正午太阳高度的变化
太阳高度变化和正午太阳高度变化
太阳高度变化和正午太阳高度变化在日常生活中，我们经常会感受到太阳的高度在不断变化。
太阳高度的变化受到多种因素的影响，包括时间、地理位置和季节等。
正午太阳高度变化尤为引人关注，因为这一时刻太阳所处的位置对我们的生活和工作有着重要的影响。
1. 时间因素让我们来看看时间对太阳高度的影响。
太阳在一天中的高度会随着时间的推移而不断变化。
通常来说，太阳会在清晨从东方升起，然后在上午逐渐升高，到了中午达到最高点，接着在下午逐渐下降，最终在黄昏时从西方落下。
这种日周运动导致了太阳高度的变化。
2. 地理位置因素地理位置也会对太阳高度产生影响。
不同的地方所处的纬度不同，因此太阳在正午的高度也会有所差异。
在赤道附近的地区，太阳在正午时几乎直射地面，因此太阳高度相对较高。
而在极地地区，太阳在正午时的高度则较低，甚至有时可能完全没能升起，导致极昼和极夜的现象。
3. 季节因素季节也是影响太阳高度变化的重要因素之一。
由于地球的轨道呈椭圆形，地球到太阳的距离会有所变化，导致季节的交替。
在南半球，在夏季太阳高度会相对较高，而在冬季太阳高度则会相对较低。
而在北半球则相反。
这样的季节变化也导致了正午太阳高度的不断变化。
总结回顾：通过对太阳高度变化和正午太阳高度变化的全面评估，我们可以看到，这一现象受到时间、地理位置和季节的多重影响。
在日常生活中，我们可以通过观察太阳的高度变化来感受到时间的流逝，了解地理位置对太阳高度的影响，以及体会季节交替所带来的变化。
个人观点和理解：作为一名写手，我对太阳高度变化和正午太阳高度变化有着自己独特的观点和理解。
我认为，太阳高度的变化不仅是自然界的奇妙现象，也是我们生活中不可或缺的一部分。
通过仔细观察太阳高度的变化，我们可以更好地理解自然规律，感受到大自然的美妙之处，也可以更好地规划自己的生活和工作。
我认为对太阳高度变化和正午太阳高度变化的深入理解对我们每个人来说都是非常重要的。
太阳高度变化和正午太阳高度变化是一个深入而广泛的主题。
正午太阳高度纬度变化规律
正午太阳高度纬度变化规律
中午正午太阳高度变化规律指的是太阳从日落到日出，这个时间段高度的不断变化。
中午的太阳高度纬度受气候、地理位置和季节等因素的影响，每地的高度范围也不一样。
从大致的角度讲，中午正午太阳的高度纬度随着日期的变化而变化，每月的中午正午高度纬度都有一定的规律。
数据显示，南半球的中午正午太阳高度纬度上升，越往南，太阳升起的角度越大；北半球的中午正午太阳高度纬度显著下降，越往北，太阳升起的角度越小。
此外，季节也会影响中午正午太阳高度纬度的变化规律。
在春季，基本上，从低纬度地区到高纬度地区，太阳高度有一个慢慢升高的趋势；在秋季，从低纬度地区到高纬度地区，太阳的高度则呈逐渐下降的趋势。
而在其他季节，太阳的高度在低纬度和高纬度地区都基本相同。
另外，气候、地理位置也会影响中午正午太阳的高度纬度。
一般而言，温暖的气候与湿润地理位置下，太阳升起的角度会更大，相反，寒冷的气候与干燥地理位置下，太阳升起的角度会更小。
总之，中午正午太阳高度纬度的变化规律受气候、地理位置和季节的共同影响，不同的气候、地理位置、季节的太阳的高度纬度也会有所不同。
因此，居住在不同地区，观察太阳的变化规律是非常重要的。
正午太阳高度的变化
（4）太阳能热水器的角度问题 集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。
（5）楼房间距问题 以北回归线以北地区建房为例，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离L与楼
高h的关系如下图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度角)，L应大于h·cotH。
1．图中N点日期可能为( )
A．5月6日左右 B．8月7日左右
C．11月7日左右 D．2月6日左右
2．该地纬度最可能位于( )
A．赤道 B．11.5°S C．11.5°N
D．23.5°N
3．若测得某日该地正午太阳高度为55°，则该日可能为北半球( )
A．春分日
B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日
