正午太阳高度角的计算与应用

南 北 楼 楼
30 30 30 30
α
L
二、正午太阳高度角的实际应用
2.太阳能热水器倾角的调整
水箱
α+β=90° =90°
冬至日：α=90° 冬至日：α=90°－│φ ＋23.5 °│ β=90°－ α ° =│φ ＋23.5 °│
集热管 β
α
调 节 杆
太阳能热水器安装倾角=纬度差 (即当地纬度和太阳直射点纬度 的差值) 的差值)
√
90ºW 6634 ´N
2004年上海卷 年上海卷
偏西6个 比90°E偏西 个 ° 偏西 小时， 小时，也就是偏西 90°，应为 °经度 ° 应为0°
6∶00 ∶
0º
晨线
66º34´S
12∶00 ∶
读太阳照射地球示意图（ 读太阳照射地球示意图（图中阴影 表示夜半球），回答： ），回答 表示夜半球），回答： （1）此图所示日期 21日或 23日左右 日或9 ， 为 3月21日或9月23日左右 北半球的节气为春分日或秋分日 。 此时全球昼、夜长短如何？ （2）此时全球昼、夜长短如何？
例2.当地（42º N）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？
解：冬至日当地正午太阳高度α为 24.5º 冬至日当地正午太阳高度α 热水器集热管的倾角 β=90º —α α 即 β =90º —24.5º 24.5 =65.5º
集热管 β
水箱
α
调 节 杆
右图是我国某地（36.5° 右图是我国某地（36.5°N） 一住户的大门，大门朝南， 一住户的大门，大门朝南，大门 1m上方修一雨棚，读图回答1～2 1m上方修一雨棚 读图回答1 上方修一雨棚， 题： 1. 为使冬至日阳光最大限度地照 进房间，该雨棚宽度最大不应超 进房间， 过 A A. 1.7m B. 1.8m C. 2m D. 2.5m 2. 按以上要求安装好雨棚 ， 全年 按以上要求安装好雨棚， 正午有阳光照射房间的时间是 A.全年 A.全年 B.约半年 B.约半年 C C.接近8个月 D.约9个月 C.接近 接近8 D.约
同一纬线上正午太阳高度相同。 （2）同一纬线上正午太阳高度相同。
s
δ
H
A
o
φ
B
δ–φ
δ>φ时 φ –δ
A
H= 90º –│δ–φ│ φ＋δ
A
H φ δ
s
B
o
o
φ δ
B
H
s
δ < 0º 时 H = 90º – │φ ＋ δ│
δ<φ 时
H= 90º –│φ –δ│
一、正午太阳高度角的简便计算
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) )
纬差计算:同半球相减， 纬差计算:同半球相减，异半球相加
例1.计算当地(大约30º N)在二分二至日时的正午太阳高度角。 ( )
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？
90
90 60
60
30
●
A B
● 60 30
C
●
D
●
地球自转 赤道 平面
地球公转 黄道 平面
黄赤 交角 太阳直射点 昼夜长短的 季节 变化 太阳高度的 季节 变化
的回归运动 昼夜长短的 纬度 变化 太阳高度的 纬度 变化
四 季
五 带
北回归 12 900 24 热带和寒带同时减小，温带扩大。 热带和寒带同时减小，温带扩大。
° 1 ． 该日太阳直射点的纬度是 23°26′S ， 出现极夜现象的纬度范围大致 是 北极圈及以北出现极夜 。 14 2．此时，900E的区时是 12月 22 12 时，北京时间是 此时， 日 时。 3．此时，赤道与晨昏线相交点的经度分别为： 此时，赤道与晨昏线相交点的经度分别为： A．450W，1350W B．1350E，450W 90ºE 90º W 0E，1200W C．60 D．00，1800
正午太阳高度角的计算及应用
太阳高度 的变化
90 ° 0°
早 晨 -90°
正 午
子 夜 黄 昏
早 晨
位置
C N B
太阳 高度 0° > 0° 0° < 0° 0°
晨昏线上
昼半球 夜半球
A
1.正午太阳高度分布的基本规律是什么？
2.当地正午太阳高度最大值和最小值分别出现 在什么时候？
90 ① 60 ② ③
30
0
0
N
0
30
60
S
正午太阳高度的分布规律
二、正午太阳高度角的实际应用 1、房地产开发中前后楼间距与楼高的关系
楼高H与楼间距最小值L（保证冬至日后楼能够得到Biblioteka 照） 的关系是：tanα= H/L
H
后楼
α
L
前楼
例3.近年来，我国房地产业发展迅速，房地产开发商在某 城市（ 30º N ）建造的两幢商品住宅楼。一居民购买 了位于北楼一层的一套房子，要使北楼终年阳光不被 挡住，两楼之间的楼距至少应为多少米？
90 60
30
30
0
0
N
60
30
0
30
60
S
正午太阳高度的分布规律
正午太阳高度纬度分布
H
90° °
23.5° ° 90°S 66.5°S ° ° 23.5°S ° ° 0° 23.5°N ° 66.5°N 90°N ° °
春秋分正午太阳高度由赤道向两极递减 夏至日正午太阳高度由北回归线向两侧递减 冬至日正午太阳高度由南回归线向两侧递减 结论： 距离太阳直射点越近正午太阳高度越大。 结论：（1）距离太阳直射点越近正午太阳高度越大。
N
a
全球昼夜等长
（3）此时全球正午太阳高度角如 何变化？ 何变化？
b S
由赤道向南北两侧递减
（4）图中a点的正午太阳高度为 图中a 90° 90° 此刻的太阳高度为 ， 0° 12小时 b点的昼长为 12小时 。 ，
读地球公转示意图，回答： 读地球公转示意图，回答： 22日左右 23日左右 图中四点所示日期： （1）图中四点所示日期：A 6月22日左右，B 9月23日左右 ， C 12月22日左右，D 3月21日左右 。 12月22日左右 21日左右 点地球公转速度较快，因为： （2）图中 C 点地球公转速度较快，因为： C点在近日点附近 。 D （3）由A到B点北半球昼夜 长短如何变化？ 长短如何变化？ 昼渐短， 昼渐短，夜渐长 C A 点到C （4）由B点到C点太阳 直射点如何移动？ 直射点如何移动？ B 由赤道向南回归线移动 。 当地球处于A点时， （5）当地球处于A点时，全球 正午太阳高度角最大的区域为: 正午太阳高度角最大的区域为:北回归线及其以北的地区 。 当地球处于C点时， （6）当地球处于C点时，全球正午太阳 高度角随纬度变化规律是： 。 高度角随纬度变化规律是：由南回归线向南北两侧递减