正午太阳高度的应用

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专题九-正午太阳高度的应用

正午日影朝向
(11). 分直别射画点出在A某、地B两以地南的地平面正，南并
标注正南、正北方位和天顶（头
2. 顶直）射方点向在。某地以北
正北
(32). 分北别回画归出线A以、北B的地正区午太阳高正度南角。
A 正北
H
正南北回正归北线
4. 南回归线以南地区
【问题导学】
正北
直射点
正南
赤道
5. 正午太阳方位与正午日影朝向
_L_＝__h__·_c_o_t_H_______。
当堂检测
为了冬季采光，居住区规划设计标准对不同纬度带的住宅的合理间距有明确规定。完成1～2题。
1. 在我国多数城市的居住建筑日照标准中，都以冬至日作为
标准日，原因是
(D )
A. 冬至日气温低
B. 冬至日降水多
C. 冬至日白昼时间最短 D. 冬至日正午太阳高度最小
某地是我国重要的人工多层经济林区。下图为该地“某日太阳处在最高位置时的示意图”，此时北京时间为12：40，树影遮挡地面植物的面积在一年中达到正午时的最大。读图回答5～6题。
5. 该地位于 ( B )
A．45°N, 110°E B．21°34′N, 110°E
C．45°N, 130°E D．21°34′N, 130°E
＝与直射点的纬度差当堂检测
• 杭州(30°N)某同学对传统的太阳能热水器进行改造(如图)：将热水器的支架
改造成活动形式。12月22日正午，为使热水器受热最多，需调节活动支架，使
热水器集热板与地面的夹角α为 ( C )
A. 23°26′ C. 53°26′
B. 36°34′ D. 66°34′
α
冬至日
夏至日

正午太阳高度的应用

1.该小组每天量测影长时，北京时间应为（ B ） A.12∶00 B.12∶40 C.11∶20 D.11∶00
2.下图是该小组绘制的连续一年多的竿影长度
变化图，图中反映了3月21日竿影长度的点是
（ D） A.① B.②
C.③
D.④
3.该学校大约位于（ A ）
A.21.5°N
B.21.5°S
C.45°N
中午
下午
上午
南
日落
西
西北
楼
房
中午影子
北
东南
下午影子
日出
东
东北
中午
下午
上午
南东南
日落
西
西北
楼
房
中午影子
北
下午影子
日出
东
东北
【规律总结】太阳方位和日影朝向正好相反。
五、判断正午日影长短及朝向
③正午太阳高度越大，日影越短；反之，日
影越长。
④北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向
（北正极北点除外），冬至日日影
A. 45°N，110°E B. 21°34′N，110°E C. 45°N，130°E D. 21°34′N，130°E
三、太阳能热水器倾角的调整
太阳能集热板与地面夹角α和正午太阳高度α的关系为：
α+β=90°
水箱
集热管
β
调节
α杆
【典型例题】洛阳（112°E，35°N）一学生对太阳能热水器进行了改造（如图），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1～3题。
三座房屋二至日的阳光照射情况（a或b），对
三地的位置判断正确的是（ D ） A．三地都位于北半球

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′）。

正午太阳高度角的变化及应用

正午太阳高度角的变化影响建筑物的采光和遮阳，因此建筑师需要考虑这一因素进行建筑设计。
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。
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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

