正午太陽(yáng)高度ppt

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太陽(yáng)高度與正午太陽(yáng)高度

一、太陽(yáng)高度

太陽(yáng)光線(xiàn)與地平線(xiàn)(面)的夾角，叫太陽(yáng)高度角，通常用h來(lái)表示。

太陽(yáng)高度的變化規(guī)律：

(1)同一地點(diǎn)，不同時(shí)刻：日出、日落后，太陽(yáng)恰好位于地平線(xiàn)上，太陽(yáng)高度為0;日出后太陽(yáng)高度漸漸增大，正午時(shí)達(dá)到一天中最大值;正午過(guò)后，太陽(yáng)高度漸漸減小。

(2)同一時(shí)刻，不同地點(diǎn)：太陽(yáng)高度從太陽(yáng)直射點(diǎn)向四周呈同心圓遞減。在太陽(yáng)直射點(diǎn)上，太陽(yáng)高度是90，距離太陽(yáng)直射點(diǎn)90的球面大圓上的太陽(yáng)高度為0，即為晨昏圈。晝半球上各地的太陽(yáng)高度總是大于0，夜半球上各地的太陽(yáng)高度總是小于0。

例1：下圖為北京時(shí)間2時(shí)的全球太陽(yáng)高度等值線(xiàn)較長(zhǎng)，圖中15N緯線(xiàn)與經(jīng)線(xiàn)圈BAD垂直相交于A點(diǎn)。讀圖回答下列問(wèn)題。

(1)B地的地理坐標(biāo)是__________，該日B地晝長(zhǎng)為_(kāi)______小時(shí)，全球?qū)儆谛碌囊惶斓姆秶糭_________%。

(2)從圖中可以看出此刻太陽(yáng)高度的分布規(guī)律是_____________________________。

(3)A、E、C三地影子由長(zhǎng)到短的挨次為_(kāi)__________，此刻晨昏線(xiàn)與經(jīng)線(xiàn)的夾角為_(kāi)______________。

解析：由圖可知，此時(shí)太陽(yáng)直射15N，處于極晝現(xiàn)象的范圍為75N~90N，所以B點(diǎn)的緯度為75N;據(jù)此時(shí)北京時(shí)間2時(shí)，可得B點(diǎn)的經(jīng)度為90W;B點(diǎn)處于極晝狀態(tài)，可得其晝長(zhǎng)為24時(shí);據(jù)此時(shí)北京時(shí)間2時(shí)，可得180經(jīng)線(xiàn)的地方時(shí)為6時(shí)，新的一天占6小時(shí)，為全球的25%。

參考答案：(1)75N，90W2425(2)由太陽(yáng)直射點(diǎn)向四周漸漸遞減(3)ECA15

二、正午太陽(yáng)高度

正午太陽(yáng)高度就是一日內(nèi)最大的太陽(yáng)高度，通常用H來(lái)表示。

正午太陽(yáng)高度的大小隨緯度和季節(jié)變化而有規(guī)律地變化：

就緯度分布而言，春、秋分日，正午太陽(yáng)高度由赤道向南北兩側(cè)遞減;夏至日，由北回歸線(xiàn)向南北兩側(cè)遞減;冬至日，由南回歸線(xiàn)向南北兩側(cè)遞減。

就季節(jié)變化而言，在北回歸線(xiàn)以北的地區(qū)，每年夏至日H達(dá)最大值，每年冬至日達(dá)最小值;南回歸線(xiàn)以南的地區(qū)，狀況正好相反。在南北回歸線(xiàn)之間的地區(qū)，每年兩次受到太陽(yáng)直射。

1.正午太陽(yáng)高度變化規(guī)律的應(yīng)用

(1)推斷某日正午太陽(yáng)高度隨緯度的變化規(guī)律

依據(jù)日期確定太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度位置，因正午太陽(yáng)高度從直射點(diǎn)所在緯線(xiàn)向南北兩側(cè)遞減，即得某日正午太陽(yáng)高度的分布規(guī)律。

(2)比較兩地正午太陽(yáng)高度的大小及日影的長(zhǎng)短

同一時(shí)間，正午太陽(yáng)高度以太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的緯線(xiàn)為軸，南北兩側(cè)呈對(duì)稱(chēng)分布，離直射點(diǎn)越近，正午太陽(yáng)高度越大，日影越短。太陽(yáng)直射點(diǎn)的正午太陽(yáng)高度為90，日影為零。比較兩地正午太陽(yáng)高度的大小，即看兩地分別與直射點(diǎn)緯距的大小。

2.正午太陽(yáng)高度的計(jì)算

一地的正午太陽(yáng)高度可用下面公式計(jì)算：H=90

，其中H為正午太陽(yáng)高度，

為當(dāng)?shù)氐乩砭暥龋谰萌≌?

