高考地理必备考点之正午太阳高度角剖析

正午太阳高度角

一、考纲透析

1．通过读图能正确分析正午太阳高度角变化的规律；

2．牢记正午太阳高度角计算的公式；

3．能用正午太阳高度的计算原理，解决生活中的实际问题，如确定楼间距、调整太阳能热水器的倾角等。二、体验高考

(2011年高考安徽文综)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．①②④

C．①③④D．②③④

（2007年宁夏文综）我国某校地理兴趣小组的同学，把世界上四地年内正午太阳高度变化及方向绘成简图（图3）。回答3～4题。

3.可能反映学校所在地正午太阳高度年变化及方向的是

A．① B．② C．③ D．④

4.当②地正午太阳高度达到最大时

A．地球公转速度较慢

B．其他三地正午太阳所在方向不同

C．该学校所在地天气炎热

D．太阳在地球上的直射点将北返

三、自建基础

1．太阳高度角

（1）太阳高度角的概念：与之间的夹角。

昼半球的等太阳高度线分布图

（2）某日太阳高度的全球变化规律

由向递减，直至晨昏圈上为°，

呈分布。

（3）某日某地太阳高度日变化

日出时，太阳高度为；日出以后，太阳高度；

（地方时点)，太阳高度达最大；正午以后，

太阳高度；日落时，太阳高度为。

南北极点的太阳高度在一天中(极夜除外)。

2．正午太阳高度角

（1）正午太阳高度角的概念：一天中太阳高度最值出现在，称为正午太阳高度角。（2）纬度变化规律

同一时刻，正午太阳高度自所在纬线向南北两侧递减。

例：冬至日从向南北两侧递减。

（3）季节变化规律

夏至日，及其地区达一年中最大值，半球达年内最小值。

冬至日，及其地区达一年中最大值，半球达年内最小值。

即什么时间离太阳直射点，什么时间正午太阳高度就；什么时间太阳直射点向该地接近，什么时间该地太阳高度就；反之，则相反。

3．正午太阳高度的计算

(1)图解法

当太阳直射点位于N时，求M地正午太阳高度。

①过M点作太阳直射点光线的。

②连接M和地心并延长，作其垂线，即地平面，则H即为。

③H＝90°－

(2)公式法

一地正午太阳高度的大小，可以用下面的公式来计算：H＝90°－。

公式中H为正午太阳高度，φ为所求地点地理纬度，永远取值，δ为直射点纬度，当地半年取正值，半年取负值。

【特别提醒】利用图示法非常便捷

如图所示：当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度是：

HA＝90°－弧AB ＝90°－＝

当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度是：

HC＝90°－弧BC ＝90°－＝

四、总结提高

1．利用正午太阳高度确定地方时或当地的地理经度；

当某地太阳高度达到一天中的最大值时，就是一天的正午时刻，此时该地的地方时为12时。

例：某地理兴趣小组利用测影子长短的方法来测量我校的经度，发现一天中某直立竹竿的影子在北京时间12:24时最短，请问我校所在的经度是多少？（114°E）

2．利用正午太阳高度确定当地的地理纬度；

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“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。

例：我国一位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=36°34′,若当天为冬至日，这位中学生的经纬度位置是？（30°N，110°E）

3．利用正午太阳高度确定房屋的朝向；

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。北回归线以北的地区，正午时太阳位于南方，房屋朝向南方；南回归线以南的地区，正午时太阳位于北方，房屋朝向北方。

4．利用正午太阳高度确定日影长短及方向；

（1）日影的长短

结论：正午太阳高度角越大，日影越短。直射时影长为零。

（2）正午日影的朝向

位于直射点以北地区，正午日影朝北；位于直射点以南地区，正午日影朝南。（南北极点除外）

结论：北回归线以北地区，一年中正午人影始终朝北，南回归线以南地区正午人影始终朝南，南北回归线之间的地区，正午人影在：直射点在该地以南时候朝北，直射点在该地以北时候朝南。

讨论：分析北京（40°N）一年之内正午日影的朝向是( 正北 ),

日影长短变化的规律是：冬至日最长，夏至日最短。

分析悉尼（33°S）一年之内正午日影的朝向是( 正南 ),

日影长短变化的规律是：冬至日最短，夏至日最长。

5．利用正午太阳高度确定楼距和楼高；

计算原理：tanH=h/L L：楼间距H：正午太阳高度h：楼房高度

对于北回归线及其以北地区来说，只要冬至日不被挡住的话，全年就不会被挡住。对于南回归线及其以南地区，只要夏至日不被挡住，全年就不会被挡住。

例：在北京（40°N）楼高为h的楼房北侧新建一楼房，要使新楼房底层全年正午都能见到阳光，则两楼之间的距离应不小于？( hcot26.5°）

6．利用正午太阳高度调整太阳能热水器的倾角；

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，使太阳光与受热板之间成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如图乙)。

例：小明通过研究发现当太阳能热水器集热板和太阳光线垂直时吸收效果最好。为此他对原来太阳能热水器的固定支架进行了改装，变为可调节的支架，以便在每天正午时达到与太阳光线垂直。请问：北纬30°某地太阳能热水器集热板和地面的夹角在冬至日和夏至日分别应为多少？（冬至日：53°26′夏至日：6°34′）

7．利用正午太阳高度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，得到的光热多，背阳坡得到的太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。

8．【技巧点拨】正午太阳高度的年变化幅度

在南北回归线之间的地方，其正午太阳高度的年变化幅度ΔH＝23°26′＋Φ(Φ为当地纬度)；在回归线与极圈之间的地方，其正午太阳高度的年变化幅度恒为46°52′；从极圈到极点之间的地方，其正午太阳高度年变化幅度从46°52′逐渐降低至23°26′，任一纬度Φ的正午太阳高度年变化幅度ΔH＝90°－Φ＋23°26′。

五、精题砺剑

Ⅰ、基础自测

1．某学校地理兴趣小组外出考察，如图3—6，在a地正午太阳高度最大时，用测角器测当地的地理纬度，此时学生手表指针为18时20分（北京时间），a的地理位置坐标为（）