太阳高度角的变化规律及其计算
正午太阳高度角 的时间(季节)变化规律
南北回归线 之间 直射时
北回归线 及其以北 夏至 冬至
南回归线 及其以南 冬至 夏至
最小值
太阳直射在相反 半球回归线时
三、变化幅度
纬度带
南北回归线之间 回归线与极圈之间
变化幅度
由赤道向回归 线递增
计算方法
θ +23º26 ′
恒定值 46º 52′
极圈以内
由极圈向极点 递减
(90–θ) + 23º26 ′
-(θ- 23º26′) 最大值：90º 最小值：90º -(θ+ 23º26′)
H差= 46º 52 ′
规律b:回归线与极圈之间地区，一年中正午 太阳高度的差值为一个恒定值，即46º 52 ′
例2.计算秭归当地(约31ºN)在二至日时的 正午太阳高度角。
夏至日：90º - (31º - 23º 26′)=82º 26′
②北回归线及其以北的纬度带(23º 26′N-90º N)
每年夏至日H达最大值, 冬至日H达最小值。
C
③南回归线及其以南的纬度带(23º 26′S-90º S) 每年冬至日H达最大值，夏至日H达最小值
3.变化幅度 ——一年中正午太阳高度最大值、最小值的差值
以θ代表当地纬度，表示以下三个纬度带的变化幅度
正午太阳高度角 的时间（季节）变化规律
秭归一中
宋巍
一、正午太阳高度角（回顾）
1.什么是正午太阳高度角？
当地在正午即 12:00时的太阳高度角 （即当地经线与 直射点所在经线重合 时的太阳高度角）
O
2. 正午太阳高度角计算公式
H正午= 90°- 纬度差
(纬度差就是当地纬度与太阳直射点纬度的差值)
◆ 正午太阳高度角的大小判断方法 根据该地与直射点距离远近（纬度差值） 判断，远则小，近则大。
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′）。
太阳高度角的大小及计算
B．是世界上海拔最低的大洲
C．被称为高原大陆
D．该大洲有世界上最大的淡水湖群
2、二分二至日太阳光线与地理位置关系
【例题5】下图是某城市冬、夏至日正午太阳照射情况示意图，读图回答1～2题：
【审题】图中只有2条代表二至日的两条太阳光线。 我们无从证明哪一条是夏至日，哪一条是冬至日。 说明知识考察的不是二至日太阳光线的特征。但全 年的太阳光线均应该位于二至日之间。如果我们再 将补画一条太阳光线（如下图中的红线）
一、太阳高度的概念
太阳光线与地面所成的夹角。
太阳光线
太阳高度角 地面
1. 太阳高度角的分布规律 （1）某时刻的空间分布 如下图所示，此时刻太阳直射点A的太阳高度角
为90°，从直射点向四周，随着球面的弯曲，太阳 高度角递减，呈同心圆状分布，晨昏线上的太阳高 度角为0°。
（2）日变化 随着地球的自转，太阳直射点沿纬线移 动，球面上各点的太阳高度角均不断发生 变化，其大小取决于该点到直射点的球面
H=90°-L（L为当地与直射点 的纬度距离）
α+H=90° 得到：α=L 计算：A项中光照图为夏至日， α=L=40°-23°26′=16°34′ B项中光照图为冬至日， α=L=40°+23°26′=63°26′ C和D项均为二分日， α=L=40° 【答案】A
H
B图 ： C图
H
H
H
H
H
D图
Байду номын сангаас
HH
H
可以看出，合理的是BD 【答案】BD
2、二分二至日太阳光线与地理位置关系
【例题5】下图是某城市冬、夏至日正午太阳照射情况示意
图，读图回答1～2题：
1．该城市的名称可能是
正午太阳高度角的变化
a
H
3 位于36.5°N的某疗养院,计算在一20米高的楼房B北 面新建楼房,要求新楼A每层一年四季都能晒到太阳, 求 新楼A至少要距原楼B多少米? ( ) 34.64米 (cot30°=1.732)
太阳光
A H
L
B
②此时为正午１Βιβλιοθήκη 点的是 Ｅ、Ｆ、Ｇ 各点；而Ａ点时间为 时。 ４ 时，Ｄ点时间为 ８ ③由于地球自转，图中各地水平运动物体，向右偏转的应该 是 ＡＥＤＦ 各点；向左偏转的是 Ｃ 点；而不偏转 的是 Ｂ、Ｇ 点。 ④Ａ、Ｄ、Ｇ三点中，地转偏向力最大的应该是 。 Ａ
四: 正午太阳高度角的应用 1 房屋间距以及正午日影问题
