高中地理名师复习专题5-太阳高度角计算和应用
正午太阳高度角的计算及应用
A.23º26′
B.66º34′
C.90º
D.45º
⑵该地的纬度是--------------------------------------（ D ）
① 23º26′N ② 21º34′N ③ 25º26′S ④ 68º26′S
A. ①②
B.②③
C.③④
D.②④
α
集热管 β
调 节
α杆
例2.当地（42ºN）冬至日应把太阳能热水器如何调整， 才能最大限度利用太阳能？
解：冬至日当地正午太阳高度α为 24º 34′
热水器集热管的倾角 β=90º—α 即 β =90º—24º34′ =65º26′
集热管 β
水箱
调 节
α杆
例3.某校所在地(120ºE、40ºN)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。通过计算判断下列四图做法是否正确。
1.正午太阳高度分布的基本规律是什么？
2.当地正午太阳高度最大值和最小值分别出现 在什么时候？
90 60 30
0
N
① ② ③
60
30
0
30
60
正午太阳高度的分布规律
90 60
30
0
S
一、正午太阳高度角的简便计算
α= 90°- 纬度差
(纬度差就是所求地点与太阳直射点相隔的纬度数)
例1.计算当地(大约42ºN)在二分二至日时的正午太阳高度角。
A 16º34′
B 63º26′
C 40º
D 23º26′
2、房地产开发中前后楼间距与楼高的关系
楼高H与楼间距最小值L（保证冬至日后楼能够得到光照） 的关系是：tanα= H/L
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。
太阳高度角计算和应用
（五）、极图上及极图内正午与日出的影子特点
例1：右图是地球运行到远日点附近某地在一天中 太阳高度的变化情况，据此回答：
(1) 该日太阳直射点所在的纬度 A．23°N B．23°26′N C．23°S
D．23°26′S′
(2) 刚出现极昼点的纬度为： A．90°N B．67°N C．66°34′S D．67°S （3）该地的地理纬度可能为： A．20°N B．70°N C．20°S D．66°34′S ABB
某学校（100°E）地理兴趣小组，在平地上用立竿见影的方法， 逐日测算正午太阳高度，如图A，垂直一根2米长杆OP，正午时 测得杆影长0K，通过所学知识可算出正午太阳高度。图B为其测 得的该地一年的杆影长变化情况，图C为该地一年中昼夜长短的 变化情况。
42．阅读下面气2）1010或1012，晴朗干燥。 （3）不同。①、②两处虽然同处 赤道上，但①处为盆地，全年高温多雨，形成热带雨林气候；②处由于海拔升高，气温 下降、降水减少，形成热带草原气候。 （4）abc，降温减湿、增温增湿。
赤道：66034/≤H≤900
南北回归线上：43008/≤H≤900
图中两条曲线分别代表哪个地方的正午太阳高度变 化曲线？ 里约热内卢，圣保罗，开罗，广州，新奥尔良、 澳大利亚的珀斯。
南北极圈：00 ≤H≤460 52/
下图是甲、乙两地太阳高度变化曲线。下图1反映的 是甲地正午太阳高度的年变化，图2反映的是位于北 半球的乙地在夏至日太阳高度的变化情况。读图回 答23～24题。
1）图示为________（1月、7月）气压分布图，此时北回归线四周盛 行_______风。 （2）A处气压值可能为_______________，B处此时天气特征为 __________________。 （3）①、②两处的气候类型是否相同，为什么？ （4）下图中abcd四种气候在非洲大陆有分布的是__________（填代 号），③、④两处的洋流分别对沿岸气候产生的影响是 _____________、______________。
太阳高度角的计算
太阳高度角的计算---用于建筑设计计算日照时间一、太阳高度角hs求算公式Sinhs=sinδsinφ+cosδcosφcosω (1)式中δ为太阳赤纬，表示太阳光线与地球赤道面的夹角，一年四季每天都在变动着，冬至日δ=－23°27′，春分日和秋分日δ=0°，夏至日δ=23°27′；φ为测点纬度，如北京φ=39°48′、西安φ=34°18′、φ=31°10′、杭州φ=30°19′、临海φ=28°51′、福州φ=26°05′、台北φ=25°20′、广州φ=23°08′；ω为太阳时角，以当地正午为0°，上午为负，每小时－15°，下午为正，每小时+15°，ω在赤道面上每小时变化为=15°，ω所表示的是真太阳时，与时钟不同。
