太阳高度角的大小及计算

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1、正午太阳高度大小比较及计算正午太阳高度大小比较及计算一、太阳高度的概念一、太阳高度的概念 太阳光线与地面所成的夹角。太阳光线与地面所成的夹角。地面地面太阳光线太阳光线太阳高度角太阳高度角 1. 太阳高度角的分布规律太阳高度角的分布规律 （1）某时刻的空间分布）某时刻的空间分布 如下图所示，此时刻太阳直射点如下图所示，此时刻太阳直射点A的太阳高度角的太阳高度角为为90，从直射点向四周，随着球面的弯曲，太阳，从直射点向四周，随着球面的弯曲，太阳高度角递减，呈同心圆状分布，晨昏线上的太阳高高度角递减，呈同心圆状分布，晨昏线上的太阳高度角为度角为0。 （2）日变化）日变化 随着地球的自转，太阳直射点沿

2、纬线移随着地球的自转，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变化，其大小取决于该点到直射点的球面距离。距离。1 1、日变化规律：、日变化规律： 昼半球：大于昼半球：大于0 0；夜半球小于；夜半球小于0 0；晨昏线：等于；晨昏线：等于0 0 某时刻太阳高度变化规律：某时刻太阳高度变化规律：。 注意：如果在极点，太阳高度的日变化是一天不变。注意：如果在极点，太阳高度的日变化是一天不变。 例题例题11：（1 1）把图中各点此时的太阳高度由大到）把图中各点此时的太阳高度由大到小的排列。小的排列。（2 2）其中太阳高

3、度为）其中太阳高度为0 0的是哪个点，为什的是哪个点，为什么？么？（3 3）其中太阳高度在一天中不变的是哪）其中太阳高度在一天中不变的是哪个点，为什么？个点，为什么？答案：答案：ACEBD答案：答案：B；在晨线上；在晨线上答案：答案：C；极点是不动的；极点是不动的二、太阳高度的日变化二、太阳高度的日变化例1：下图为地球上某时刻太阳高度分布示意图，图中粗线为等太阳高度线，读图回答下列问题。 1. 此时北京时间为 A. 7时 B. 15时 C. 17时 D. 21时 2. 若两点经度相同，两点纬度相同，则此时刻的太阳高度 A. B. = C. = D. 3. 此时 A. PM为昏线,PN为晨线 B

4、. 新一天的范围约占全球的1/8 C. 新一天的范围约占全球的7/8 D. 全球昼夜平分 4. 此时Q点太阳高度的日变化图是2、日出日落的方位问题、日出日落的方位问题夏至日：夏至日：日出日出 日落日落 冬至日冬至日：日出日出 日落日落 二分日：二分日：日出日出 日落日落 结论：结论： 太阳直射点在北半球时，地球上（除极昼、极太阳直射点在北半球时，地球上（除极昼、极夜地区）夜地区）日出方位均在东北，日落于西北日出方位均在东北，日落于西北。 太阳直射点在南半球时，地球上（除极昼、极太阳直射点在南半球时，地球上（除极昼、极夜地区）夜地区）日出方位均在东南，日落于西南日出方位均在东南，日落于西南。 直

5、射在赤道时，为直射在赤道时，为东升西落东升西落。 三、正午太阳高度的年变化三、正午太阳高度的年变化 1、正午太阳高度的概念、正午太阳高度的概念一天中的最大值。一天中的最大值。2、正午太阳高度的分布规律、正午太阳高度的分布规律规律：规律： 夏至日：由北回归线向南夏至日：由北回归线向南北两侧递减。北回归线以北两侧递减。北回归线以北地区达到一年中的最大北地区达到一年中的最大值，南半球各地达到一年值，南半球各地达到一年中的最小值。中的最小值。 二分日：由赤道向南北二分日：由赤道向南北两侧递减。两侧递减。 冬至日：由南回归线向冬至日：由南回归线向南北两侧递减。南回归线南北两侧递减。南回归线以南地区达到一

6、年中的最以南地区达到一年中的最大值，北半球各地达到一大值，北半球各地达到一年中的最小值。年中的最小值。三、正午太阳高度的年变化三、正午太阳高度的年变化 FG例题例题2：(1)比较图中各点正午太阳高度的比较图中各点正午太阳高度的大小大小(2)此时正午太阳高度达一年中最此时正午太阳高度达一年中最大的是哪几个点大的是哪几个点?最小的呢最小的呢?为什为什么么?答案：答案：G=EA=BFCD答案：最大：答案：最大：C、E、G最小：最小：A、B、F、D四、正午太阳高度的计算四、正午太阳高度的计算公式：公式：H=90H=90当地纬度与直射点的纬度差（同当地纬度与直射点的纬度差（同减异加）减异加） （如夏至日

