置
地理位置是决定正午太阳高度的关键因素之一。在赤道上的地方，阳光照射的面积最大，因此正午的太阳高度非常高；而在北极或南极
点上，阳光照射的面积最小，正午太阳高度则非常低。在不断变化的
人类社会中，我们定位自己的位置、追踪太阳轨迹，就需要依靠地图、GPS等工具，以及相应的科学知识。
二、季节变化
季节也是影响正午太阳高度的重要因素之一。对于同一地点，春
夏秋冬四季对应的正午太阳高度是不同的。例如，北京在夏至时，正
午太阳高度达到了75度左右；而在冬至时，正午太阳高度仅有25度
左右。了解季节变化对正午太阳高度的影响，对于生活、工作、旅游
等方面都有着很大的指导意义。
三、影响因素
正午太阳高度会受到许多因素的影响，比如气候、天气、地势等等。其中最常见的影响因素是大气折射。由于大气层的存在，太阳光
线在经过大气时会产生折射，阳光的实际路径变得曲折，导致正午太
阳高度出现一些微小的变化。对于专业人士，需要细致分析，在实际工作中提高观测的准确性和可靠性。
总之，掌握正午太阳高度变化需要多方面的知识和技能。无论是追寻太阳的踪迹，还是保障各行各业的工作准确性，了解正午太阳高度变化都是非常必要的。
正午太阳高度的变化规律图解总结
正午太阳高度的变化规律图解总结
一、季节分布规律
赤道地区赤道与北回归线之间地区北回归线地区北回归线以北地区
二、纬度分布规律
总结：推论：1.离太阳直射点越近，正午太阳高度越。
正午太阳高度分布规律：由开始向南北两侧递减。 2.离太阳直射点纬度相等的两地，正午太阳高度。
正午太阳高度的变化规律
总结
正午太阳高度的变化规律
湘教版地理必修一
广州
台湾
桂平
太阳光线和地平面之间的夹角，叫太阳高度角， 简称太阳高度 一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太 阳高度。
由太阳直射点向南北递减 离直射点越近，正午太阳高度越大。
夏至日正午太阳高度角变化
冬至日Fra Baidu bibliotek午太阳高度的变化
H = 90°-︱φ-δ︱
某条纬线与直射纬线相差多少度，正午太阳高 度就相差多少度。
正午太阳高度的变化规律
（1）纬度变化规律 同一时刻，由直射纬线向南北两侧递减 如：北半球夏至日时，正午太阳高度由23°26′N向南北 两侧递减 （2）季节变化规律 夏半年正午太阳高度大于冬半年，夏至（北半球）时，北 回归线以及北回归线以北的地区正午太阳高度达到一年中的 最大值，南半球则达到最小值；冬半年正午太阳高度小于夏 半年，冬至（北半球）时，南回归线以及以南的地区正午太 阳高度达到一年中的最大值，北半球则达到最小值 （3）极点的正午太阳高度=直射点的纬度
正午太阳高度的变化规律和计算
太阳高度表是一种用来测量太阳高度 的工具，通常由一根标杆和一个水平 仪组成。通过测量标杆与水平仪之间 的角度，可以计算出当地的太阳高度。
VS
太阳高度表的使用方法比较简单，只 需要将标杆垂直插入地面，然后调整 水平仪，使标杆与水平仪之间的角度 为最小值，此时就可以读出当地的太 阳高度。这种方法比较适合于户外活 动爱好者使用。
正午太阳高度的定义
正午太阳高度
指在当地时间12点时，太阳光线 与地面的夹角。
特点
一天中太阳高度最大值，也是该 地区一年中该日太阳高度最大值 。
正午太阳高度与太阳辐射量的关系
正午太阳高度越大，太阳辐射量越强 。
影响因素：纬度、季节、大气质量等 。
02
正午太阳高度的变化规 律
季节变化规律
夏季正午太阳高度最高，阳光照射角度大，日照时间长，气 温较高；冬季正午太阳高度最低，阳光照射角度小，日照时 间短，气温较低。
04
正午太阳高度在生活中 的应用
太阳能利用
太阳能热水器
利用正午太阳高度最大时的直射阳光，将热能转化为 热水的设备。
光伏发电
通过太阳能电池板将直射阳光转化为电能，为家庭或 企业提供电力。
太阳能烘干
利用太阳辐射热能，对农作物、食品等进行烘干处理。
建筑采光设计
01
02
03
自然采光
利用窗户和天窗，将直射 阳光引入室内，减少人工 照明需求。
正午太阳高度的变化