福建某中学研究性学习小组，设计了可调节窗户遮阳板，实现教室良好的遮阳与采光。下 图示意遮阳板设计原理。据此回答4—5题。 4．遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时（ ） A．全球昼夜平分B．北半球为夏季 C．太阳直射20°S D．南极圈以南地区极昼 5．济南某中学生借鉴这一设计，若两地窗户大小形状相同，则应做的调整是（ ） ①安装高度不变，加长遮阳板 ②安装高度不变，缩短遮阳板 ③遮阳板长度不变，降低安装高度 ④遮阳板长度不变，升高安装高度（ ） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
（2）“来增去减”：太阳直射点向着某地移动，
该地的正午太阳高度增加，远离该地正午太阳高度减小
（3）看数值定“位置”
a.回归线之间的地区：
b.回归线上：
c.回归线至极点之间的地区：
【重点知识梳理】
2、太阳高度的日变化规律 (1)极点：在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于太
正午太阳高度的变化(湘教版湖南专用)
对人类生活的影响
建筑设计与布局
正午太阳高度的变化影响建筑物的采光和通风效果，因此在 建筑设计时需要考虑这一因素，合理布局建筑朝向和间距。
太阳能利用
正午太阳高度的变化影响太阳能的接收量，从而影响太阳能 发电和供暖等技术的效率。
对地球生态环境的影响
生物多样性
正午太阳高度的变化影响生态系统的 能量平衡，进而影响生物的生存和繁 衍，对生物多样性产生影响。
假设某地纬度为40度，当太阳直射点在20度北回归线上时，该地的正午太阳高 度角为70度。
03 正午太阳高度变化的影响
对地球气候的影响
气候变化
正午太阳高度的变化影响地球接收到的太阳辐射能，进而影响全球气候变化，导 致温度、降水等气候要素的异常。
季节更替
由于正午太阳高度的变化，导致太阳辐射在地球表面的分布发生变化，从而形成 四季更替的现象。
时间变化
在相同纬度，正午太阳高度随季节的变化而变化 。例如，北半球夏季时，正午太阳高度最大，冬 季则最小。
昼夜变化
在极昼期间，正午太阳高度随昼夜的变化而变化 。例如，在北极的夏季，白天时间较长，正午太 阳高度较大；而在南极的夏季，白天时间较短， 正午太阳高度较小。
02 正午太阳高度变化的原理
地球的自转与公转
用于测量太阳光投影长 度，帮助确定太阳高度。
记录本和笔
用于记录观测数据和绘 制太阳高度变化图。
观测方法与步骤
1. 选择一个开阔的观测地 点，确保没有遮挡物影响 观测。
3. 使用角度计测量太阳光 与地面的角度，即太阳高 度。
2. 使用望远镜观察太阳， 记录下正午时分太阳的位 置。
4. 使用日影器测量太阳光 投影长度，记录数据。
数据记录与分析
正午太阳高度季节变化规律
正午太阳高度季节变化规律正午太阳高度是指太阳在正午时刻的仰角，也就是太阳离天顶的角度。
正午太阳高度随着季节的变化而发生变化，这是由于地球的自转和公转引起的。
下面将从地球自转和公转的角度来解释正午太阳高度季节变化的规律。
地球自转是指地球围绕自己的轴线旋转一周的运动。
地球自转周期为24小时，这就是我们通常所说的一天。
由于地球自转的存在，太阳看起来从东方升起，到正午时分达到最高点，然后再从西方落下。
正午时刻太阳的高度取决于观察者所在的纬度。
地球公转是指地球绕太阳运行的轨道。
地球公转周期为365.25天，这就是我们通常所说的一年。
由于地球公转的轨道是椭圆形的，所以地球离太阳的距离是变化的，这就是季节变化的原因之一。
在北半球，地球公转时，太阳直射地球的位置在赤道附近。
因此，当地球公转到夏至时，即6月21日左右，北半球的太阳高度最高，正午太阳高度最大。
这是因为夏至时，北半球的倾斜角度最大，太阳直射点位于北回归线附近。
当地球公转到冬至时，即12月21日左右，北半球的太阳高度最低，正午太阳高度最小。
这是因为冬至时，北半球的倾斜角度最小，太阳直射点位于南回归线附近。
在南半球，情况恰恰相反。
当地球公转到夏至时，即12月21日左右，南半球的太阳高度最高，正午太阳高度最大。
当地球公转到冬至时，即6月21日左右，南半球的太阳高度最低，正午太阳高度最小。
在赤道附近的地区，太阳高度的变化不明显。
因为赤道附近的地区，每天都接近正午太阳高度最大值。
除了地球自转和公转之外，正午太阳高度还受到其他因素的影响，如大气折射、地形等。
大气折射是指太阳光在穿过大气层时发生的折射现象，会使太阳看起来更高一些。
地形也会对正午太阳高度产生影响，如山脉、建筑物等会阻挡太阳光，使正午太阳高度受到遮挡而降低。
正午太阳高度随着季节的变化而发生变化，这是由于地球自转和公转引起的。
在北半球，夏至时太阳高度最高，冬至时太阳高度最低；在南半球，夏至时太阳高度最高，冬至时太阳高度最低。