正午太阳高度的应用

8、下图表示某地正午太阳高度和月均降水量的年变化，该地纬度可能为（ C ）Ａ、90°N－23°26′N Ｂ、90°S－23°26′S Ｃ、22°N或22°S Ｄ、40°30′N或40°30′S 一年(3个月内)有两次阳光直射，该地位于南北回归线之间
23.5
22°
23.5
45° 45°
a
b
(2)四地自北向南排列，依次是( D )
D．甲、丙、乙、丁
3．确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
北半球 ,太阳往南升到最高处，即正午太阳位于南方，房屋应朝南
南半球 ,太阳往北升到最高处，即正午太阳位于北方，房屋应朝北
日落南日出北南
日落北日出
6．太阳能热水器的倾角调整
1．确定地方时
某地一天中太阳高度最大时，地方时为12时，也就是说太阳直射点所在经线的地方时为12时，由此可以根据地方时的计算方法推算出地球上任何一条经线的地方时。
2．确定地理纬度
当太阳直射点位置一定时，如果我们能够知道当地的正午太阳高度，就可以根据“正午太阳高度计算公式” ，求出当地的地理纬度。练习8：在夏至日这天，某地测得当天太阳高度最大为82°而此时北京时间为11：00点，那么此地的地理坐标可能是？ 31026N、1350E 15026N、1350E
下图是该小组绘制的连续一年多的竿影长度变化图。图中反映12月22日竿影长度的点是 A．① B．② C．③ D．④ C
α
OLeabharlann P′15、(2010·安徽高考)11月22日，某地理研究性学习小组在观测房屋采光状况时，发现甲楼阴影恰好遮住乙楼三层中部(如右图所示)，在甲楼顶层GPS测得纬度为31.8366°、经度为 117.2179°、高程为96 m。完成（1）（2）题。（1）隔25小时再次观测时，甲楼阴影可遮挡乙楼( B ) A．二层西部 B．四层东部 C．五层西部 D．七层东部

正午太阳高度应用举例

正午太阳高度的应用举例1.确定所在地的纬度,进而判断该地的其他地理特征。

例1.某天文兴趣小组在m地用量角器测北极星的高度(如下图所示)。

次日,当太阳位于m地的正南方时,收音机里传出“现在是北京时间14点整”那么m地的地理坐标是。

■(答案:30°n 90°e)2.确定地方时。

当某地太阳高度达一天中的最大值时,此地的地方时应为正午12时。

(见例2)3.判断日影长短和方向。

正午太阳高度越大,日影越短;反之日影越长,且日影方向总背向太阳。

例2.某学校(110°e)地理兴趣小组在平地上用立杆测影的方法,逐日测算正午太阳高度。

如图,垂直竖立一根2米长的杆op,正午时测得杆影长op′,通过tana=op/op ′,算出正午太阳高度a。

据此完成(1)~(3)题■(1)该小组每天量测影长时北京时间应为。

(2)下列是该小组绘制的连续一年多的杆影长度变化图。

图中反映3月21日杆影长度的点是。

■(3)该学校大约位于。

答案:(1)12:40 (2)4 (3)21.5°n4.确定房屋朝向。

北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋门窗朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋门窗朝北。

例3.甲、乙、丙是三幅地处不同纬度的三座房屋二至日时的阳光照射情况下(a或b)图,请图后回答:■(1)对三地地理位置判断正确的是( )a.三地可能都位于北半球b.甲地可能位于赤道与北回归线之间c.乙地可能位于南温带d.丙地可能位于北温带(2)当甲图在a代表的节气时( )a.开普敦为多雨季节b.北京正午太阳高度达最大值c.悉尼昼短夜长d.巴尔干半岛南部出现多雨季节答案:(1)b (2)d5.计算楼间距、楼高。

为了更好地保持各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离,如下图,南楼高为h,该地冬至日正午太阳高度为h,则最小楼间距为:l=hcoth■例4.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,请读下图和所给相关条件回答。

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。

正午太阳高度的应用

下图表示某地正午太阳高度和月均降水量的年变化，该地纬度可能为
（）C
Ａ、90°N－23°26′N Ｂ、90°S－23°、40°30′N或40°30′S
一年(3个月内)有两次阳光直射，该地位于南北回归线之间
以直射纬线为界，位于同一侧的纬线，正午太阳高度差多少度，纬度就差多少度
②
①A.23°26′N ②A.90°N
③A.0°
④A.23°26′N
B.46°52′N B.66°34′N
B.23°26′N
B.46°52′N
C.66°34′N C.23°26′N
C.90°N
C.90°N
D.90°N D.0°
D.66°34′N
D.66°34′N
第七页，编辑于星期三：三点三十六分。
第七讲正午太阳高度角的应用
第一页，编辑于星期三：三点三十六分。
一、正午太阳高度的计算
正午太阳高度H=90 °－（当地纬度－太阳直射点的纬度）
（纬度差的计算：以赤道为参照物，同侧相减，异侧相加。）
延伸：以直射纬线为界，位于同一侧的纬线，两地纬度相差多少度，正午太阳高度就差多少度。
【例】如图所示的日期，
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
C
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
第二页，编辑于星期三：三点三十六分。
二、正午太阳高度的应用
这个时段内正午太阳高度最小值为
88．5度,直射点在回归线上
23.5 22°
23.5