三：正午太阳高度角的计算
活动：课本24页活动题2
H=90-直射点与当地的纬度间隔
(同侧减 异侧加)
计算:北京二分二至日的正午太阳高度角
课堂小结：
正午太阳高度
正午太阳高度 的变化
正午太阳高度的变化规律 正午太阳高度的计算
课堂练习：
1、当太阳直射在21° N时，51°N和59°S的
正午太阳高度分别是多少？
太阳直射点的南北移动：
23.5º N
夏至
0º
春分
秋分 冬至
春分
23.5º S
北回归线及其以北：夏至日达最大值，冬至日达最小值。 南回归线及其以南：冬至日达最大值，夏至日达最小值。
回 归 线 之 间： 一年有两次达最大值。
正午太阳高度角的变化规律
直射点所在纬度的正午 太阳高度角为900，正午太阳 高度角由直射点向南北两侧 递减。离直射点越近，正午 太阳高度角越大，离直射点 越远，正午太阳高度角越小。
51°N正午太阳高度:60 °; 59°S的正午太阳高度:10 °
太阳高度角的变化规律
太阳高度角的变化规律与常见图表判读晨昏圈上=0昼半球大于0夜半球小于0(一)太阳高度角的日变化:--日变化曲线图(1)出现极昼现象的极点,一天内太阳高度角大小不变=直射点纬度=晨昏线与地轴夹角,与极昼、极夜的最低纬度(与晨昏线相切的纬线)互余;(2)除极点外,一天中太阳高度角就是不断变化的:h日出时=0,h逐渐增大,当地正午12最大(H),之后渐小,h日落时=0,日落后小于0;(3)太阳高度最大时(为正午太阳高度角):若太阳高度最大时等于90°,则该地当天正午被太阳直射;(4)极昼区内的三种情况:①24小时太阳高度都大于等于0°,该地出现极昼现象;②太阳高度角最小=0°,该地极昼,且处于与晨昏线相切的纬线上,即当天极昼的最低纬度;③若太阳高度角一天中大于0°且为一定值,则该地为处于极昼的极点;④若太阳高度角最大=0,则该地极夜,并处于与晨昏线相切的纬线上;太阳高度角日变化曲线图的相关计算与分析:1、读时间坐标(1)昼长时间=日落时间-日出时间①若昼短于12小时,说明该地处于冬半年;②若昼等于12小时,说明太阳直射赤道(两分)或该地位于赤道上;③若昼长于12,说明该地就是夏半年;④若昼长等于24小时,说明该地极昼。
(2)若坐标上为北京时间:①可计算:日出当地时间=12-昼长/2 日落当地时间=12+昼长/2②据当地与北京时间差,求当地经度;2、读太阳高度高度角,可判断或计算直射点纬度、当地纬度: ah(太阳高度)0°66°340:00 6:00 12:00 18:00 24:0090°23°26 46°5243°08bcde f(1)直射点纬度:根据正午太阳高度角公式计算;等于出现极昼的极点太阳高度、根据极昼、极夜的范围确定(互余)(2)当地纬度:根据正午太阳高度角公式计算;根据太阳高度变化判断;(二)太阳高度角的空间变化:1、规律:由直射点(90)向四周递减,至晨昏圈递减为02、等太阳高度线图:可以瞧做就是以太阳直射点为中心的俯视图,图的中心为太阳直射点,以该点为中心向四周逐渐降低;外圆为0°,则图示范围=昼半球;外圆>0°,则图示范围<昼半球(1)抓住两个“太阳高度”变化规律:①图的中心为太阳直射点,太阳高度以该点为中心向四周逐渐降低;②通过该点的纬线即为太阳直射的纬线,其正午太阳高度为90度,通过该点的经线即太阳直射的经线,正午太阳高度的分布规律从太阳直射点向南北递减。
正午太阳高度角及其变化规律
。
北
东
4）计算楼距
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（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°) 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） 。
南
南
你能结合上图帮赵亮分析一下原因吗？
5）计算热水器的安装角度
读右图，观察、思考、理解。 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
⑴空间变化规律—纬度变化规律
春、秋分日： 太阳直射赤 道，太阳高度角 由赤道向南北两 侧递减