现举例计算于下：1．求北纬30°地方冬至日正午时刻和下午1时、2时（均指地方时）的太阳高度角。
①正午时刻太阳时角为0°，即ω=0°将δ=－23°27′、φ=30°、ω=0°代入（1）式得Sinh正午=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos0°=－0.3979×0.5+0.9175×0.8660×1=－0.19895+0.79456=0.5956h正午=36°33′（查正弦数学用表所得，下同）则北纬30°地方冬至日正午时刻的太阳高度角为36°33′；②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°，即ω=15°得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos15°=－0.19895+0.79456×0.9659=－0.19895+0.7675=0.5685h下午1时=34°39′则北纬30°地方冬至日上午11时和下午1时（均指地方时，下同）的太阳高度角为34°39′；③下午2时(上午10时与此高度角同),太阳时角为30°，即ω=30°得Sinh下午2时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos30°=－0.19895+0.79456×0.8660=－0.19895+0.6881=0.4892h下午2时=29°17′则北纬30°地方冬至日上午10时和下午2时的太阳高度角为29°17′；2．求浙江临海市冬至日正午和下午1时、2时（均指地方时）的太阳高度角。
太阳高度角的计算与应用.
北 北
南
南
太阳高度角的应用
（4）．判断日影长短及方向
太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午 太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。
正午是一天中日影最短的时刻。
太阳高度角的应用
日影永远朝向背离太阳的方向。
1、北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向
正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日最 短； 2、南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向 正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日最
分析：
下图为某地住宅建筑冬 夏正午日照示意图，该 地可能是 ( ) 1、提取信息：“某地住宅建筑 冬夏正午日照示意图”；
提取信息：“选项中的地区；
2、调动知识：区域定位和图示；
A、刚果盆地 B、撒哈拉沙漠南缘 C、巴西高原 D、北美洲五大湖地区
解析：
甲地夏至正午太阳高度大于冬至正午太阳高 下图为6月22日与12月22日地 度，说明甲在北半球，甲地冬至正午太阳高 球表面四地正午太阳高度。四 度小于（900－46052′），说明甲地在北回归 地按地球自转线速度由大到小 线以北，标在侧视图上
1.审设问 明确设问要求：选择 选项中太阳能资源最 丰富的地区。 明确判断过程：我国太阳能资源分布的 特点或者根据影响太阳辐射的因素进行 分析。柴达木盆地海拔高，空气稀薄， 且明天多，太阳能资源丰富。
(2014新课标Ⅰ)太阳能光热电站（图1）通过数以十万计的 反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱 动发电机发电。据此完成1～3题 2．太阳能光热电站可能会 （ ） A.提升地表温度 B.干扰飞机电子导航 C.误伤途径飞鸟 D.提高作物产量 分析过程：
四地按地球自转线速?由大到小排?依次是甲地夏至正午太阳高度大于冬至正午太阳高度说明甲在北半球甲地冬至正午太阳高度小于甲地夏至正午太阳高度大于冬至正午太阳高度说明甲在北半球甲地冬至正午太阳高度小于90046052说明甲地在北回归线以北标在侧视图上说明甲地在北回归线以北标在侧视图上乙地冬至正午太阳高度大于夏至正午太阳高度且差小于冬至正午太阳高度大于夏至正午太阳高度且差小于46052说明乙在南回归线与赤道之间标在图上