正午太阳高度角及应用

正午太阳高度角及应用正午太阳高度角是指太阳在正午时刻与地平面的夹角。

在天文学中，正午指的是当太阳处于当地最高点的时刻，这个时刻通常是中午12点左右，但由于经度、季节、夏令时等因素的影响，正午的时刻可能有所偏差。

太阳高度角的大小和变化对于气象、地质、工程等领域具有一定的应用价值。

首先，太阳高度角对气象学和气候学有着重要的影响。

太阳高度角的变化是导致地球季节变化的主要原因之一。

在地球的不同纬度上，太阳高度角的大小会有明显的差异。

在赤道附近，太阳高度角较大，阳光照射垂直于地表，导致气温较高；而在极地地区，太阳高度角较小，阳光照射角度较低，导致温度较低。

太阳高度角的变化也会影响到地球大气层的温度分布和大气环流的形成，从而影响到气候模式和天气预报。

其次，太阳高度角对地质学和地球科学研究具有重要作用。

太阳高度角的变化会影响到太阳辐射的传播路径和能量分布，对地球表面的物质和能量平衡产生影响。

尤其是对于高纬度地区，太阳高度角的变化会导致太阳辐射的季节性变化，进而影响到地表冰雪的融化和形成、冻土的分布和变化等地理过程。

通过研究太阳高度角的变化规律，可以更好地理解和预测地球系统的演化和变化。

此外，太阳高度角还在工程领域有着广泛的应用。

在建筑设计中，合理利用太阳高度角的变化可以实现被动式太阳能利用和节能设计。

根据不同季节太阳高度角的变化，可以决定建筑物的朝向、窗户的布置和遮阳措施的设置，以尽可能地利用太阳能量，减少对空调和照明系统的依赖。

此外，在农业和生态环境工程中，太阳高度角的变化也会影响到农作物的生长发育和生态系统的光合作用状况，因此合理利用太阳高度角的信息，可以实现农业生产的调控和生态环境的保护。

综上所述，正午太阳高度角是指太阳在正午时刻与地平面的夹角，对气象、地质、工程等领域都具有重要的应用价值。

通过研究太阳高度角的变化规律，可以深入了解和预测气候、地质和工程环境的变化，并利用这一信息进行相应的调控和设计。

因此，太阳高度角的研究是一项重要的科学工作，对于人类社会的可持续发展具有重大意义。

正午太阳高度的应用2

正午太阳高度的应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ午太阳高度的应用
（1）判断日影长短及方向：判断日影长短及方向： ——太阳直射点上，物体的日影为零正午太阳高度越大， ——太阳直射点上，物体的日影为零。正午太阳高度越大，日影越太阳直射点上短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向与太阳方向相反。正午太阳高度越小，日影越长且日影方向与太阳方向相反 cotH=影长/垂直物体的长度（为某日的正午太阳高度） cotH=影长/垂直物体的长度（H为某日的正午太阳高度）影长 ——北回归线以北的地区，正午时太阳始终位于正南方向，故一 ——北回归线以北的地区，正午时太阳始终位于正南方向，北回归线以北的地区正南方向年中正午日影总是指向正北方向。南回归线以南的地区则相反。正北方向年中正午日影总是指向正北方向。南回归线以南的地区则相反。赤道上半年指向正南，半年指向正北。赤道上半年指向正南，半年指向正北。巩固练习：巩固练习：北京天安门广场上的国旗旗杆的影子与旗杆等长时， 1、北京天安门广场上的国旗旗杆的影子与旗杆等长时，阳光直射的纬线是：（北京地理纬度为：40º ：（北京地理纬度为射的纬线是：（北京地理纬度为：40ºN）： C B、 D、23º A、5ºN B、0º C、5ºS D、23º26'N
6.雨棚安装： 6.雨棚安装：雨棚安装
• 正午太阳高度角，在设计城市居室日照状况中正午太阳高度角，越来越广泛应用。越来越广泛应用。如雨棚安装需要利用正午太阳高度角来指导等。要求：阳高度角来指导等。要求：当正午太阳高度为最大时，雨棚仍不遮挡房当正午太阳高度为最大时，内阳光，这时雨棚宽度为最佳宽度，内阳光，这时雨棚宽度为最佳宽度，
右图是我国某地（36°34′N）一房屋的大门，例5.右图是我国某地（36°34′N）一房屋的大门，大门朝南，大门上方l米修一雨棚。据此回答1 门朝南，大门上方l米修一雨棚。据此回答1～2题。 1．既能很好地遮雨，又能保证冬至日正午阳光最大限既能很好地遮雨，度地照进大门，该雨棚的宽度宜设计为（度地照进大门，该雨棚的宽度宜设计为（ A ．1 米 C．1.732米 1.732米阳光照射进大门的时间是（阳光照射进大门的时间是（ A．半年 C．10个多月 10个多月 D．全年 B．1.414米 1.414米 D ．2 米））