⑴空间变化规律—纬度变化规律
夏至日： 由北回归线 向南北两侧递减
⑴空间变化规律—纬度变化规律
冬至日： 由南回归线 向南北两侧递减
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
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
南北回归线之间地 区
每年有两次太阳直射达到最大植。 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。
3. 正午太阳高度的计算
如右图，图中 A为太阳直射点， 其纬度为δ ，B点 纬度为φ ，H为B 点的正午太阳高 度。请用图解法 求B点的正午太阳 高度H与当地纬度 φ 、太阳直射点 纬度δ 之间的关 系，并归纳求各 地正午太阳高的 通用公式。
太阳高度角和日出日落时刻太阳方位角一年变化范围的计算
太阳高度角是指太阳离地平面的角度，对于日出和日落来说，太阳高度角等于0度。
太阳高度角的变化主要受到地球自转轴的倾斜度（地轴倾角）的影响，地轴倾角约为23.5度。
地球公转轨道的椭圆度也会对太阳高度角产生一定的影响。
在一年中，太阳高度角的变化是周期性的。
在春分和秋分的时候，太阳高度角在正午达到最大值，约为90度减去地轴倾角。
而在冬至和夏至时，太阳高度角在正午达到最小值，约为90度加上地轴倾角。
此外，在赤道附近的地区，太阳高度角的变化更加平缓，而在极地附近的地区，太阳高度角的变化更加剧烈。
计算两个显而易见的日期，即夏至和冬至的太阳高度角。
夏至时，太阳直射点位于北回归线上，即北纬23.5度，此时太阳高度角最大，约为90度加上地轴倾角23.5度，即113.5度。
相应地，冬至时，太阳直射点位于南回归线上，即南纬23.5度，此时太阳高度角最小，约为90度减去地轴倾角23.5度，即66.5度。
除了太阳高度角，太阳的方位角也会随着季节而变化。
太阳方位角是指太阳相对于观察者的位置，通常用正东方向为0度，正南方向为90度，正西方向为180度，正北方向为270度。
太阳方位角的计算需要考虑地球自转和公转的影响，以及观察者所在的经度和纬度。
在一年中，太阳方位角的变化也是周期性的。
在春分和秋分的时候，太阳方位角在正午达到最大值，即正南方向。
而在冬至和夏至时，太阳方位角在正午达到最小值，即正北方向。
此外，观察者所在的经度也会对太阳方位角产生影响，比如位于东经120度的观察者，在夏至时，太阳在正午的方位角约为80度，而在冬至时，太阳在正午的方位角约为160度。
为了计算太阳高度角和方位角的变化范围，可以采用数学模型和计算工具，如天文学软件或在线计算器。
这些工具可以根据地球自转、公转和观察者所在位置的参数，计算出太阳高度角和方位角在一年中的变化。
通过观察和分析计算结果，我们可以得出太阳高度角和方位角的最大值和最小值，以及变化的趋势。
一日中太阳高度角和日影的变化规律
一日中太阳高度角和日影的变化规律一、概述太阳是地球上最重要的能源来源之一，其高度角的变化对人类的生活和自然界的规律都有着深远的影响。
本文将从太阳高度角和日影的变化规律出发，分析其对气候、能源利用以及生物生长等方面的影响，旨在帮助读者深入理解太阳活动的规律并加深对其重要性的认识。
二、太阳高度角的变化规律1. 一天中的太阳高度角变化太阳高度角指的是太阳光线与地面的夹角，在一天中会随着时间的变化而变化。
一般来说，太阳升起时的太阳高度角较低，而在正午时分太阳高度角最高。
随着时间的推移，太阳高度角逐渐降低，最终太阳落下时太阳高度角再次降低为0。
2. 一年中的太阳高度角变化除了一天中的变化外，太阳高度角还会随着季节的变化而变化。
在夏至时太阳高度角最高，在冬至时太阳高度角最低。
而在春分和秋分时，太阳高度角大约是在两者之间的中间值。
这种季节性变化会影响地球上的气候和植被生长。
三、日影的变化规律1. 一天中的日影变化太阳的高度角变化会直接影响到地面上物体的投影，形成日影。
在太阳升起时，物体的影子会较长，而在正午时物体的影子最短。
随着太阳高度角的降低，物体的影子逐渐变长，直至太阳落下时物体的影子再次变长。