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′）。
不同纬度正午太阳高度变化规律
不同纬度正午太阳高度变化规律嘿，伙计们！今天我们来聊聊一个有趣的话题——不同纬度正午太阳高度变化规律。
是的，你没听错，就是那个让我们在夏天感到热炸天，冬天感到冷飕飕的东西。
别着急，我会用最简单易懂的语言，让你轻松掌握这个知识点。
我们要了解什么是正午太阳高度。
正午太阳高度是指太阳在正午时分的高度角，也就是太阳与地球表面的夹角。
这个角度越大，说明太阳离我们越近；角度越小，说明太阳离我们越远。
那么，正午太阳高度会随着纬度的变化而发生变化吗？答案是肯定的。
接下来，我们就来详细说说这个变化规律。
1.1 纬度越高，正午太阳高度越低我们来看纬度较高的地区。
比如说，我们住在中国的北方地区，这里的纬度相对较高。
当正午时分，太阳直射在地球的北半球，因此正午太阳高度较低。
这时候，我们会感到比较凉爽，因为太阳光线没有那么强烈。
相反，当我们住在赤道附近的地方，正午太阳高度较高。
这时候，我们会感到比较炎热，因为太阳光线非常强烈。
1.2 纬度越低，正午太阳高度越高接下来，我们来看纬度较低的地区。
比如说，我们住在赤道附近的国家，这里的纬度相对较低。
当正午时分，太阳直射在地球的南半球，因此正午太阳高度较高。
这时候，我们会感到比较炎热，因为太阳光线非常强烈。
相反，当我们住在中国的南方地区，正午太阳高度较低。
这时候，我们会感到比较凉爽，因为太阳光线没有那么强烈。
2.1 春分和秋分时节，正午太阳高度变化不大除了季节变化外，正午太阳高度还会受到春分和秋分这两个特殊时间的影响。
春分和秋分时节，地球位于公转轨道上的同一个位置，因此正午太阳高度变化不大。
这时候，无论我们住在哪个纬度地区，正午太阳高度都差不多。
所以，春分和秋分时节是我们感受四季变化最不明显的时期。
2.2 夏至和冬至时节，正午太阳高度呈现明显差异我们来说说夏至和冬至这两个特殊的时间点。
夏至是每年的6月22日或23日，此时地球位于公转轨道上的最北端；冬至是每年的12月22日或23日，此时地球位于公转轨道上的最南端。
中考地理正午太阳高度的变化
正午太阳高度的变化——紫禁城之门
午门之所以称之为午门，是由于每天正午，太阳出现在正南方，因此宫殿的南门名为午门。
为什么每天正午，太阳会出现在正南方呢？
可以看出，同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南、北两侧递减。
春分日的正午太阳高度是由赤道向南北两侧递减的。
“
显然，距离直射点所在纬度越近，正午太阳高度越大；距离直射点所在纬度越远，正午太阳高度越小。
冬至日，北半球各纬度，正午太阳高度达到一年中最小值，太阳辐射最弱。
夏至日，南半球各纬度，正午太阳高度达到一年中最小值，太阳辐射最弱。
春分日和秋分日，南北半球太阳辐射强度相当。
正午太阳高度角的变化规律
90°
90°
60°
60°
30°
30°
0° 北极
北极圈
北回归线
0 °
南回归线
南极圈
0° 南极
夏至日
春秋分 冬至日
2. H =90°-纬度差 (所求点和太阳直射点 之间的纬度差)
例题：6月22日，求蒙山（24°N）、 北京（40 °N ）、23 °26′S的正午太阳高度
蒙山： 90°—(24°—23 °26′)=89°26′ 北京： 90°—(40°—23 °26′)=73°26′ 南回归线90°—(23 °26+23 °26′)=43°8′
【审题】太阳能热水器利用的实质是热 水器倾角与正午太阳高度角之和为90°
解析：当地楼房影子最长时，太阳直射点位于南回归线上，进 一步计算出热水器吸热面与地面夹角是59.50。
直射点向本地所在纬线移来，正午太阳高度 增大，反之减小（来增去减）
三、正午太阳高度的应用
1、楼间距问题----第26页
楼间距问题实际是一个影长的问题。其基本原则是前一幢楼产生的影子不能挡 住后一幢楼的采光（一般以太阳光线能照射至后一幢楼的底层为标准），如下图
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。 计算过程如下： tanH=h/L →L=h· cotH 结论：楼间距与正午太阳高度大小呈反比；与前一幢楼的楼高呈正比。
6月22日
赤道 0
23º 26´S
9月23日
3月21日
3 月21日 º
12月22日
正午太阳高度的变化规律和应用
46°52′ 66°34′ 43°08′
冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：L＝hcotH。