為太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度，當(dāng)?shù)叵陌肽耆≌担肽耆∝?fù)值。

例2：冬至日時(shí)，北極圈上各地的正午太陽(yáng)高度是多少?

解析：據(jù)公式H=90

，又據(jù)題意

為2326S，

為6634N，得：

H=90-|6634-(-2326)|=0

答案：0

3.聯(lián)系生產(chǎn)、生活的案例

(1)北回歸線(xiàn)以北地區(qū)建房時(shí)，為保證一樓全年均有陽(yáng)光照到，兩樓之間的最短距離與樓高的關(guān)系如下圖(H為冬至日當(dāng)?shù)氐恼缣?yáng)高度)

解析：北回歸線(xiàn)以北地區(qū)一樓全年均有陽(yáng)光照到，只要保證太陽(yáng)高度最小時(shí)(冬至日)，陽(yáng)光能照到，則一年四季均不會(huì)被擋光。又因直角三角形中，

，即得：

應(yīng)大于

。

(2)太陽(yáng)能熱水器的集熱板要據(jù)正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化而調(diào)整角度，太陽(yáng)光線(xiàn)應(yīng)垂直于集熱板，即集熱板與地面之間的夾角應(yīng)等于當(dāng)天H的余角，如下圖所示

時(shí)效果最佳。

詳析太陽(yáng)高度角學(xué)問(wèn)

江蘇/王晨光

一、太陽(yáng)高度角與正午太陽(yáng)高度角的概念

太陽(yáng)高度角是我們觀看太陽(yáng)時(shí)的仰角，也就是太陽(yáng)光線(xiàn)與地面之間的夾角(如圖1所示)。由于地球的自轉(zhuǎn)，造成太陽(yáng)東升西落，太陽(yáng)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(yáng)位于上中天時(shí)，太陽(yáng)的高度角達(dá)到最大值H，我們將此時(shí)的太陽(yáng)高度角稱(chēng)為該日的正午太陽(yáng)高度角。

二、(正午)太陽(yáng)高度角的時(shí)空分布規(guī)律

1.太陽(yáng)高度角的分布規(guī)律

(1)某時(shí)刻的空間分布

如下圖所示，此時(shí)刻太陽(yáng)直射點(diǎn)A的太陽(yáng)高度角為90，從直射點(diǎn)向四周，隨著球面的彎曲，太陽(yáng)高度角遞減，呈同心圓狀分布，晨昏線(xiàn)上的太陽(yáng)高度角為0。

(2)日變化

隨著地球的自轉(zhuǎn)，太陽(yáng)直射點(diǎn)沿緯線(xiàn)移動(dòng)，球面上各點(diǎn)的太陽(yáng)高度角均不斷發(fā)生變化，其大小取決于該點(diǎn)到直射點(diǎn)的球面距離。

2.正午太陽(yáng)高度角的分布規(guī)律

(1)某日的空間分布

在上圖中，A點(diǎn)所在的經(jīng)線(xiàn)地方時(shí)為12時(shí)，此時(shí)的太陽(yáng)高度角即為該緯線(xiàn)上各地的正午太陽(yáng)高度角。同一緯線(xiàn)上各地此日的正午太陽(yáng)高度角相同。A點(diǎn)所在緯線(xiàn)上正午太陽(yáng)高度角為90，從A點(diǎn)所在緯線(xiàn)向南北兩側(cè)，隨著球面的彎曲，正午太陽(yáng)高度角遞減，且與A點(diǎn)之緯度比較，緯度相差多少，正午太陽(yáng)高度角也相差多少。比較某日兩點(diǎn)的正午太陽(yáng)高度大小，須比較兩點(diǎn)中哪點(diǎn)離太陽(yáng)直射緯線(xiàn)近，近者正午太陽(yáng)高度角大。

(2)年變化

由于太陽(yáng)直射點(diǎn)在南北回歸線(xiàn)之間作回歸運(yùn)動(dòng)，某地到太陽(yáng)直射緯度的距離發(fā)生變化，其正午太陽(yáng)高度角隨之變化。在太陽(yáng)直射點(diǎn)移近該地所在緯線(xiàn)的時(shí)段，該地正午太陽(yáng)高度角遞增;反之，該地正午太陽(yáng)高度角遞減。若某地在北回歸線(xiàn)以北(或南回歸線(xiàn)以南)，則其正午太陽(yáng)高度角分別在夏冬至日達(dá)最大、最小值。若某地在南北回歸線(xiàn)之間，則一年內(nèi)有兩次太陽(yáng)直射，正午太陽(yáng)高度角最大值達(dá)90;在冬夏至日達(dá)到兩次微小值。