2. 一年中的日影变化随着季节的变化，日影的长度也会发生变化。
在夏季，由于太阳高度角较高，物体的日影相对较短；而在冬季，太阳高度角较低，物体的日影相对较长。
这种季节性变化也会影响到建筑物和园林的设计布局。
四、太阳高度角和日影的影响1. 对气候的影响太阳高度角的变化是地球气候季节变化的重要原因之一。
不同的太阳高度角会带来不同的辐射强度，影响到地表的温度和气候。
太阳高度角的变化也直接影响到日照的时长，从而影响到植被生长和动物活动。
2. 对能源利用的影响太阳能是一种清洁、可再生的能源，其利用受到太阳高度角和日影的影响。
利用太阳能发电和热利用，需要充分考虑太阳高度角和日影的变化规律，合理安排设备的布局和调整太阳能设备的倾斜角度，以提高能源利用效率。
【解题方略】正午太阳高度角计算公式与变化规律
1 / 1
【大招解题】正午太阳高度角计算公式与变化规律
1.解题要点：远小近大，来增去减。
直射90°
与直射点纬度差越小（大），正午太阳高度越大（小）
2.计算公式：H=90-某地与直射点的纬度差
3.适用问题：求日影长短、正午太阳高度角大小的题目可用。
或通过日影长短变化，反向推断所在地地理纬度的题目
典型例题
2015年某日出现了日食现象。
在四幅日照图中，深色阴影为夜半球，浅色阴影为当时可观测到日食的地区范围。
发生日食的这天，在上图所示四地中，正午太阳高度角最大的是（ ）
A ．甲
B ．乙
C ．丙
D ．丁 答案:A
大招解题：
根据“远小近大”原则，甲距离直射点纬度差最小，则正午太阳高度最大。
太阳高度角规律
太阳高度角规律
（实用版）
目录
一、太阳高度角的概念
二、太阳高度角的变化规律
1.纬度变化规律
2.季节变化规律
三、太阳高度角的应用
1.确定地方时
2.确定房屋的朝向
3.确定当地的地理纬度
4.判断日影长短及方向
5.确定楼间距、楼高
6.计算太阳能热水器的安装角度
7.判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
正文
太阳高度角是指太阳光线与地平面的夹角，它是一个重要的天文概念。
太阳高度角的变化规律主要受到地球自转、地球公转和地轴倾斜角度的影响。
首先，我们来看太阳高度角的纬度变化规律。
从太阳直射点的经纬度到南北两侧，太阳在中午的高度角会逐渐减小。
具体来说，当太阳直接辐射点的纬度与太阳直接辐射点的纬度相差一度时，太阳在中午的高度角减小了一度。
其次，太阳高度角还受到季节变化的影响。
太阳直射点会随着季节的变化而移动，当太阳直射点向某地移动时，该地的正午太阳高度角会逐渐增大；反之，当太阳直射点离开某地时，该地的正午太阳高度角会逐渐减小。
太阳高度角在实际生活中有许多应用。
首先，我们可以通过太阳高度角来确定地方时。
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。
其次，太阳高度角可以用来确定房屋的朝向，以保证建筑物能够获得充足的太阳光照。
此外，太阳高度角还可以用来确定当地的地理纬度，以及判断日影的长度和方向。
在太阳能利用方面，太阳高度角也是一个重要的参数。
通过计算太阳高度角，我们可以确定太阳能热水器的安装角度，以保证太阳能能够被最大限度地利用。
午太阳高度角的变化规律
地球公转地理 意义 ——正午太阳 高度的变化
#2022
本节学习目标：
一、太阳高度的概念
太阳光线与地面所成的夹角。
太阳光线
太阳高度角
地面
二、正午太阳高度的变化
1、正午太阳高度：一天中的最大值（各地地方时12时的太阳 高度角）。
西
正午太阳高度
南 北
东
同一纬度太阳高度日变化规律：昼半球：大于0°；
夜半球：小于0°；晨昏线：等于0°。
＜＜返回
添加标题
正午太阳高度分布规律：
添加标题
夏至日：由北回归线 向南北两侧 递减。
添加标题
正午太阳高度的变化
添加标题
北回归线以北地区达到一年中的 最大值，南半球各地达到一年中 的最小值。
二、正午太阳高度的变化
正午太阳高度分布Βιβλιοθήκη 律：冬至日：由南回归线向 南北两侧递减。
南回归线以南地区 达到一年中的最大 值，北半球各地达 到一年中的最小值。
北半球夏至日
正午太阳高度的变化
