正午太阳高度角的变化及应用
正午太阳高度角变化及应用
正午太阳高度角变化及应用正午太阳高度角是指在正午时刻，在地平线上的太阳和天顶的连线与地球赤道面的夹角，它是一个重要的地理和天文量。
该角度在漫长的历史中被用于测定纬度和时区，同时也被广泛用于定位、气象预报和能源产业的规划。
太阳高度角的变化受多种因素的影响，如时间、地点和季节，这些因素的综合作用会导致太阳高度角的变化规律。
在本文中，将详细介绍太阳高度角的变化规律及其应用。
一、太阳高度角的变化规律太阳高度角从日出时刻开始逐渐增大，到正午时刻达到最大值，然后逐渐减小，最终在日落时刻消失。
每日的太阳高度角变化规律大致呈现一个钟形曲线，这一规律对于人们的生活和工作有着重要的影响。
1. 时间的影响太阳高度角的变化是随着时间的推移而发生的，每天太阳在天空中的位置一直在变化。
在北半球，太阳的高度角最大值发生在正午时刻，而在南半球，太阳的高度角最大值则发生在南十二时刻。
在地球赤道附近地区，由于存在较小的倾斜角度，太阳高度角变化幅度较小。
2. 地点的影响太阳高度角的变化还受地点的影响，不同地点的太阳高度角变化规律有所不同。
在南极洲，由于其接近南极点，太阳高度角的变化规律与北半球相反，即最大值发生在南十二时刻。
在高纬度地区，由于地球倾斜角度较大，太阳高度角的变化幅度也较大。
3. 季节的影响季节也是影响太阳高度角变化的一个重要因素，太阳高度角的变化规律与季节变化规律密切相关。
在夏季，太阳高度角较高，日照时间较长；而在冬季，太阳高度角较低，日照时间较短。
二、太阳高度角的应用1. 确定纬度太阳高度角的测量对于地球的定位非常重要，因为它可以用来确定地球的纬度。
通过观测太阳高度角的变化规律，可以推算地球位于赤道还是南北半球，以及位于北半球的纬度。
这对于地质勘探、探险和旅行有着重要的意义。
2. 确定时区由于太阳高度角的变化规律随着地点的不同而有所差异，因此它也可以用于确定时区。
当太阳高度角达到最大值时，误差最小，此时可以通过对比地方时和标准时来确定所在的时区。
正午太阳高度规律总结及应用
正午太阳高度规律性知识总结及解题应用河北省邢台市邢台学院地理科学系陈霁冰风水规划研究室原创。
专业从事高考地理命题研究、风水规划设计、四柱命理预测邮编054001.邮箱：与正午太阳高度有关的知识是重要的考点内容之一，现将有关规律性的知识总结如下。
一、正午太阳高度角的空间变化规律及应用【知识链接】①全球正午太阳高度的分布规律：从太阳直射点所在纬度分别向南北两侧递减; 离直射点越近，正午太阳高度越大，反之愈小；直射点所在半球昼长夜短，另一半球则昼短夜长。
②二分二至日的正午太阳高度分布规律应特别注意区分。
例1.在图1中，横坐标表示某日正午太阳高度，纵坐标表示纬度。
读图回答1~2题。
—c—a—b【解析】夏至日太阳直射23° 26' N北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中最大值，故应选a、d。
太阳直射北回归线，北半球昼最长夜最短，且纬度越高昼越长，故应选B.【答案】(1) a、d (2) B二、正午太阳高度角的年变化规律及应用【知识链接】①回归线之间的地区：正午太阳高度的最大值为90°,每年有两次太阳直射现象，即一年中有两次正午太阳高度最大值。
②回归线上，正午太阳高度的最大值为90°,每年有一次太阳直射现象，即一年中有一次正午太阳高度最大值。
③回归线至极点之间的地区，正午太阳高度的最大值小于90°,每年没有太阳直射现象，一年中有一次正午太阳高度最大值。
④北回归线以北的纬度带，每年夏至日达最大值，冬至日达最小值。
⑤南回归线以南的纬度带，每年夏至日达最小值，冬至日达最大值。
例2.假设M地( 0°,30°E)、N(23°26' S, 30°E)两地正午太阳高度分别是H和下列说法正确的是()A.耳和H N不可能在同一天达最小值 B .每年总有某一时刻H=H NC.每年约有9个月H M>H D •任何时刻都有F M>H N【解析】正午太阳高度的大小取决于该地与太阳直射点之间的纬度差，离直射点越近，正午太阳高度越大，反之愈小。
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 _____________、______________。
正午太阳高度角及其应用
下图为”某校旗杆正午影端位置一年内变动示 意图”。 1。该校所处的纬度为 A.66.5°N C.23.5°S
B B.23.5°N D.66. 5° S
下图为”某校旗杆正午影端位置 一年内变动示意图”。 2.旗杆影端位于②位置时的日期可能为 A.3月21日 B.6月22日 D C.9月23日 D.12月22日
B．乙＞丙＞甲＞丁
C．乙＞丙＞丁＞甲
D．丁＞丙＞乙＞甲