(6)太阳能热水器的倾角调整： 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，使太阳光与受热板成直角。其倾角
和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如下图)。
北回归线及其以北地 区，正午太阳高度一 年有一次最大值(12月 22日前后)，一次最小 值(6月22日前后)。
(2)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 (除赤道外) 一年有一次最大值(6月22日前后)，一次 最小值(12月22日前后) 一年有一次最大值(12月22日前后)，一次 最小值(6月22日前后) 一年有两次最大(太阳直射时最大)，一次 最小值(南半球出现在6月22日前后、北半 球出现在12月22日前后) 一年有两次最大值(春分、秋分)、两次最 小值(夏至、冬至) 来增去减(直射点向本地所在纬线移来， 则正午太阳高度增大，移去则减小)
正午太阳高度的变化规律和应用
1．正午太阳高度的变化规律
(1)正午太阳高度的空间变化规律(全球正午太阳高度的纬度 变化规律)：
从太阳直射点所在 纬线分别向南北两侧递减； 离直射点距离越近(纬度 差越小)，正午太阳高度 越大。如图所示。
夏至日：正午太阳高度 由北回归线向南北两侧递减。 冬至日：正午太阳高度 由南回归线向南北两侧递减。 春秋二分日：正午太阳 高度由赤道向南北两侧递减。
23º 26´N 0º
夏至 春分
北回归线 秋分 春分
23º 26´S
冬至
南回归线及其以南地 区，正午太阳高度一 年有一次最大值(6月 22日前后)，一次最小 值(12月22日前后)。
正午太阳高度
考点三正午太阳高度的变化规律[知识整合]1．太阳高度和正午太阳高度的区别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)。
2．正午太阳高度的变化规律(1)正午太阳高度的空间变化规律(全球正午太阳高度的纬度变化规律)从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。
如下图所示。
夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。
冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。
春秋二分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。
(2)正午太阳高度年变化规律在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值(地方时12点时)，即当地的正午太阳正午太阳高度最大值为90°，每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正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳最大值正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值[深度思考]1．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。
(3)判断日影长短及方向正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。
如下图中各点旗杆日影长短及日影所在方向(图中是夏至日，经线和纬线的交点是直射点)。
(4)确定当地的地理纬度纬度差多少度，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。
(5)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度一般情况下，由于向阳坡正午太阳高度大，获得太阳光热多，背阴坡得到太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而使同一自然带在阳坡的分布高度较高，在阴坡的分布高度较低。
正午太阳高度的变化
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
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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