太阳直射点所在纬度正午太阳高度为 归纳 90°，距离太阳直射点所在纬线越近，正午太 阳高度角越大，越远则正午太阳高度角越小
(2) 正午太阳高度的季节变化
纬度地带
正午太阳高度的变化
北半球冬至日后逐渐增大，北半球夏至日 北回归线及 达到一年中最大值，然后又逐渐缩小，到北半球冬 其以北地区 至日达到一年中最小值 南北回归线 一年中有两次太阳直射，直射时正午太阳 之间的地区 高度最大 南北回归线 一年中有一次太阳直射，直射时正午太阳 上 高度最大 南回归线及 北半球冬至日达到一年中最大值，然后又 其以南地区 逐渐缩小，到北半球夏至日达到一年中最小值
高度，如下图乙。
总结：太阳直射的经线为地方时12点的经线，太阳高度角由该条 经线向晨昏线递减！
D
温馨提示1 立足课本得规律
B
正午太阳高度的时空分布规律：
1.纬度分布规律：由直射点所在纬线向南北两侧递减。 2.季节变化规律：太阳直射点靠近时正午太阳高度 角变大，远离时变小
夏 至 日
纬度变化规律 太阳直射北回归线，正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减
季节变化规律 此时，南回归线及以南各纬度正午太阳高度达到一年中的最大值， 同理，北回归线及以北各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值.
不同纬度的太阳高度角 不同纬度的太阳高度角
季节
（2）正午太阳高度的季节变化规律 1）直射点北移（12月22到6月22日）：北 回归线及其以北地区正午太阳高度逐 渐 增大 ， 6月22日 北回归线及其以北 地区正午太阳高 度达到一年中的最大值，南半球 达到最 小值。
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例1.春分日某地（30 °N,120 ° E）的正午太阳高度？ 例2.冬至日某地（60 °N,120 ° E）的正午太阳高度？
2014年6月，小张的父母在“阳光学苑”购买 了一套位于一层的住房。2015年1月，全家入 住后，发现阳光全被前排楼房挡了。他感到很
困惑，那天看房时，小院内阳光充足，怎么才
⑴空间变化----在同一时间，正午太阳高度随纬度的变化
（同时不同地）
⑵时间变化----在同一地点，正午太阳高度随季节的变化
（同地不同时）
⑴空间变化规律—纬度变化规律
----在同一时间，正午太阳高度随纬度的变化
春、秋分日： 由赤道向南北两侧递减 夏至日： 由北回归线向南北两侧递减 冬至日： 由南回归线向南北两侧递减
0o
22oS 23o26’S
H 22oS=90O
H 25oN=90O - (25O+22O)= 43o
画出太阳直射纬线，所求正午太阳高度的纬线
归纳：求出纬度差 H所求纬度=90o__纬度差（同半球相减，异半球相加。）
计算方法2：(三角形法)
基本原理：直角三角形两锐角和为90° 步骤 1.简化经纬网图
北半球春秋分日
北半球夏至
北半球冬至
正午太阳高度的纬度分布规律— 由直射点向南北两侧对称递减。
⑵时间变化规律—季节变化规律 ----在同一地点，正午太阳高度随季节的变化
①北回归线及其以北地区
90 ° N P 23°26′ N
0°
达到全Hale Waihona Puke Baidu最大
②南回归线及其以南地区
23°26 ′ S
90° S
达到全年最小
N
F ●H
2.太阳高度角的大小 1）某地一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度； 2）太阳直射点上，正午太阳高度为90°； 3）晨昏线上，太阳高度为0°。
小结: 90° ≥H≥0°
• 任意一天，在太阳直射点上，正午太阳高度为90°， 从直射点向南北两侧正午太阳高度不断递减。
2. 正午太阳高度的变化规律
90 ° N
23°26′ N
0° 23°26 ′ S P 90° S
达到全年最小
达到全年最大
⑵时间变化规律—季节变化规律 ----在同一地点，正午太阳高度随季节的变化
③北回归线至赤道之间地区