正午太阳高度的应用

北回归线
赤道与北回归线之间
赤道
练习：判断图中三地的纬度范围。
回归线之间的地区
回归线上
回归线至极点之间的地区
①回归线之间的地区：正午太阳高度最大值为90°，全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（图甲）
②回归线上：正午太阳高度的最大值为90°，全年有一次太阳直射现象，即一年中有一个
当热水器吸热面与地面夹角最大时，是北半球冬至日。
洛阳（1200E，350N）一学生对太阳能热水器进行了改造，把热水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式
9月23日，为使热水器有最好的效果，调节支架使热
水器吸热板与地面的夹角为： • A.23026′ B.350 C.66034′
D.550 B
图3
8、判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
S
N
S
N
北半球
南半球
同一自然带，阳坡分布高度高，阴坡分布高度低。
正午太阳高度的应用
1、确定地方时 2、确定地理纬度 3、根据正午太阳高度判断所在的地区 4、确定房屋朝向 5、判断日影长短及方向 6、计算楼间距 7、计算太阳能热水器安装角度 8、判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
正午太阳高度的应用
1、确定地方时 2、确定地理纬度 3、根据正午太阳高度判断所在的地区 4、确定房屋朝向 5、判断日影长短及方向 6、计算楼间距 7、计算太阳能热水器安装角度 8、判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
正午太阳高度的应用：
1、确定地方时
某地一天中太阳高度最大时，地方时为12时，也就是说太阳直射点所在经线的地方时为12时，由此可以根据地方时的计算方法推算出地球上任何一条经线的地方时。

正午太阳高度及其应用

正午太阳高度及其应用江西省井冈山市宁冈中学（343600）龙吉忠正午太阳高度是各地一天之内最大的太阳高度，即地方时12时的太阳高度。

一、正午太阳高度的分布规律1．纬度分布规律——近大远小太阳直射的纬线，正午太阳高度为90°。

距离直射的纬线越近，正午太阳高度越大；距离直射的纬线越远，正午太阳高度越小。

这就是“近大远小”的规律。

由此可以推知：同一纬线上，正午太阳高度相同；正午太阳高度从直射纬线向南北两侧递减。

夏至日，正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减；冬至日，正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减；二分日，正午太阳高度从赤道向南北两侧递减。

