正午太阳高度角知识点

正午太阳高度角知识点

摘要：在《普通高中课程标准（试验版）》教育教学活动的过程中，自然地理（必修1）涉及自然地理常识和地球运动基本规律的知识点，其难度大大超过了人文地理（必修2）和区域可持续发展（必修3）。再者，在自然地理（必修1）的五个章节中，第一章节不但涉及行星地球的特点以及地球运动的规律及其地理意义，而且还要求教师在课堂中引导高中学生树立正确的宇宙观，因此，第一章节知识点的难度让很多的高中学生“望而生畏”。

关键词：太阳高度角；高中地理；课堂；探究

正午太阳高度角的知识点，是地球运动教学环节最主要的知识点之一，也是自然地理（必修1）第一章第三节《地球的运动》中的教学重点和难点。

一、正午太阳高度角的概念初步分析

从几何意义上看，太阳高度角是太阳光线与当地地平面的夹角。一般来说，正午太阳高度角是指当地地方时12点时的太阳高度。

正午太阳高度角，其实在我们日常生活中经常可以接触到它，它是我们观察太阳时的仰角，也就是太阳光线与地面之间的夹角（如图1所示）。

由于地球的自转，造成太阳东升西落，太阳高度角在一日内不断发生变化（如图2所示）。正午（地方时为12时）太阳位于上中天时，太阳的高度角达到最大值（如图2，h表示正午太阳高度角），我们将此时的太阳高度角称为该日某地的正午太阳高度角。

二、正午太阳高度角的规律及其特点

1.在地球上某时刻的空间分布

在地球上的某时刻，如图3所示，此时刻太阳直射点a的太阳高度角为90°，从直射点（点a）向四周，顺着球面的弯曲，此时太阳高度角缓缓递减，呈同心圆状分布，晨昏线上的太阳高度角均为0°。

2.当直射某一纬线时，正午太阳高度角的规律分布

（1）同一时刻，正午太阳高度角由太阳直射点向南北两极递减。在地球上的某时刻，同一纬度的太阳高度角相等。

（2）正午太阳直射点所在的纬线上正午太阳高度为最大（90°），此时，正午太阳高度角由该纬度向南北两极方向递减。

（3）北半球的春分日（3月21日前后）和秋分日（9月23日前后），此二日，太阳直射赤道，正午太阳高度角由赤道向南北两极方向递减。

北半球的夏至日（6月22日前后），太阳直射北回归线，正午太阳高度角由北回归线向南北两极方向递减。

北半球的冬至日（12月22日前后），太阳直射南回归线，正午太阳高度角由南回归线向南北两极方向递减。

（4）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距离。

三、特殊地点的正午太阳高度角

1.极点的正午太阳高度

如上面图3所示，出现极昼的北极点，一日内太阳高度不变，（正午）太阳高度等于直射点的地理纬度a。

2.与晨昏面相切的纬线上的正午太阳高度

如上面图3所示，a点所在纬线与晨昏面相切，其纬度应为90°-a，计算可得该日其正午太阳高度为2a。上述两地的太阳周日视运动如图4所示。

四、补充拓展分析：太阳高度角问题的计算方法

在日常的教育教学活动的过程中，我按照正午太阳高度角的概念和基本的规律以及特点，将计算正午太阳高度角的方法归纳总结如下：

正午太阳高度角计算方法：

（1）h=90°-|α-β|，其中α为太阳直射点的纬度，β为所求地点纬度。

（2）注意当直射点纬度与所求点的地理纬度在同一半球（同在北半球或同在南半球时），β取正值；当直射点纬度与所求点的地理纬度不在同一半球，β取负值.

（3）h=90°-纬度差（纬度差是指某地的地理纬度与当日直射点所在纬度之间的差值）

（4）甲h-乙h=（甲纬度-乙纬度）的绝对值，本公式最好用于已知甲、乙两地的纬度，然后在已知甲地正午太阳高度角的情况下，推导计算求出乙地的正午太阳高度角；也可以在已知甲、乙两地的

正午太阳高度角的情况下，推导计算出甲、乙两地的所在地理纬度的数量关系。

（5）出现极昼时：极点最大的太阳高度＝该点最小的太阳高度；刚出现极昼的点最小的太阳高度=0°。

参考文献：

谭木．中学地理图文综合指导［m］.山东省地图出版社，2010-01.

（作者单位广东省惠州市小金口中学）