正午太阳高度分布规律：
：由赤道向南北
两侧递减。
正午太阳高度的变化
01 添加标题
正午太阳高度由太阳直射点向南北 两侧递减
03 直射
单击此处添加小标题
02 直射
单击此处添加小标题
04 直射
单击此处添加小标题
北极圈
北温带
北回归
气候特征
终年严寒
四季分明
线
赤热 带道
终年炎热
南回归
南温带
南极
圈南寒带
900
线
四季分明
终年严寒
楼间距的求算 ❖为了采光良好，楼房间应保持适当距离
课件3：2.3太阳高度角的变化规律及其计算
地面
【夏至】
N
北回归线及其以北地区正午 太阳高度达一年最大
整个南半球则都达一年最小
【冬至】
南回归线及其以南地区正午
太阳高度达一年最大
S
整个北半球则都达一年最小
正 正午午太太阳阳高高度度角从从直直射射纬点度向向南南北北两两侧侧递递减减 同一天，同一纬度的正午太阳高度角相等
正午太阳高度的相关计算
某纬度φ的正午太阳高度H＝90°－|φ－δ|，其中δ为太阳直射点纬度， 夏半年取正值，冬半年取负值。下图示意某地北京时间18时的太阳 位置。
2、该地的经度为
A.30°E
B.30°W
C.60°E
D.60°W
3、该地的纬度可能为
A.10°N
B.10°S
C.50°N
D.50°S
答案 2.A 3.C 解析 第2题，根据题干：北京时间为18时，而该地为12时，利用时 差算出该地经度为30°E，A项正确。第3题，因为题干并没有交代图 示为具体哪一日正午太阳高度，因此根据正午太阳高度计算公式分 别计算出夏至日和冬至日的正午太阳高度角即可。夏半年太阳直射 点纬度取正值，冬半年取负值。经计算，该地纬度介于21.5°和66.5° 之间，只有C和D项符合。再依据图示正午太阳位于南方，确定该地 为北半球，只有C项符合
答案 D 解析 丙地6月22日正午太阳高度为90°，位于北回归线上；甲地12 月22日正午太阳高度最低，6月22日正午太阳高度接近60°，位于北 回归线以北；丁地12月22日正午太阳高度超过60°，6月22日正午太 阳高度最小，位于南回归线以南；乙地接近南回归线，位于南回归 线以北。所以四地自北向南排列依次是：甲、丙、乙、丁。
太阳高度角的公式
太阳高度角的公式太阳高度角计算公式：α=90°-|β-γ|，其中α为正午太阳高度角，β为观察者所处的纬度，γ为太阳直射点的纬度。
太阳高度角指的是正午的太阳光线与地平面的夹角。
太阳高度角的公式 1一般时间太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。
太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）以δ表示，观测地地理纬度用φ表示（太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正，南纬为负），地方时以t表示，有太阳高度角的计算公式：sin h= sin φ sin δ+cos φ cosδ cos t正午时间日升日落，同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。
时角是以正午12点为0度开始算，每一小时为15度。
即14点和10点分别为30度和-30度。
日出日落时角度都为0，正午时太阳高度角最大（90°），时角为0，以上的公式可以简化为：sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ由两角和与差的三角函数公式，可得sin h=cos(φ－δ)因此，对于太阳位于天顶以北的地区而言，h=90°－(φ－δ)；对于太阳位于天顶以南的地区而言，h=90°－(δ－φ)；二者合并，因为无论是(φ－δ)还是(δ－φ)，都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差，不会是负的，因此都等于它的绝对值，所以正午太阳高度角计算公式：h=90°-|φ-δ|具体计算：还是举个例子来推导，假设春分日（秋分日也可，太阳直射点在赤道）某时刻太阳直射(0°，120°E)这一点，120°E经线上各点都是正午。