③南半球的情况与北半球正好相反。
④每年3月21日前后和9月23日前后，太阳直射赤道，全球各地昼夜平分，均为12小
时。
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◆正午太阳高度的变化 同一时刻,随纬度的变化：自直射点向南北两侧递减 同一地点随季节变化
夏至日：北回归线及其以北达最大值，南半球达最小值 冬至日：南回归线及其以南达最大值，北半球达最小值 春分、秋分：赤道为最大值，向南、北逐渐递减
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（二）地球公转的地理意义
1、正午太阳高度角的变化
太阳高度角：太阳光线与地平面的夹角。
正午太阳高度角：太阳高度角在正午达到一天中的最大值。
2、昼夜长短的变化
太 阳 光
南极
a 3月22日前后 9月23日前
后
北极 23°26′
太 46°52′ 阳 90° 光 43°08′
66°Hale Waihona Puke 4′ 0°b 6月22日前
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
正午太阳高度的变化的原因
正午太阳高度的变化的原因正午太阳高度的变化是由地球的自转和公转引起的。
地球自转是指地球绕自身轴心旋转的运动，公转是指地球绕太阳轨道运动的运动。
这两个运动共同影响着太阳在天空中的高度变化。
地球自转导致了太阳在天空中的显著高度变化。
地球绕着自己的轴旋转，一个自然日约等于地球自转一周的时间。
由于地球的自转轴倾斜，所以在不同的季节中，太阳在天空中的高度也会有所不同。
当地球自转轴倾斜向太阳的时候，太阳在天空中的高度更高，阳光照射更直接，产生更多的热量。
这就是我们常说的夏季。
相反，当地球自转轴远离太阳时，太阳在天空中的高度较低，阳光照射更倾斜，产生的热量较少。
这就是我们常说的冬季。
地球的公转也对太阳在天空中的高度变化起到了重要作用。
地球绕太阳轨道运动，一个公转周期约等于地球绕太阳一周的时间，即一年的时间。
由于地球的轨道是椭圆形的，地球与太阳之间的距离在不同的季节中也会有所不同。
当地球靠近太阳时，太阳在天空中的高度更高，阳光更直接，产生更多的热量。
这就是我们常说的夏季。
相反，当地球远离太阳时，太阳在天空中的高度较低，阳光更倾斜，产生的热量较少。
这就是我们常说的冬季。
除了自转和公转，地球的纬度也会对太阳在天空中的高度造成影响。
纬度是指地球表面上一个点与赤道之间的角度。
赤道是地球的中心线，纬度越高，离赤道越远。
当地球自转轴倾斜时，太阳在赤道附近的高度变化最为显著，而远离赤道的地区，太阳在天空中的高度变化较小。
例如，赤道附近的国家，如厄瓜多尔、肯尼亚等，太阳在正午时几乎直接在头顶上方，而极地地区，如北极和南极，太阳在正午时几乎不会升起。
总结起来，正午太阳高度的变化是由地球的自转、公转和纬度共同影响的结果。
地球自转导致太阳在天空中的高度随着季节的变化而变化，地球公转导致太阳在天空中的高度随着一年的时间而变化，而地球的纬度决定了太阳在天空中的高度变化的幅度。
这些变化不仅影响着地球的气候和季节，也影响着人类的生活和农业生产。
正午太阳高度的变化规律及其计算
正午太阳高度的变化规律及其计算正午太阳高度是指太阳在中午时刻（12:00）时，相对于观测地平面的角度。
太阳高度的变化规律受到多种因素的影响，主要包括观测地的纬度、地球自转和公转等因素。
下面我将详细介绍太阳高度的变化规律及其计算方法。
太阳高度与地球纬度的关系：太阳高度与地球所处的纬度有密切关系。
由于地球是一个近似于球体的几何体，太阳光线与地面的相交角度取决于地球所在的纬度。
在赤道处（纬度为0度），太阳在正午时刻的高度最高，为90度，太阳直射地面。
而在北极点（纬度为90度），太阳在正午时刻的高度为0度，太阳光线以几乎平行的方式照射地面。
太阳高度的计算方法：太阳高度可以通过以下公式计算：sin(θ) = sin(φ) * sin(δ) + cos(φ) * cos(δ) * cos(H)其中，θ为太阳高度角，φ为地点的纬度，δ为太阳赤纬，H为太阳时角。
这个公式被称为斯南公式（Sine of azimuth）。
太阳赤纬的计算方法为：δ = -23.45 * cos(360/365*(N+10))其中N为今天是一年中的第几天。
太阳时角的计算方法为：H=15*(T-12)其中T为当地的真太阳时，以小时为单位。
