正午太陽高度變化專題高一

正午太陽高度變化專題高一第一頁，共四十一頁，2022年，8月28日正午太陽高度變化

專題綠色P33第二頁，共四十一頁，2022年，8月28日太陽高度角是我們觀察太陽時(shí)的仰角，也就是太陽光線與地面之間的夾角

一、太陽高度（角）

第三頁，共四十一頁，2022年，8月28日太陽高度角第四頁，共四十一頁，2022年，8月28日地球自轉(zhuǎn)，造成太陽東升西落，太陽高度角在一日內(nèi)不斷發(fā)生變化(如圖2所示)；正午(地方時(shí)為12時(shí))太陽位于上中天時(shí)，太陽的高度角達(dá)到最大值H，我們將此時(shí)的太陽高度角稱為該日的正午太陽高度角。正午太陽高度變化的原因：

由于黃赤交角的存在，太陽直射點(diǎn)的南北移動(dòng)，引起正午太陽高度的變化。

一、太陽高度（角）

P33第五頁，共四十一頁，2022年，8月28日(二)正午太陽高度的緯度變化規(guī)律

——空間變化規(guī)律

(一)正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律

——年變化規(guī)律

二、正午太陽高度的時(shí)空分布規(guī)律第六頁，共四十一頁，2022年，8月28日

夏至日北回歸線及其以北各緯度，正午太陽高度達(dá)到一年中的最大值，南半球各緯度正午太陽高度達(dá)到一年中的最小值；冬至日南回歸線及其以南各緯度，正午太陽高度達(dá)到一年中的最大值，北半球各緯度正午太陽高度達(dá)到一年中的最小值。(一)正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律

——年變化規(guī)律最大值最小值最大值最小值第七頁，共四十一頁，2022年，8月28日(一)正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律

——年變化規(guī)律

①回歸線之間的地區(qū)：正午太陽高度最大值為90°，全年有兩次太陽直射現(xiàn)象，即一年中有兩個(gè)正午太陽高度最大值。如下圖A。②回歸線上：正午太陽高度的最大值為90°，全年有一次太陽直射現(xiàn)象，即一年中有一個(gè)正午太陽高度最大值。如下圖B。③回歸線至極點(diǎn)之間的地區(qū)：正午太陽高度最大值小于90°，全年沒有太陽直射現(xiàn)象。一年中有一個(gè)正午太陽高度最大值。如上圖C。第八頁，共四十一頁，2022年，8月28日(一)正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律

——年變化規(guī)律

④北回歸線及其以北的緯度帶：每年夏至日(6月22)H達(dá)最大值，冬至日(12月22)H達(dá)最小值。如右圖A所示。⑤南回歸線及其以南的緯度帶：每年冬至日H達(dá)最大值，夏至日H達(dá)最小值。如右圖B所示。第九頁，共四十一頁，2022年，8月28日①夏至日：正午太陽高度由北回歸線向南北兩側(cè)遞減。如圖中D折線所示。(二)正午太陽高度的緯度變化規(guī)律

——空間變化規(guī)律

全球正午太陽高度的緯度變化規(guī)律：

從太陽直射點(diǎn)所在緯線分別向南北兩側(cè)遞減；離直射點(diǎn)距離越近(緯度差越小)，正午太陽高度越大。②冬至日：正午太陽高度由南回歸線向南北兩側(cè)遞減。如圖中C折線所示。③春秋分日：正午太陽高度由赤道向南北兩側(cè)遞減。圖中E折線所示。第十頁，共四十一頁，2022年，8月28日0°23°26′N23°26′S66°34′N66°34′S90°′N90°′S正午太陽高度的分布規(guī)律夏至日90°0°

夏至日：太陽直射北回歸線。

緯度變化：全球正午太陽高度自北回歸線向南北兩側(cè)遞減。

季節(jié)變化：●北回歸線及其以北各緯度，正午太陽高度達(dá)全年最大值；

●南半球各緯度，正午太陽高度達(dá)全年最小值。第十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日0°23°26′N23°26′S66°34′N66°34′S90°′N90°′S正午太陽高度的分布規(guī)律夏至日

二分日90°0°春分日和秋分日：太陽直射赤道。

全球正午太陽高度自赤道向南北兩側(cè)遞減。第十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日0°23°26′N23°26′S66°34′N66°34′S90°′N90°′S正午太陽高度的分布規(guī)律夏至日