2．季节分布规律——来增去减若太阳直射点向当地所在的纬线移来，正午太阳高度逐渐增大；若太阳直射点向远离当地所在的纬线的方向移去，正午太阳高度逐渐减小。

这就是“来增去减”的规律。

例如北回归线以北地区，冬至日至次年夏至日，太阳直射点向北移来，正午太阳高度逐渐增大；夏至日至冬至日，太阳直射点向南移去，正午太阳高度逐渐减小。

二、正午太阳高度的计算公式H＝90°－纬度差纬度差是指当地纬度与太阳直射点纬度之间的差值。

若两者在同一半球（南半球或北半球），则用大值减小值；若两者分属南北两个半球，则将两值相加。

三、正午太阳高度的实际应用1．计算垂直物体的日影长度影长＝物体高度×cotH（H为当地的正午太阳高度）2．计算南北两楼的楼间距楼间距＝楼高×cotH（H为当地冬至日的正午太阳高度）3．确定热水器集热板的最佳倾角最佳倾角＝纬度差（即当地纬度与太阳直射点纬度之间的差值）【同步训练】下图为某地住宅建筑冬夏正午日照示意图，完成1—2题。

1.该地可能是（）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2.仅考虑地球运动,图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有()①利于夏季遮阳、冬季采光②冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大③春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强④利于减少室内能源消耗A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④3.下图中，当a、c值相差20°时，该地的纬度值是 ()A．23°N B．63°N C．43.5°N D．27°N近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境条件显著改善。

正午太阳高度角计算及应用

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
0N① ② ③源自60300
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。
夏至日：71º26′
冬至日：24º34 ′ 二分日：48°
计算后思考：当地一年中正午太阳高度角最大值和最小值之间相差多少度？
46º 52′
90
60
30
●A
0
N
B
● 60
30
0
30
正午太阳高度的分布规律
90 60
C
● 60
30
D●
0
S
二、正午太阳高度角的实际应用
1.太阳能热水器倾角的调整
水箱
α+β=90°
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
谢谢
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′

正午太阳高度的应用

正午太阳高度的应用下图为谷歌地球提供的我国北方某城市居民区（40°N，117°E）卫星遥感影像，拍摄日期为某年的9月23日。

读图回答1—2题。

1．判断该图拍摄的当地时间可能为A．5：30 B．9：30 C．13：30 D．17：302．为开发利用清洁能源，小区居民计划在楼顶铺设光伏发电设备，若光伏发电板可通过前后转动调节来提高发电效率，则发电板和水平地面的夹角最小约为A．13.5°B．16.5°C．23.5°D．26.5°【参考答案】1．B 2．B正午太阳高度的应用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．确定房屋的朝向确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。

为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。

3．确定当地的地理纬度当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。

根据某地某日（二分二至日）正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。

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。

日影永远朝向背离太阳的方向，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，夏至日日影最短；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，冬至日日影最短；南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射时日影最短（等于0）。

5．确定楼间距、楼高为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。

以我国为例，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：L＝hcotH。

如下图。

6．计算太阳能热水器的安装角度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，使太阳光与集热板成直角。