太阳高度角的变化规律：太阳高度角的变化规律主要是由于地球自转和公转引起的。
地球自转引起的变化：地球自转引起的变化是由于地球的自转轴倾斜引起的。
地球的自转轴和公转轨道平面之间的夹角是倾角，约为23.5度。
因此，在地球不同的纬度上，太阳高度角会有所变化。
夏至和冬至是太阳高度角变化最明显的时候，当纬度越低，太阳的高度角越小。
地球公转引起的变化：地球的公转轨道并不是一个完全圆形，而是一个椭圆。
因此，地球离太阳近的时候（即近日点），太阳高度角相对较大；而离太阳远的时候（即远日点），太阳高度角相对较小。
这会导致太阳高度角在一年中发生周期性的变化。
综合地球自转和公转的影响：综合考虑地球自转和公转，太阳在一天中的高度角变化与所在地的纬度有关。
必修一1.3正午太阳高度变化规律
（4）正午太阳高度时间变化规律
①太阳高度日变化 A、南北极点上
在极昼期间，极点上太阳高度在一天之内没有变 化，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度。
0 12 24 时间
B、非极点地区：太阳高度在一天之中是有变 化的，一天之中有一个最大值即当地的正 午太阳高度。
太 阳
90°
太
阳
90°
高
高
度
度
0 0：00
③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。
a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
b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，冬至日最短
d回归线之间的地区，正午太阳高度角的年变 化幅度随纬度的增加而增加，变化幅度的 范围是23°26′到46°52′之间
B、回归线与极圈之间 a正午太阳高度角最大值=90 °－（当地纬度
－ 23°26′）
b正午太阳高度角最小值=90 °－（当地纬度 ＋23°26′）
c正午太阳高度角年变化幅度=46°52′
A 40°N
23°26′N
15°N
B
0°
23°26′S C
40°S
②正午太阳高度角的变化幅度
A、南北回归线之间
a正午太阳高度角的最大值=90°
b正午太阳高度角的最小值=90°－最大纬度 差= 90 °－（23°26′+当地纬度）
c正午太阳高度的年变化幅度=正午太阳高度 角的最大值－正午太阳高度角的最小值 =23°26′+当地纬度
正午太阳高度的变化规律和计算
交通规划
考虑太阳辐射对道路的影响，合 理规划道路走向和交叉口位置， 提高交通安全性和通行效率。
05
正午太阳高度的研究意 义
对地球科学的影响
地球自转和公转
正午太阳高度的变化与地球的自转和 公转密切相关，研究正午太阳高度有 助于深入了解地球的运动规律。
地球气候系统
正午太阳高度影响地球接收到的太阳 辐射量，进而影响地球的气候系统， 对全球气候变化研究具有重要意义。
正午太阳高度的变化规律和计算
目录
• 正午太阳高度的定义 • 正午太阳高度的变化规律 • 正午太阳高度的计算方法 • 正午太阳高度在生活中的应用 • 正午太阳高度的研究意义
01
正午太阳高度的定义
太阳高度角的定义
太阳高度角
指太阳光线与地面之间的夹角。
计算公式
太阳高度角 = 90° - （太阳赤纬 + 观测点纬度）。
城市规划
正午太阳高度的变化影响城市建筑采光和通 风，对城市规划建设具有指导作用。
谢谢观看
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。
春季和秋季正午太阳高度适中，阳光照射角度适中，日照时 间适中，气温温和。
纬度变化规律
纬度越高，正午太阳高度越低，阳光照射角度越小，日照 时间越短；纬度越低，正午太阳高度越高，阳光照射角度 越大，日照时间越长。
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高三年级地理教学案正午太阳高度的变化第2周，第3案，学期总第3案【目标导航】知识点一、 正午太阳高度的变化：三维设计P27理解：距离太阳直射点所在纬度越近，正午太阳高度角越___，越远越____.正午太阳高度的季节变化规律根据右图提示，分析正午太阳高度角的季节变化规律，并完成表格。
提示：H=900 - 纬度差点 位置 达到最大值时间 达到最小值时间 A 北回归线以北 B 北回归线 C 赤道与北回归线之间 D 赤道与南回归线之间 E南回归线以南小结：1.太阳直射北回归线时，_________的太阳高度达全年最大值， __ __达全年最小值；2.太阳直射南回归线时，_____ __的太阳高度达全年最大值，____ ___达全年最小值；3.纬度差（距离）越小，正午太阳高度角 。