对于（0°，120°E）这点来说，它离太阳直射点的纬度距离是0°，它的太阳高度角就是90°。
另外一个观测点，（1°N，120°E）与太阳直射点的纬度差为1°此时，这一点的太阳高度角为89°（根据上面的公式h=90°-|φ-δ|）。
(完整版)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1．太阳高度与正午太阳高度太阳相对于地平面的高度角叫太阳高度，太阳高度的最大值为90°。
正午太阳高度就是一天中最大的太阳高度，也就是太阳直射当地经线时的太阳高度，此时当地的地方时为12时。
太阳高度的全球分布规律：由直射点向四周递减，直至晨昏圈上为0°，呈同心圆分布。
太阳高度的日变化：极点上，在极昼期间，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，如下图甲；非极点地区，太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值，即当地的正午太阳高度，如下图乙。
2．正午太阳高度的变化规律(1)正午太阳高度的纬度变化规律同一时刻，从太阳直射点向南北两侧递减；同一地点，离太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度角越大，“点近角大、点远角小”；纬度相差多少度(1°)，正午太阳高度角就相差多少度(1°)。
具体如下表： 太阳直射点所在纬度正午太阳高度为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归纳南回归线正午太阳高度为90°，由南回归线向南北两侧递减南回归线冬至赤道正午太阳高度为90°，由赤道向南北两极递减赤道秋分北回归线正午太阳高度为90°，由北回归线向南北两侧递减北回归线夏至赤道正午太阳高度为90°，由赤道向南北两极递减赤道春分正午太阳高度的纬度变化太阳直射点节气(2) 正午太阳高度的季节变化北半球冬至日达到一年中最大值，然后又逐渐缩小，到北半球夏至日达到一年中最小值南回归线及其以南地区 一年中有一次太阳直射，直射时正午太阳高度最大南北回归线上 一年中有两次太阳直射，直射时正午太阳高度最大南北回归线之间的地区北半球冬至日后逐渐增大，北半球夏至日达到一年中最大值，然后又逐渐缩小，到北半球冬至日达到一年中最小值北回归线及其以北地区正午太阳高度的变化纬度地带3．正午太阳高度的计算某地正午太阳高度的大小，可以用下面的公式来计算：H＝90°－|φ－δ|。
太阳直射角度计算公式原理
太阳直射角度计算公式原理
太阳直射角度计算公式：H（正午太阳高度角）=90度-（已知角度+或-23度26分），同半球相减，不同半球相加。
从太阳直射点地（此处为90°）所在纬度向南北递减，减少的度数等于当地地理纬度与直射点纬度之差（一南纬、一北纬地区的差，为其数值之和）。
由于太阳直射点在南北回归线之间移动，所以原理是：
1、在回归线之间的地区，一年有两次太阳直射机会，此时正午太阳高度最大，为90°。
太阳直射南北回归线时出现极小值。
其中除赤道两个极小值都是最小值外，其它地区以太阳直射另一半球回归线时最小。
2、在回归线之外的地区，可含南北回归线，在太阳直射本半球回归线时最大，直射另一半球回归线时最小。
例如，北京约在北纬40°，在北半球夏至，太阳直射北回归线，此时这里的正午太阳高度最大，约为73.5°；在冬至，太阳直射南回归线，此时这里的正午太阳高度最小，约为26.5°。
因为地球的公转致使一年内太阳在地球的直射点在南北回归线
之间往复一次。
以北半球北回归线穿过的地区为例：一年中当太阳光直射北回归线时，正值我国北方的夏至节气，正午太阳在头顶正上方，即太阳高度角为90°，为一年中的最大值；当太阳光直射南回归线时，正值我国北方的冬至节气，此时的太阳高度角为23.5°，为一
年之中的最小值。
总之，是由于地球的公转导致的太阳高度角的变化和一年四季的划分。
太阳高度角全年的变化规律
太阳高度角全年的变化规律
太阳高度角是指太阳光线与地球表面某一点水平面之间的夹角。
随着地球在绕太阳公转以及地球自转，太阳高度角在一年中会经历一系列的变化。