二分日

冬至日90°0°冬至日：太陽直射南回歸線。

緯度變化：全球正午太陽高度自南回歸線向南北兩側(cè)遞減。

季節(jié)變化：南回歸線及其以南各緯度，正午太陽高度達(dá)全年最大值

北半球各緯度，正午太陽高度達(dá)全年最小值。第十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日

同一時(shí)刻：全球正午太陽高度自自太陽直射點(diǎn)向南北兩側(cè)遞減。（隨緯度變化）

同緯度地區(qū)：正午太陽高度相等且隨季節(jié)變化第十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日難點(diǎn)2

正午太陽高度的變化規(guī)律

與

太陽方位

第十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日0°23°26′N23°26′S90°′N90°′S夏至日

二分日冬至日321

1、赤道地區(qū)：由圖可以看出，二分日時(shí)太陽直射赤道，此時(shí)赤道地區(qū)正午太陽高度（H2）達(dá)最大值90°二至日正午太陽度（H1和H3）達(dá)最小值。

正午太陽高度變化為：（最大）-----（最?。?------（最大）------（最小）------（最大）春分日夏至日秋分日冬至日春分日PP:赤道地區(qū)第十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日0°23°26′N23°26′S夏至日

二分日冬至日321P:赤道與北回歸線之間地區(qū)正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律4PSN

2．赤道與北回歸線之間地區(qū)：由圖4可以看出，H4大于H1和H2又大于H3，在夏至日前后P地各有一次直射，此時(shí)正午太陽高度達(dá)最大值（H4），冬至日時(shí)正午太陽高度達(dá)最小值（H3）。

正午太陽高度變化為：增大---（最大）--小--（最大）------減小---（最?。?---增大---春分日夏至日秋分日冬至日春分日第十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日0°23°26′N23°26′S夏至日

二分日冬至日321P:赤道與南回歸線之間地區(qū)4PSN第十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日0°23°26′N23°26′S夏至日二分日冬至日190°23P:北回歸線地區(qū)

PSN

夏至日達(dá)最大值（H1），冬至日達(dá)最小值（H3）。從夏至日到冬至日該地正午太陽高度由最大變?yōu)樽钚?。第十九頁，共四十一頁?022年，8月28日0°23°26′N23°26′S夏至日二分日冬至日190°23P:南回歸線地區(qū)

PSN正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律第二十頁，共四十一頁，2022年，8月28日0°23°26′N23°26′S夏至日二分日冬至日23P:北回歸線以北地區(qū)

PSN1

夏至日達(dá)最大值（H1），冬至日達(dá)最小值（H3）。從夏至日到冬至日該地正午太陽高度由最大變?yōu)樽钚?。第二十一頁，共四十一頁?022年，8月28日0°23°26′N23°26′S夏至日二分日冬至日23P:南回歸線以南地區(qū)

PSN1第二十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日甲、乙、丙是三幅不同緯度的三座房屋二至日的陽光照射情況(a或b)

夏至日冬至日NSSN冬至日夏至日SN冬至日夏至日第二十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日

三、正午太陽高度的計(jì)算第二十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日1.正午太陽高度的形成：如右圖所示。太陽光線與地面之間的夾角2.正午太陽高度計(jì)算公式推導(dǎo)。H=90°—∠B=90°—∠AOB

=90°—(∠COB-∠COA)

=90°—緯度差(所求點(diǎn)和直射點(diǎn)之間的緯度差)∠AOB∠COA緯差的計(jì)算：同半球相減，異半球相加

第二十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日正午太陽高度的計(jì)算公式

H=90°-｜φ-δ｜式中H為正午太陽高度；φ為當(dāng)?shù)鼐暥?，取正值；δ為太陽直射點(diǎn)的緯度，當(dāng)?shù)叵陌肽耆≌?，冬半年取?fù)值。第二十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日正午太陽高度的計(jì)算公式

H某地=90°—緯度差緯度差：即所求地點(diǎn)緯度與太陽直射點(diǎn)的所在緯度的差距第二十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日

H某地=90°—緯度差緯度差：即所求地點(diǎn)緯度與太陽直射點(diǎn)的所在緯度的差距0o23o26′N23o26′S30oNA30o23o26′BC23o26′若求30°NP點(diǎn)正午太陽高度角：春秋分：

H＝90o

－（A±0o

）＝90o

—(30o±0o

）＝60oPP30o6o34′

夏至日：

H＝90o－(A－B)＝90o－(30o－

23o26′)