跟踪练习【例1】（08广东文基42～43）下列三幅图中的角度是位于120°E 经线上不同纬度三地夏至日的正午太阳高度角。
据此回答下列两题。
考点 考纲解读地球运动的地理意义 正午太阳高度的变化规律 正午太阳高度的计算及应用命制人：张裕华 审核人：孙雪芳命制时间：2015年9月6日 使用时间：2015年9月10日N45° S①N S60° ②SN75° ③⑴.三地的纬度从高到低的排序是（ ）A.①②③B.①③②C.③②①D.③①② ⑵.此日昼长时间从短到长的排序是（ ）A.①②③B.②①③C.③②①D.③①② 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、北京知识点二、 正午太阳高度的计算及应用（一）. 正午太阳高度的计算太阳光线相对当地地平面的交角（即太阳在当地的仰角），简称太阳高度。
某地一天中的最大太阳高度，即当地正午12时的太阳高度，为该地的正午太阳高度，其计算公式为：H=90°－纬度距（所求点和阳光直射点之间相隔的纬度数）。
换言之，在任一时刻，某地正午太阳高度与其距离阳光直射点的纬度数互余。
纬度距的计算如图1所示。
提示：①若所求点与阳光直射点同在南半球或者同在北半球，两点间的纬度距为两点中较大的纬度减去较小的纬度。
如图1，此时阳光直射北纬23.5°，为北半球夏至日，A 点与直射点间的纬度距为11.5°（35°－23.5°），正午太阳高度则为78.5°；B 点与直射点间的纬度距为13.5°（23.5°－10°），正午太阳高度则为76.5°。
注意：图1中回归线度数取为23.5°，下面图3、图4相同。
②若所求点与阳光直射点分属于南、北两个不同半球，两点间的纬度距为两点纬度之和。
如图1，C 点与直射点间的纬度距为53.5°（30°＋23.5°），正午太阳高度则为36.5°。
③严格来讲，随着地球的公转，阳光直射点的纬度每时每刻在发生着南北移动。
通常情况下，直射点移动的日变化忽略不计，因此，在任何一天，正午太阳高度因纬度不同而不同，同一条纬线上的地点正午太阳高度相等。
根据A 、B 、C 三地6月22日太阳高度日变化示意图，回答问题。
4．A 地冬至日的正午太阳高度角是A ．43°08′B ．66°34′C ．46°52′D ．23°26′（二）正午太阳高度的应用1、阳光照射方向、日影的长短的问题太阳直射点：无日影 其他地点：有日影（一）日影朝向：日影方向始终_________太阳。
（取决于太阳直射点的位置）正午日影的朝向：太阳直射点以北的地区正午日影朝向_______，以南的地区朝向________（极点除外，极夜地图3—210°N 35°N 30°S 北回归线南回归线 · 0°赤道· ·AB C11.5°13.5° 53.5°图1区正午无日影）。
不同地区分布如下：1.南回归线以南，一年中正午日影都朝向_____；北回归线以北，一年中正午日影都朝向_____。
2.回归线之间的地区：赤道上一年中正午日影大约半年朝向正北，半年朝向正南。
3.极点：北极点极昼期正午日影都朝向________，南极点极昼期正午日影都朝向________。
（二）日影长短（取决于太阳高度角的大小）1. 太阳高度角越大影子越短2. 太阳高度角越小影子越长（1）一天中，日出、日落时的日影最______，正午时的日影最______。
（2）正午日影长度：①夏至（）：正午日影达全年最长________；达全年最短__________②冬至（）：正午日影达全年最长________；达全年最短__________③南北回归线之间：__________日影达全年最短；0°—23.5°N__________达全年最长0°—23.5°S__________达全年最长例1：北京一年中正午日影最长的日期________,正午日影最短的日期___________,一年中正午日影朝向是否变化________,正午日影朝向什么方向________例2：一年中日影始终朝向正南的纬度范围___________例3：若在12月22日，正午影长与楼房高度相同且指向正北，正午太阳高度为________该地的纬度是_________ 2、楼房间距的问题：建房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离等于一年中太阳高度最小时楼房的影长(H为当地的正午太阳高度最小值)L应大于等于h•cotH。