在北半球，太阳高度角的变化可以分为以下几个阶段：
春季：随着太阳直射点从南回归线向北移动，北半球的太阳高度角逐渐增大。
在春分日（3月21日）前后，北半球的太阳高度角达到最小值，但此时昼夜平分。
夏季：随着太阳直射点继续向北移动，北半球的太阳高度角继续增大。
在夏至日（6月22日）前后，北半球的太阳高度角达到最大值，此时也是白天最长、夜晚最短的时候。
秋季：太阳直射点从北回归线向南移动，北半球的太阳高度角开始减小。
在秋分日（9月23日）前后，北半球的太阳高度角再次达到最小值，同时昼夜再次平分。
冬季：太阳直射点继续向南移动，北半球的太阳高度角继续减小。
在冬至日（12月22日）前后，北半球的太阳高度角达到最小值，此时也是夜晚最长、白天最短的时候。
需要注意的是，太阳高度角的变化不仅受到季节的影响，还受到地理位置、海拔高度、大气条件等多种因素的影响。
因此，具体的太阳高度角数值需要根据实际情况进行计算和测量。
总的来说，太阳高度角的变化规律是随着季节的变化而呈现周期性的变化，其变化周期为一年。
在北半球，夏季时太阳高度角最大，冬季时最小。
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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南回归线上的正午太阳高度最大。 冬至日 南回归线 从南回归线向南北两侧递减。
缩记：正午太阳高度由直射点所在纬线向南北两侧递减； 离太阳直射点越近，正午太阳高度越大。
(2)正午太阳高度的年变化 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
回归线 之间
回归 线上
4.正午太阳高度大小的季节变化规律
正午太阳高度
夏
达到一年中最
至
大
日
（
既不是最大，又不是最小
月
正午太阳高度
达到一年中最
日
小
）
6 22
夏至日，正午太阳高度北回归线及其以北达到一年中的最大值； 南半球达到一年中的最小值
12 22
冬
至 日 （
正午太阳高度 达到一年中最
小
月
既不是最大，又不是最小
日
正午太阳高度
4．仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是(C )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A．①
B．② C．③
D．④
5．为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的
是A．( D①)
B．② C．③ D．④
（2013·福建高考)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(1)～(2)题。
直 射 H
6、正午太阳高度相关知识的应用
（1）确定地方时 当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时 当地地方时为12时。
（2）判断所在地区的纬度 【练习】夏至日某地的正午H=66.5°，则该地的地理纬度是多少？
（3）确定房屋朝向 为了获得更充足的太阳光线，确定该房屋的朝向与正午太
阳所在位置有关。 【规律】北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝
）
达到一年中 最大
冬至日，正午太阳高度南回归线及其以南达到一年中的最大值； 北半球达到一年中的最小值
3.正午太阳高度大小的空间变化规律（纬度变化规律）
节气
太阳直射点 位置
正午太阳高度大小的分布规律
春秋分
赤道
赤道上的正午太阳高度最大。从 赤道向南北两侧递减。
北回归线上的正午太阳高度最大。 夏至日 北回归线 从北回归线向南北两侧递减。
装高度 A．①③
B．①④ C．②③ D．②④
(1)遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时( D)
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