90 ° N
23°26′ N P 0°
达到全年最大
④南回归线至赤道之间地区
23°26 ′ S
90° S
达到全年最小
Ｈ
αＬ
（2）计算热水器的安装角度
要想最大限度地利用太阳能资源，就 必须通过对集热面与地面夹角a的调整，使 集热面与太阳光线始终垂直。由于太阳光线 与地面的夹角H即当地的太阳高度角 ，故夹角a与H互为余角。
安装角度a=90°--H(正午太阳高 度角)
=当地某日正午太阳高度角的余 角
=纬度间隔
例1：莆田一中（25°N）某教工宿舍楼顶安装太阳能热水器，为 了使热水器最大限度的获得太阳光热，集热管与楼顶的夹角应是多少？
结论： 楼间距离≥Ｌ=h × cot H
例1 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（）
A.Htan(90°-38°)
B.Htan(90°-38°-23.5°)
C.Hcot(90°-38°)
D.Hcot(90°-38°-23.5°)
解题的关键是计算出当地冬至日的正午太阳高度α和影长（Ｌ）。
左侧3张照片是麦当劳公司在芝加哥一天 中3个时间拍摄的户外广告牌。该广告房 顶平放着一根大叉子，叉子的倒影是麦 当劳的标志。每天早上6点到11点，根据 叉子在阳光下的影子位置变化告诉大家 什么时间吃麦当劳的什么产品。
正午太阳高度的变化
一.太阳高度角
1.太阳高度角的概念： 太阳光线和地平面的夹角。
α =90°－H
=90 °－〔90°－︱25°±δ︱〕
=︱ 25°±δ︱
集热管/板
当地纬度与直射点纬度之差
αH
例2：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
达最大值 达最小值
冬至日 正午太阳高度
达最小值
达最大值
每年太阳直射两次时达最大值
同一地点，离太阳直射点（最大正午太阳高度）所处日期越近，当日正午 太阳高度越大。
三.正午太阳高度的计算
计算方法的推导： 已知：太阳直射20oN， 求50oN的正午太阳高度？
因为∠1=20o ∠2=50o 又因为太阳光线平行 所以∠3= ∠2—∠1 又因为AO垂直地平线
所以∠3+ ∠H=90o
所以∠H=90o___(∠2—∠1)
50oN 20oN
o
A3
H
2 1
B
A3
H
2B
o
∠H=90o___(∠1+∠2) H= 90-纬度差(所求点和直射点之间的纬度差)
计算方法1：(画图法)
已知太阳直射22oS,求莆田（25oN)的正午太阳高度
25oN 23o26’N
H 25oN=?
2. 变化规律
⑴空间变化 ----正午太阳高度的纬度分布规律：
由直射点向南北两侧对称递减。
同一时间，离太阳直射点（最大正午太阳高度）所在纬度 越近，当地正午太阳高度越大。
⑵时间变化 ----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 南北回归线之间的地区
夏至日 正午太阳高度
3）判断日影长短及方向 日影朝向与太阳照射方向相反，日影长度与太阳照射角度成反相关。
【规律】正午太阳高度越大，日影越短；反之，正午太阳高度越小，则 日影越长。 ①赤道地区
过了几个月，阳光就被挡住了呢？
南
南
你能结合上图帮小张分析一下原因吗？
四.正午太阳高度角的运用
（1）楼房间距计算
图中H为正午太阳高度，一般取当地的最小值。因为正午太阳高度最小值， 意味着前一幢楼的影子是一年中最长的，而此时的楼间距能保证，则一年 四季都能确保。故一般地北半球取冬至日的正午太阳高度，南半球的取夏 至日的正午太阳高度。
90 ° N
23°26′ N
0° P 23°26 ′ S
达到全年最小 达到全年最大
90° S
⑵时间变化规律—季节变化规律 ----在同一地点，正午太阳高度随季节的变化
⑤赤道地区
90 ° N
23°26′ N
0°
达到全年最小 P
23°26 ′ S
90° S
达到全年最小
达到全年最大
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。