找出直射点的位置，离直 射点越近，H越大
【例2】下列日期中，北京正午太阳 高度最小的是 A. 5月1日 D B. 6月1日 C. 10月1日 D. 1月1日
距离直射点越近，正午太阳高度角越大 利用回归运动图找出直射点大致位置
同一地点，正午太阳高度角有季节变化
四. 四季的更替 1.天文四季： 立足于太阳高度和昼夜长短的季节变化。 夏季：一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节 冬季：一年中白昼较段、正午太阳高度较小的季节 春秋季节是冬夏两季的过渡季节 北温带的一些国家依据气候实际状况划分。 2.气候四季： 春季：3、4、5月 夏季：6、7、8月 秋季：9、10、11月 冬季：12、1、2月
由于OP垂直于地平面L
o
3
H=∠ 1= 90° -（∠ 2-∠ 3）
计算 Q点的正午 太阳高度 3 2
1 H Q
H=∠ 1= 90° -（∠ 2+∠ 3）
H=90°-｜当地纬度＋（－）直射点纬度｜ （同减异加） 地点 纬度 正午太阳高度角
夏至日
学校 北京 里约热 内卢 23.5°N 40°N 23°S 90° 73.5° 43.5°
探究：下列各组城市的正午太阳高度角 A组：汕头（23.5°N）和北京（40°N） B组：曼谷（13°N） 和雅加达（6°S） C组：圣保罗（23.5°S）和悉尼（33°S） 一年中什么时间最大，什么时间最小？ 什么时间段在增大，什么时间段在减小？
正午太阳高度角的变化在生活中的应用-课件-(共22张PPT)
①利于夏季遮阳
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.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
【2014.课标1，3】
3.太阳能光热电站（如图）通过数以十万计 的反光版聚焦太阳能，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3题． 3.若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔
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。
【解析】该地正午太阳光完全从南方射进屋
子，可推出该地位于北回归线以北 。
左图所示房屋 应该位于哪里？
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H应选择该地正午太阳高度最小值
夏至日
冬至日
北 H冬楼
南
H夏 楼
L
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探究1 房屋采光问题：楼间距与楼高的关系
如果你作为一名房地产开发商，你会如何设计小区或楼 房，既满足采光又节省建筑用地？
思考：我们很多人拍照片的时候这么拍？
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方案1:错落有致 —— 有利于采光和节省建筑用地
方案4：侧面采光 ——充分利用早晨和傍晚的阳光
方案5：后排房屋架空设计 ——即可防潮也可开辟成地下停车场
探究2 太阳能热水器倾角问题
对正午太阳高度的应用并解决实际生活中的具体问题。
5
自主学习
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。
1. 2017年10月1日，天安门前的国旗
A 影子的变化（ ）
A、 西北—北--东北 B、 东北—北—西北 C、 西南—南—东南 D、 东南—南—西南
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
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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)。
正午太阳高度及其应用
C
a＝直射点与所求
点的纬度间隔
a冬至＝30°＋ 23.5°
＝ 53.5°
例4.某校所在地(120º E、40º N)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。下列四幅日照图中与热水器安置方式搭配 不合理的是
D
N
N
A
16º34′
B
S
63º26′
S
C
40º
D 23º26′
34.7 m
楼的间距应大于等于南楼的最大影长，即冬至日的影长
间隔应增大
解题思路：黄赤交角增大则该 地冬至日的正午太阳高度将变小 知识依托： 正午太阳高度的分布规律、计算，太阳高度和物体 影长的关系