＝83o26′P53o26′N冬至日：

H＝90o－(A+C)＝90o—(30o+23o26′)

＝33o34′緯差的計(jì)算：同半球相減，異半球相加

第二十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日40°50°P5°N55°N0°緯度差50°緯度差：所求地點(diǎn)緯度與太陽直射點(diǎn)的所在緯度的差距0°5°S45°NH第二十九頁，共四十一頁，2022年，8月28日四、正午太陽高度應(yīng)用綠色P35第三十頁，共四十一頁，2022年，8月28日h

s有關(guān)太陽高度計(jì)算題：已知緯度，問：不同季節(jié)熱水器擺放的角度？已知樓高，問：不同緯度的樓間距的大小？正午太陽高度應(yīng)用第三十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日關(guān)于熱水器角度計(jì)算：計(jì)算原理：a=90°-HH=90°-|?-e|(H：正午太陽高度?：緯度e：直射點(diǎn)緯度,夏至e取23°26’，冬至e取-23°26’）若：在緯度為40°N地區(qū)，熱水器太陽能受熱板與地面的角度隨四季的變化？夏至：a=16°34’冬至：a=63°26’春秋分：

a=40°

第三十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日BA夏至冬至

冬至日正午太陽高度最小，此時(shí)B樓日影最長，若此時(shí)A樓不被擋，則可終年獲得光照。一般來說，緯度較低地區(qū)，樓距較近，緯度較高地區(qū)，樓距較遠(yuǎn)。樓距計(jì)算c第三十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日h

sH關(guān)于樓間距的計(jì)算：計(jì)算原理：

h/s=tanHh=s*tanHS：樓間距H：正午太陽高度h:樓房高度第三十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日如圖所示，位于北緯36°34′的某療養(yǎng)院，計(jì)算在一幢20米高的樓房北面新建一幢樓房。因?yàn)榀燄B(yǎng)的需要，要求高樓的每一層一年四季都能曬到太陽。（1）新樓至少要距原樓多少米？（2）若黃赤交角變?yōu)?3°34′，兩樓之間的距離將應(yīng)如何變化，才能保證各樓層均有較好的采光？第三十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日根據(jù)題意因療養(yǎng)院位于北緯36°34′，當(dāng)太陽直射南回歸線時(shí)北半球正午太陽高度角達(dá)一年中最小值，若此時(shí)該樓的一層能被太陽照射的話，則各樓層都能被陽光照射

H=90°-｜φ-δ｜（代φ=36°34′,δ=23°26′）H=30°根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系，兩樓間最小距離應(yīng)為x=20cot30°,x=34.7m。若黃赤交角變?yōu)?3°34′，比原來變大，則此時(shí)北緯36°34′的正午太陽高度角

H′=90°-｜φ-δ′｜,H′=29°52′變小，但x=20cot29°52′在（0°～90°）為減函數(shù)，故兩樓間距應(yīng)增大第三十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日近年來，我國房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，越來越多的居民喬遷新居，居住條件和環(huán)境顯著改善。請讀圖，運(yùn)用以下公式及相關(guān)知識回答。（2002年江蘇、河南文理大綜合卷）·①某地正午太陽高度的大?。?/p>

H＝90°－︱90°一φ︱

式中H為正午太陽高度；甲為當(dāng)?shù)鼐暥?，取正值；φ為太陽直射點(diǎn)的緯度，當(dāng)?shù)叵陌肽耆≌?，冬半年取?fù)值。②tg35°＝0.70．tg45°=1tg60°＝1.7321.房地產(chǎn)開發(fā)商在某城市(北緯30度)建造了兩幢商品住宅樓(圖3)，某戶居民買到了北樓一層的一套房子，于春節(jié)前住進(jìn)后發(fā)現(xiàn)正午前后太陽光線被南樓擋住。請問，該房子一年中正午太陽光線被南樓擋住的時(shí)間大約是()A．1個(gè)月B．3個(gè)月C．6個(gè)月D．9個(gè)月2．為避免這種糾紛，房地產(chǎn)開發(fā)商在建樓時(shí)，應(yīng)該使北樓所有朝南房屋在正午時(shí)終年都能被正午太陽光線照射。那么在兩棟樓間距不變的情況下，南樓的高度最高域約為A．20米B.30米C.40米D.50米第三十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日例：在30oN某地使用太陽能熱水器。集熱板要和正午太陽光線保持垂直，則一年中傾角a的最大值是____，最小值是______。

解題