正午太阳高度角的变化规律

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昼夜长短与正午太阳高度变化规律(自己整理)

南、北递减。
12月22日
冬至日
南回归线
(23°26′S)
北半球各地昼最短，夜最短，北极地区出现极夜范围最大（整个北极圈），南半球反之。
南回归线上正午太阳高度角90°，由南回归线分别向南、北递减。
12月22日
至次年3月21日（冬至日到次年春分日）
太阳直射点在南半球，且向北移动。
以太阳直射的经线正午太阳高度为90°，分别向南、北递减。
6月22日
夏至日
北回归线
(23°26′N)
北半球各地昼最长，夜最短，北极地区出现极昼范围最大，南半球反之。
北回归线上正午太阳高度角90°，由北回归线分别向南、北递减。
6月22日
至9月23日（夏至日到秋分日）
太阳直射点在北半球，向南移动。
北半球开始昼变短、夜变长（白昼大于夜晚），北极附近出现的极昼范围开始变小，南半球反之。
北半球昼开始变长，夜开始变短（白昼时间小于夜晚时间），北极地区极夜范围开始缩小，南半球反之。
以太阳直射的经线正午太阳高度为90°，分别向南、北递减。
日期
太阳直射点
的位置
昼夜长短变化
正午太阳高度变化
3月21日
春分日
赤道
全球昼夜等长
赤道90°，由赤道向两极逐渐递减，至两极点为0°。
3月21日至6月22日（春分日到夏至日）
太阳直射点
在北半球，
向北方向移动。
北半球昼开始变长，夜开始变短（白昼时间大于夜晚时间），北极地区出现极昼的范围开始变大，南半球反之。
以太阳直射的经线正午太阳高度为90°，分别向南、北递减。
9月23日
秋分日
太阳直射在赤道。
全球昼夜等长。
赤道90°，由赤道向两极逐渐递减，至两极点为0°。

地球公转的地理意义(正午太阳高度角的变化)

太阳直射点回归运动使得某一纬度正午太阳高度角发生变化
4、正午太阳高度角的季节变化规律：
请问樟树市正午太阳高度角一年中什么时候最大？什么时候最小？
夏至6·22前后
樟树（28°N） 23°26'N
春分3·21前后
秋分9·23前后冬至12·22前后
00 23°26'S
4、正午太阳高度角的季节变化规律： N
北半球中纬度地区日出、日落方位
影子朝向的特殊情况：南北极点
北极点上物体的影子一定指向正南方，太阳的方位也
一定是在正南方。
南极点上物体的影子一定指向正北方，太阳的方位也
一定是在正北方。
二、正午太阳高度角与生活
2.太阳能热水器的摆放
太阳能热水器应该怎么摆才能最大限度利用太阳能？
朝向：东 or 南 or 西 or 北?
0°
0°
(2)此时太阳直射点的位置 (23°26′S，30°W) （3）A点的正午太阳高度是（66°34＇ )
(4)此时南昌（28°N，115°E)的正午太阳高度角达一年中最__小____值，过三个月后昼夜长短情况为_昼__夜__相__等__。
如果你看到面前的阴影，别怕，
那是因为你的背后有阳光。
二、正午太阳高度角与生活
1.影子的长短及朝向
a.一天之中地物影子的朝向与长短有什么变化规律呢？
规律：
影子的朝向：影子的朝向与太阳的方位相反影子长短：太阳高度越大，影子越短；太阳高度越小，影子越长。
H1
H2
地平面
2 1
b.一年中正午时分影子的长短与朝向变化
某地一年中正午时分地物影子的长短变化规律：
要交的作业（要求有步骤、有过程）：求冬至日和夏至日北京市（40°N）太阳能热水器倾角分别应该是多少才能最大限度的利用太阳能？

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。

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。

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。
THANKS
感谢观看
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。

正午太阳高度变化

二十四节气与四季
立秋处暑白露我国秋季
我国夏季
夏至秋分冬至春分
秋分
寒露霜降
我国春季
清明春分惊蛰雨水
立冬
小雪
我国冬季大雪冬至小寒
立春
大寒
（2）、五带的划分－－依据：太阳热量的分布多少北寒带有极昼极夜无直射 034′N 66
北极圈
北温带
23026′N 北回归线
0°
90°´N 66°34´N 23°26´N
夏至日二分日冬至日
0°
23°26´S
66°34´S 90°´S
地球自转
赤道
小结
地球公转
黄道
平面
平面
黄赤
交角的回归运动昼夜长短的
纬度变化
太阳直射点
昼夜长短的
季节变化
正午太阳高度的季节变化四季
正午太阳高度的纬度变化五带
（1）、四季
同一时刻：全球正午太阳高度自太阳直射点向南北两侧
递减。（随纬度变化）
同纬度地区：正午太阳高度随季节变化
正午太阳高度的变化幅度赤道到回归线：正午太阳高度变化幅度由23°26´增加到46°52´ 回归线到极圈：正午太阳高度变化幅度为恒值46°52´ 极圈到极点：正午太阳高度变化幅度由46°52´ 减小到23°26´ 90°
23°26´N
夏至日
0°
正午太阳高度的分布规律
90°
春分日和秋分日：太阳直射赤道。
全球正午太阳高度自赤道向南北两侧递减。
0°
90°´N 66°34´ N
0° 23°26´S 夏至日二分日

4正午太阳高度的变化

4、极昼极夜分别出现在哪些地区？
二、正午太阳高度角的变化
夏至日，正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，北回归线及其以北地区，正午太阳高度达到一年最大值，太阳辐射最强。
冬至日，正午太阳高度由南回归线向南、北两侧递减，南回归线及其以南各纬度，正午太阳高度达到一年中最大值，太阳辐射最强。北半球反之。
春分、秋分日，正午太阳高度自赤道向两极递减，南、北半球太阳辐射强度相当。
三、正午太阳高度的计算
公式：H=90°-∣α-β∣ α为太阳直射点的纬度,β为所求纬度(北纬
取正值,南纬取负值)
四、探究问题
H= 90°—纬度差(纬间距)
tanH=杆长/杆影长。纬度差指该地与直射
点间的纬度之差。同半球时等于两地纬度之差；异半球时等于两地纬度值之和。
一、正午太阳高度角
正午：当地地方时12时的太阳高度角，是某地1日之中最大的太阳高度。
正午太阳高度角：太阳光线与太阳照射地点所作的与地球表面相切的平面，即当地地平面的夹角。
二、正午太阳高度角的变化
？思考
1、太阳直射拿一条纬线？
2、全球昼长有什么分布规律？
3、正午太阳高度角有什么分布规律？
四、探究问题
计算楼距。为了使楼房底层获得充足的太阳光照，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。公式：
L=Hcotθ
L楼间距；H前一楼高； θ一年中最小的正午太阳高度角。
课后作业
认真思考课件问题，查阅资料拓展对正午太阳高度角的认识。
做配套习题
THE END
4、极昼极夜分别出现在哪些地区？来自二、正午太阳高度角的变化
？思考
1、太阳直射拿一条纬线？

【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。

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

课件3：2.3太阳高度角的变化规律及其计算

太阳高度角的变化规律正午太阳高度角 (正午太阳高度)
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。