(2)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 ( A )
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
考点三 ——
太阳高度角的变化规律及其计算
考点三：正午太阳高度的变化
1.太阳高度的含义
太阳光线与地平面的夹角；昼半球太阳高度大于0°、夜半球太阳 高度小于0°，晨昏线太阳高度等于0°
2.正午太阳高度的含义
头顶
一天内最
正午
大的太阳
高度角，
地方时为
12点时太
阳最高。
傍晚 H
早晨
3．理解正午太阳高度的空间变化规律 正午太阳高度从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；距 太阳直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。同一纬线 上正午太阳高度相等。以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的 两条纬线，正午太阳高度相等。
α和影长（Ｌ，也即楼间距离）。
楼间距离Ｌ=H ÷ tan α
Ｈ
αＬ
（6）计算热水器的安装角度 读右图，观察、思考、理解。 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。
7．该地经度为( A．30°E
A
) B．30°W
C．60°E
D．60°W
8A．．该10地°纬N度可能为B．( 1C0°) S
C．50°N
D．50°S
(2016·高考江苏卷)住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不 同树种对光照与风有不同影响。下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景 观设计示意图。读图回答 4～5 题。
(2017·保定模拟)读某地全年正午日影长短和朝向变化示意图，回 答12～13题。
B 12．该地可能位于( )
A．20°N B．20°S C．30°N D．30°S
D 13．该地正午日影最短时，郑州( )
A．正午太阳高度最大 B．昼夜平分 C．正值高温多雨季节 D．正值寒冷干燥季节
（5）计算楼距：以北回归线以北地区为例 ----解题的关键是计算出当地冬至日的正午太阳高度
安装角度a=90°--H(正午太阳高度角) =纬度差（即太阳直射点与热水器所在地纬度差）
6．(2015·高考浙江卷)如图为某地地方时 12 时的太阳周年位置 轨迹示意图。若甲、乙两个位置的太阳高度之和为 90°，则乙 位置太阳高度为( D )
A．47° C．23.5°
B．43° D．21.5°
(高考海南卷)某纬度 φ 的正午太阳高度 H＝90°－|φ－δ|，其 中 δ 为太阳直射点纬度，夏半年取正值，冬半年取负值。下图 示意某地北京时间 18 时的太阳位置。据此完成 7～8 题。
南；南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
（4）判断日影长短及方向
1.太阳直射点上，物体的影长缩短为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 2.日影朝向与太阳照射方向相反，北回归线以北的地区，正午的 日影全年朝向正北，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归 线以南地区，正午日影全年朝向正南，夏至日日影最长，冬至日 最短。
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高 度最大值
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
回归线 至极点
之间
5.正午太阳高度的计算：H=90°-两点纬度差 两点指观测点和太阳直射点。若两点同在北
（南）半球，两点纬度差为大数减去小数； 若两点分别属于南北不同半球，两点纬度 差为两点的纬度之和(同减异加)