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，运用以下公式回答题。（tan 35°≈0.7 tan 45°=1 ; tan6 0°≈1.732） 1、房地产开发商在某城 市（北纬30度）建造了两 幢商品住宅楼，某个居民 买到了北楼一层的一套房 子，于春节前住进后发现 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（ ） A.1个月 B.3个月 C.6个月 D.9个月
B、冬至日正午太阳高度 达到全年最大
90 °S 23°26′S
达到全年最小
0° 23°26 ′N 90°N
C、南北回归线之间每年有两次太阳直射。
正午太阳高度角随季节变化规律
北回归线及以北地区：夏至日达最 大值，冬至日最小；
同 一 地 点
南回归线及南地区：冬至日达最大 值，夏至日最小； 回归线之间的地区：太阳两次直射， 回归线上直射只有一次。
2：判读所在地区的经纬度
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。
16正午太阳高度角的计算及应用
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′
二、正午太阳高度的变化规律
• 同一天，正午太阳高度的纬度（空间） 变化
• 同一地，正午太阳高度的年（时间） 变化
思考1：请你尝试画出春分日正午太阳光度角的分 布图
正午太阳 高度角 90
90 60
60
30
30
0
N
60
正午太阳高度角的 计算及应用
华山中学
李玉梅
1.正午太阳高度分布的基本规 律是什么？
2.库尔勒正午太阳高度最大值和 最小值分别出现在什么时候？
太阳高度角
一、正午太阳高度角的计算
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.计算库尔勒(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°
N
二分日
冬至日
S
1 90° P
23°26´N
2
3 0°
23°26´S
P:北回归线地区
冬至日
二分日
夏至日
N
S
1 90° P
23°26´S
2
3 0°
23°26´N
P:南回归线地区
夏至日
N
二分日
冬至日
S
3 1 P 2 0°
23°26´S
23°26´N
P:北回归线以北地区
夏至日
N
二分日
太阳高度角
夏至日，太阳直 射 北回归线 。
正午太阳高度最大的 是 北回归线。 正午太阳高度角的 变化规律是 从北回归 线向南北两侧递减。
冬至日，太阳直 射 南回归线 。
正午太阳高度最大的 是 南回归线 。 正午太阳高度角的 变化规律是 从南回 归线向南北两侧递减。
总之，同一时刻，正午太阳高 度由直射点向南北两侧递减。
A
（2）当地地方时为12点时的太阳高度角，是一 天太阳高度的最大值，称为正午太阳高度角。
2.就一地来看，一天当中太阳高度角有何变 化规律？
从日出开始，太阳高度由0°逐渐增大，至正午达最大值， 然后逐渐降低，至日落时降为0°。
2、正午太阳高度的变化规律
春秋分，太阳直 射 赤道 。 正午太阳高度最大 的是 赤道 。 正午太阳高度角 的变化规律是 从赤道向南北两极递 离直射点越近，正午太 阳高度越大；反之越小。 减
正午时分
日落时分
H
日出时分
地平面
一天当中，日出时分（晨线上）和日落时分（昏 线上）的太阳高度为0；白天太阳高度大于0，晚 上的太阳高度小于0。 一天当中地方时为中午12点太阳高度最大。
一、正午太阳高度角的变化 1、太阳高度、正午太阳高度
H
（1）太阳高度也称为太阳高度角，是太阳光线 与地平面的夹角，或说人们看太阳的仰角。
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
集热管 即 β=90º —24º 34′ 水箱
β =65º 26′
α
调 节 杆
丹凤（34ºN）春秋分、夏至日、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？
（5）计算楼距。
一般来说，纬度较低的地区，楼距较小，纬度较高的地区， 楼距较大。算最小楼距关键是计算当地冬至日的正午太阳高度时 的楼距。
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′）。
正午太阳高度角变化应用
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 。
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。