例1：在30°N某地盖两排幢高为30米的楼房，要保证北面楼房最底层终年都能在正午见到阳光，则房屋间距最小为多少?例2在30°N某地盖两排幢楼房，房屋间距为30米，要保证北面楼房最底层终年都能在正午见到阳光，则楼房最高为多少?3、热水器的角度问题：太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化而调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。
α+H＝90°时效果最佳。
例1：在30°N某地使用太阳能热水器，集热板要和正午太阳光线保持垂直，则一年中倾角a的最大值是________，最小值是________，一年中倾角的调整幅度为_________(2010•江苏地理，3～4)下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。
读图回答21～22题。
21．四地按地球自转线速度由大到小排列，依次是 ( )。
A．甲、乙、丙、丁B．乙、丙、丁、甲C．丙、丁、甲、乙D．丁、甲、乙、丙22．四地自北向南排列，依次是 ( )。
A．甲、乙、丙、丁B．甲、丙、丁、乙C．丁、乙、丙、甲D．甲、丙、乙、丁23．(经典题)下图中，当a、c值相差20°时，该地的纬度值为 ( )。
A．23°N B．63°N C．43.5°ND．27°N(2014•江西八校联考)读“4～8月部分实地不同纬度四地正午太阳高度变化示意图(a月早于b月)”，完成6～7题。
6．图中①②③④四地自南往北的正确排序是 ( )。
A．①②③④B．①②④③C．③②④①D．④③②①7．下列叙述正确的是 ( )。
A．地球自转线速度④大于② B．昼夜长短的年变化幅度①小于②C．正午太阳高度的年变化幅度③小于④ D．a月某日日影在地面的转动角度②小于③下图为某经线在某天中四个时刻的昼夜纬度分布情况和该经线上M地在这一天中的太阳高度分布图。
读图回答14～15题。
据图中④时M地所在经线昼夜状况和太阳高度情况判断，太阳直射点位于()。
A．20°N，15°E B．20°S，165°WC．0°，15°E D．0°，165°W15．在这一天中，下列说法正确的是()。
A．M地在图示①时，太阳位于M地的东北方向B．罗马天气为气温高、干燥C．北京羽绒服热销D．这一天过后，北京太阳能热水器支架应调高解析第21题，考查不同地点、不同日期的正午太阳高度大小比较，意在考查学生对全球各地不同时期正午太阳高度分布规律的掌握情况。
丙地6月22日正午太阳高度达90°，位于北回归线上；乙地12月22日正午太阳高度接近90°，且6月22日的正午太阳高度也较大，故乙地位于南回归线以北不远处，比丙地更靠近赤道；丁地12月22日的正午太阳高度大于甲地6月22日的正午太阳高度、丁地6月22日的正午太阳高度大于甲地12月22日的正午太阳高度，故这两地均位于回归线与极点之间，且所处半球不同，但丁地的纬度比甲地低。
第22题，考查正午太阳高度的地区分布，意在考查学生根据不同时期正午太阳高度判断纬度位置的能力。
结合两个日期正午太阳高度的大小和上题的分析可知，甲位于北回归线以北较远处，丙位于北回归线上，乙位于南回归线以北不远处，丁位于南回归线以南，故四地自北向南依次为甲、丙、乙、丁。
答案21.B 22.D解析第一步：根据图中夏至日正午太阳高度达一年中最大，而冬至日达一年中最小，可判断出该地位于北回归线以及其以北地区。
第二步：c值可表示春分日与夏至日的正午太阳高度差值，即太阳直射点在春分日和夏至日之间的移动幅度，则c值为23°26′，且图中a小于c，a与c相差20°，则a为3.5°，即该地区冬至日正午太阳高度为3.5°。
第三步：结合正午太阳高度计算公式：H ＝90°－纬度差，可计算出当地纬度为63°N，故选B。
答案B解析由“该地当天上午太阳高度角达到36°时”可知，该地处于北京时间6月22日6时与6月22日13时之间，计算知此时布宜诺斯艾利斯区时处于6月21日18时到6月22日1时之间。
答案B解析第6题，4～8月太阳直射点在北半球运动，①地在某日正午太阳高度角为0°，说明位于南半球，位置最南；②地6月22日前后正午太阳高度最小，但大于60°，应位于赤道附近；③地正午太阳高度先增大，再减小，且最大值小于90°，说明位于北回归线以北；④地正午太阳高度先减小后增大，且正午太阳高度角较大，说明位于赤道与北回归线之间。
第7题，纬度越高，地球自转线速度越小，昼夜长短的变化幅度越大；由③④所处的纬度可知，正午太阳高度年变化幅度③大于④；由图可知，a月为6月，b月为7月，6月份③地昼长大于②地，故日影转动角度大于②地。