正午太阳高度及应用

正午太阳高度及应用正午太阳高度是指太阳在中午时分相对于地平线的角度。

太阳高度的计算对于许多领域和行业来说都非常重要，包括天文学、气象学、测量学以及能源利用等。

下面将详细介绍正午太阳高度及其应用。

正午太阳高度的计算可以通过日晷、天文观测或数学方法来实现。

在日晷上，当太阳位于正南方时，影子最短，这时太阳高度角可以通过影子长度与日晷高度的比例来估算。

在天文观测中，可以使用仪器测量太阳在天球上的位置，进而计算出太阳高度角。

而数学方法则利用数学模型和数学公式来计算太阳在天球上的位置，从而得出太阳高度角。

正午太阳高度的应用十分广泛。

首先，正午太阳高度对于天文学来说是非常重要的。

太阳高度角的变化与地球自转轴的倾斜角度以及观测地点的纬度有关。

通过观测太阳在不同时间和地点的高度角，可以推导出地球自转轴的倾斜角度，从而研究地球的运动规律、季节变化以及日照时间等。

其次，正午太阳高度对气象学也有着重要的意义。

太阳高度角的变化会影响到太阳辐射的强度和分布，从而对气候和气象过程产生影响。

太阳辐射是地球上所有气象要素的能量起源，影响着大气温度、风场、云量以及降水等气象要素的分布和变化。

太阳高度角的计算可以帮助气象学家了解太阳辐射的变化规律，进而预测未来的气象变化。

正午太阳高度的计算在测量学中也有重要应用。

太阳高度角可以用来测定目标物体的高度和距离。

在测量学中，通过测量太阳高度角和人眼观测点之间的距离，以及太阳高度角与物体高度之间的几何关系，可以推导出物体的高度。

这一原理被广泛应用于地理测量、地形测量和遥感技术等领域。

此外，正午太阳高度对于能源利用也非常关键。

太阳辐射是可再生能源中最重要的一种能量来源，太阳光的利用对于光伏发电、太阳能热水器以及太阳能集热器等能源系统的设计和效率提高有重要意义。

正午太阳高度的计算可以帮助科学家和工程师确定太阳光的入射角度和强度，从而优化能源系统的设计和运行。

总之，正午太阳高度的计算和应用在许多领域中都具有重要意义。

正午太阳高度的应用精编版

（1）. 该地的地理坐标为（ A）
A.30°N，90°E
B.16°52′N，105°E
C.23°26′N，120°E D.36°52′N，150°E
2、判断正午日影长短及方向
太阳高度角是900
太阳高度角较小
地面
直射点无影子影子较长
太阳高度角更小
影子更长
特点:1、距离太阳直射点越近，正午太阳高度角越大，物体的影子
⑴该小组每天量测影长时，北京时间应为（ B）
A.12∶00 B.12∶40 C.11∶20 D.11∶00
（2）下图是该小组绘制的连续一年
多的竿影长度变化图，图中反映了3
Байду номын сангаас
月21日竿影长度的点是（ D ）
A.① B.② C.③ D.④
（3）该学校大约位于（ A ） A.21.5°N B.21.5°S
北回归线及其以北地区，夏至日最大，冬至日最小；南回归线及其以南地区，冬至日最大，夏至日最小；南北回归线之间，每年有两次太阳直射现象，最大为90°；南北回归线上，每年有一次太阳直射现象，最大为90°。
温馨提示：地球是一个球体，阳光是平行光线
N
1、区分出晨昏线
2、判定直射点
赤道
3、直射点的太阳高度
（1）＿12＿月＿2＿2 日OP最长。（2）M处的树位于旗杆的＿正＿东＿方向，其精确的纬度是＿ 23°＿26。′N
3、判断某地纬度
【例3】图中四条曲线分别表示A、B、C、D四地，6月 22日太阳高度的全天变化情况，据此判断下列各选项中，
对四地纬度位置的说法与图示情况相符合的是（ ②）
①A.23°26′N ②A.90°N ③A.0° ④A.23°26′N

正午太阳高度角变化应用

详细描述
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。

正午太阳高度应用

图中ED为昏线，读后回答
为使地处32° 为使地处32°N的太阳能热水器最大限度地利用太 32 阳光能，阳光能，这一天应将太阳能热水器的真空管平面与楼顶之间的夹角α 楼顶之间的夹角α调整为。
6.确定楼间距和楼高 6.确定楼间距和楼高
请读图，运用以下公式回答问题。（2002年大综合卷）请读图，运用以下公式回答问题。（2002年大综合卷）。（2002年大综合卷 ①某地正午太阳高度的大小：某地正午太阳高度的大小： H=90° H=90°-｜φ-δ｜式中H为正午太阳高度；式中H为正午太阳高度；φ为当地纬度，取正值；当地纬度，取正值；δ为太阳直射点的纬度，阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。年取正值，冬半年取负值。 35° ②tan 35°≈0.7 45° tan 45°=1 tan60° tan60°≈1.732 房地产开发商在某城市（北纬30 30度房地产开发商在某城市（北纬30度）建造了两幢商品住宅为使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射，为使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射，某个居民买到了北楼一层的一套房子，楼（图3—3），某个居民买到了北楼一层的一套房子，于 3），某个居民买到了北楼一层的一套房子那么在两幢楼间距不变的情况下，那么在两幢楼间距不变的情况下，南楼的高度最高约为春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住，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（子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是（） A.20米 B.30米 C.40米 D.50米 A.20米 B.30米 C.40米 D.50 A.1个月 B.3个月 C.6个月 D.9个月 A.1个月 B.3个月 C.6个月 D.9个月米