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。
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
感谢观看
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
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°）。
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及应用
正午太阳高度角的计算及应用正午太阳高度角是指太阳正午时所处的天顶角，它是太阳在天空中的位置和高度的一个重要参数。
计算和应用正午太阳高度角对于太阳光的照射、建筑物的设计、农业生产等方面具有重要的意义。
本文将介绍正午太阳高度角的计算方法以及在实际应用中的一些例子。
首先，我们来介绍一下正午太阳高度角的计算方法。
正午太阳高度角的计算涉及到太阳的赤纬、地理纬度和地球的倾斜角度等参数。
其中，太阳的赤纬是指太阳所在的黄道坐标系与赤道坐标系的夹角，可以通过天文观测数据或天文计算软件来获取。
地理纬度是指观测点所处的地球纬度，可通过地理位置信息来获得。
地球的倾斜角度是指地球自转轴和公转轴的夹角，其数值大约为23.5度。
根据这些参数，正午太阳高度角的计算公式如下：sin(θ) = sin(δ) * sin(φ) + cos(δ) * cos(φ) * cos(ω)其中，θ为正午太阳高度角，δ为太阳赤纬，φ为地理纬度，ω为时角。
太阳的赤纬和时角可以通过一些简单的公式来计算。
太阳赤纬的计算公式如下：δ = 23.45° * sin(360° * (284 + n) / 365)其中，n为当前日期与一年中第一天的天数之差。
时角的计算公式如下：ω=15°*(12-t)其中，t为当地的标准时与太阳当地时之差，可通过经度和时区来计算。
通过这些公式，我们可以计算出正午太阳高度角的数值。
正午太阳高度角的数值一般在0度到90度之间，如果是北半球，夏至时太阳高度角最大，约为69度；冬至时太阳高度角最小，约为21度。
如果是南半球，情况相反。
1.太阳能的利用：太阳能热水器和太阳能发电系统需要在太阳高度角较大的时候将太阳能吸收得更多，因此在设计和安装时需要考虑太阳高度角的影响，使太阳能收集器或发电板能够面对太阳的方向。
2.建筑物的遮阳设计：正午太阳高度角的大小会影响建筑物上方的遮阳设备使用的效果。
在高纬度地区，应尽量减小正午太阳高度角较大的时间段对建筑物的照射，这可以通过选择合适的建筑材料、设计合理的遮阳设备等来实现。
正午太阳高度角计算公式的解释
正午太阳高度角计算公式的解释、引申及应用之阿布丰王创作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，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。
一、解释正午太阳高度角计算公式，既H=90º-|当地纬度±直射点纬度|，H代表当地正午太阳高度，当地纬度指所要求某地的纬度，直射点纬度是指此时直射点所在的纬度，如果当地纬度与直射点纬度在同一半球用减号，若在分歧半球用加号，然后取绝对值。
公式中有三个变量：H、当地纬度、直射点纬度，知道三者其中的两个，求第三个变量。
三个变量中H一般通过物体高度和物体影子长短间接告诉或者直接告诉；当地纬度通过经纬线图告诉；直射点纬度通过日期、极昼极夜范围或者晨昏线与经线的夹角间接告诉。
二、引申公式：H=90º-|当地纬度±直射点纬度|变形得：90º-H=|当地纬度±直射点纬度|公式的含义变成：某地正午太阳高度（H）与直射点正午太阳高度（90º）的差值等于某地与直射点在同一经线上的纬度距离。
90º对应直射点纬度上的正午太阳高度，H对应当地纬度上的正午太阳高度，90º和H均为正午太阳高度，因而当地与直射点在同一经线上。
那么正午太阳高度或者纬度的计算就比较简单，可以口算得出。
例：读右图，外圈为晨昏圈，中心点O为太阳直射点，N为北极点。
A点地理坐标为（66º34´N，0º），O点地理坐标为：A、0º，180º B、0º，0ºC、23º 26´N，180º D、23º 26´N，0º已知A在晨昏线上，那么A地太阳高度为0 º，地理纬度为66º34´N；O地太阳高度为90 º，求地理纬度。
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。