3.特別地點(diǎn)的正午太陽(yáng)高度

(1)極點(diǎn)的正午太陽(yáng)高度

如下圖所示，消失極晝的北極點(diǎn)，一日內(nèi)太陽(yáng)高度不變，(正午)太陽(yáng)高度等于直射點(diǎn)的地理緯度a。

(2)與晨昏面相切的緯線(xiàn)上的正午太陽(yáng)高度

如上圖所示，A點(diǎn)所在緯線(xiàn)與晨昏面相切，其緯度應(yīng)為90-a，計(jì)算可得該日其正午太陽(yáng)高度為2a。上述兩地的太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)為下圖所示。

三、有關(guān)太陽(yáng)高度角問(wèn)題的類(lèi)型與解題思路

太陽(yáng)高度角類(lèi)問(wèn)題可以歸納為三種基本類(lèi)型：比較某時(shí)刻不同地點(diǎn)的太陽(yáng)高度、比較某日不同緯度的正午太陽(yáng)高度、探究某地正午太陽(yáng)高度的年變化規(guī)律。此外，由于各地正午太陽(yáng)高度的大小取決于太陽(yáng)直射緯度，而太陽(yáng)直射緯度又影響晝夜長(zhǎng)短、季節(jié)變化，因此，正午太陽(yáng)高度問(wèn)題常與晝夜長(zhǎng)短、季節(jié)推斷問(wèn)題聯(lián)系在起;特定日期某時(shí)刻各地太陽(yáng)高度角的大小取決于太陽(yáng)直射點(diǎn)的經(jīng)度，因此比較各地太陽(yáng)高度角的大小常和時(shí)刻的計(jì)算聯(lián)系在一起。下面對(duì)太陽(yáng)高度角的詳細(xì)運(yùn)用舉例進(jìn)行講解。

例1：下圖為地球上某時(shí)刻太陽(yáng)高度分布示意圖，圖中粗線(xiàn)為等太陽(yáng)高度線(xiàn)，讀圖回答下列問(wèn)題。

1.此時(shí)北京時(shí)間為

A.7時(shí)B.15時(shí)

C.17時(shí)D.21時(shí)

2.若①②兩點(diǎn)經(jīng)度相同，②③兩點(diǎn)緯度相同，則此時(shí)刻的太陽(yáng)高度

A.①③B.①=②

C.②=③D.①②

3.此時(shí)

A.PM為昏線(xiàn),PN為晨線(xiàn)

B.新一天的范圍約占全球的1/8

C.新一天的范圍約占全球的7/8

D.全球晝夜平分

4.此時(shí)Q點(diǎn)太陽(yáng)高度的日變化圖是

解題思路：

第1題，依據(jù)圖中某時(shí)刻太陽(yáng)高度的分布規(guī)律可知，此時(shí)太陽(yáng)直射①點(diǎn)，其地方時(shí)為12時(shí);據(jù)圖中經(jīng)度變化規(guī)律可求得①點(diǎn)所在經(jīng)線(xiàn)為45E，所以北京時(shí)間為17時(shí)。

第2題，①為太陽(yáng)直射點(diǎn)，太陽(yáng)高度大于②③;②與③緯度相同，②為正午，太陽(yáng)高度大。

第3題，想象地球自轉(zhuǎn)，可知PM為晨線(xiàn)，PN為昏線(xiàn);由第1題可知135W此時(shí)為0時(shí)，所以新一天的范圍占全球的7/8。

第4題，Q點(diǎn)為極點(diǎn)，處于極晝，一日內(nèi)太陽(yáng)高度不變，等于直射點(diǎn)①的地理緯度。

答案：1.C2.D3.C4.A

例2：在30N某地使用太陽(yáng)能熱水器，集熱板要和正午太陽(yáng)光線(xiàn)保持垂直，則一年中傾角a的最大值是________，最小值是________。

解題思路：傾角a的大小取決于正午太陽(yáng)高度。夏至日，太陽(yáng)直射北回歸線(xiàn)，該地正午太陽(yáng)高度最大;冬至日，太陽(yáng)直射南回歸線(xiàn)，該地正午太陽(yáng)高度最小，分別計(jì)算即可得出答案(5326、634)。其他如日