正午太阳高度角的规律及应用
正午太阳高度角的规律及应用你有没有注意到过，正午的太阳有时候特别晒，有时候又觉得好像不怎么亮？其实这是因为太阳的高度角在不断变化，而正午太阳高度角就是我们讲的一个有意思的东西，它直接影响着太阳的强度和热度。
说起来，太阳的高度角，就是太阳从地平线到直上方的一个角度。
你别看它说起来简单，实际上这可是大有文章的。
如果你有心观察一下，你就会发现，太阳一到正午，光照突然变得格外猛烈，特别是在夏天，那种热辣辣的感觉，简直能把人烤熟。
对吧？这可不是巧合！太阳的高度角会随着季节的不同而发生变化。
夏天，太阳高度角最高，照下来就像是直射，而冬天呢，太阳就低低地挂在天边，感觉就像个老头儿，懒懒地挂在那里，不怎么愿意露脸。
说白了，夏天我们都能感受到太阳“火辣辣”的热，而冬天则会觉得凉爽些。
真的是，正午的太阳，给我们的感觉就差得远了。
对比起来，这种变化就像我们每个人在不同季节时的状态，夏天充满活力，冬天则懒洋洋的。
所以说，正午太阳高度角的规律，真的是在季节变化中最直观的体现了。
除了季节外，你知道吗，太阳的高度角还和你身处的地理位置有关。
你如果在赤道上，那你在正午的时候，太阳几乎直射下来，像是天上丢下的一个大火球，照得你热得没办法；但如果你在两极，那太阳即使是正午，它也总是“低得可怜”，似乎永远都不肯跳得太高，给你带来的热度自然也不如赤道上的热辣。
就好像你在不同的地方，晒的太阳就有不同的脾气。
太阳离得近，火力全开；太阳远远的，根本不给力。
这个正午太阳高度角的规律，不仅仅是让我们感受温度的变化，它还是一个天文现象。
天文爱好者会对它津津乐道，特别是研究气候、天气变化的专家，他们更是拿这个规律来做很多科学推断。
你想，太阳的高度角一高一低，空气的厚度、温度和湿度都在随之变化。
通过研究太阳的角度变化，气象学家能预测天气，说不定今天这阳光灿烂的午后，过几小时就会下雨呢，谁知道呢？这真是老天爷给的线索，我们可得好好解读。
但你可能会问了，这么复杂的东西，怎么跟我们平常的生活挂得上钩呢？正午太阳高度角可不仅仅是用来研究的，咱们普通老百姓的日常生活也会受它的影响。
太阳高度角的变化与应用
太阳高度角的变化与应用
太阳高度角=90°-|当地纬度±太阳直射点的纬度|。
正午太阳高度角、太阳直射点纬度、当地纬度，这三个变量中任意给出两个，就能求第三个。
比如，北京(40°N)夏至日(23°26′N)正午太阳高度角a，a=90°-(40°-23°26′)=73°26′。
太阳高度角，指对地球上的某个地点太阳光入射方向和地平面的夹角。
专业上讲，太阳高度角是指某地太阳光线与通过该地与地心相连的地表切面的.夹角。
当太阳高度角为90°时，太阳辐射强度最大；太阳斜射地面程度越大（即太阳高度角越小），太阳辐射强度就越小。
越吻合太阳照射点正午太阳高度越大。
太阳边线就是季节：
1、太阳直射北回归线北半球夏至日，全球正午太阳高度（h）由北回归线向两侧递减,南半球达到一年中最小。
2、太阳照射南回归线北半球冬至日，全球正午太阳高度（h）由南回归线向两侧递增,北半球达至一年中最轻。
3、太阳直射赤道春秋分，全球正午太阳高度（h）由赤道向两侧递减。
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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 18∶00 12∶006∶00 6∶00 12∶00 18∶00正东升 正西落南北北N S西东6∶00 18∶00 12∶00 北南5、南极点（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） 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 北 南N SN5、直射纬度以南6、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 西北南除极昼区外 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6、极昼区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H1=73°26′，H2=26°34′，H3=H4=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。