7、时加，在冬至日时减）如夏至日时加，在冬至日时减）例题例题3：求北京（：求北京（40N）二分二至日的正午太阳高度。）二分二至日的正午太阳高度。123H解答：夏至日：直射点纬度为解答：夏至日：直射点纬度为23232626N N， 则则3=2-1=403=2-1=40-23-232626 H=90 H=90-3=90-3=90- -（4040-23-232626）=73=732626 二分日：直射点纬度为二分日：直射点纬度为0 0， 则则3=2-1=403=2-1=40- 0- 0 H=90 H=90-3= 90-3= 90- - 4040=50=50 冬至日：直射点纬度为冬至日：直射点纬度为232

8、326S26S， 则则3=2+1=403=2+1=40+23+232626 H3=90 H3=90- -3=903=90- -（4040+23+232626）=26=26343412H3四、正午太阳高度的应用四、正午太阳高度的应用1、楼间距问题、楼间距问题 楼间距问题实际是一个影长的问题。其基本原则是前一幢楼楼间距问题实际是一个影长的问题。其基本原则是前一幢楼产生的影子不能挡住后一幢楼的采光（一般以太阳光线能照产生的影子不能挡住后一幢楼的采光（一般以太阳光线能照射至后一幢楼的底层为标准），如下图射至后一幢楼的底层为标准），如下图四、正午太阳高度的应用四、正午太阳高度的应用1、楼间距问题、楼间距

9、问题图中图中H H为正午太阳高度，一般取为正午太阳高度，一般取当地的最小值。因为正午太阳当地的最小值。因为正午太阳高度最小值，意味着前一幢楼高度最小值，意味着前一幢楼的影子是一年中最长的，而此的影子是一年中最长的，而此时的楼间距能保证，则一年四时的楼间距能保证，则一年四季都能确保。故一般地北半球季都能确保。故一般地北半球取冬至日的正午太阳高度，南取冬至日的正午太阳高度，南半球的取夏至日的正午太阳高半球的取夏至日的正午太阳高度。度。 计算过程如下：计算过程如下： tanH=h/LtanH=h/L L=h L=hcotHcotH 结论：楼间距与正午太阳高结论：楼间距与正午太阳高度大小呈反比；与前一

10、幢楼的度大小呈反比；与前一幢楼的楼高呈正比。楼高呈正比。【例题例题4】房地产公司要建房地产公司要建2座塔楼、座塔楼、2座低楼座低楼(见下图见下图)，准，准备采用相同的楼间距备采用相同的楼间距均均以最南侧的两楼间的最短楼间距以最南侧的两楼间的最短楼间距为标准为标准，则合理的布局方案有，则合理的布局方案有【解题解题】对四个选项图的分析如下对四个选项图的分析如下 A A图图HHHB B图图 ：C C图图 D D图图 可以看出，合理的是可以看出，合理的是BDBD【答案答案】BDBDHHHHHHHH【例题例题5】下图是某城市冬、夏至日正午太阳照射情况示意下图是某城市冬、夏至日正午太阳照射情况示意图，读图

11、回答图，读图回答12题：题：1该城市的名称可能是该城市的名称可能是A达累斯萨拉姆达累斯萨拉姆B堪培拉堪培拉C.渥太华渥太华D巴格达巴格达2下列说法与该城市所在大洲相符合的是下列说法与该城市所在大洲相符合的是A是世界上面积最小的大洲是世界上面积最小的大洲B是世界上海拔最低的大洲是世界上海拔最低的大洲C被称为高原大陆被称为高原大陆D该大洲有世界上最大的淡水湖群该大洲有世界上最大的淡水湖群2、二分二至日太阳光线与地理位置关系、二分二至日太阳光线与地理位置关系【例题例题5】下图是某城市冬、夏至日正午太阳照射情况示意图，读图回答下图是某城市冬、夏至日正午太阳照射情况示意图，读图回答12题：题：【审题审题

12、】图中只有图中只有2 2条代表二至日的两条太阳光线。条代表二至日的两条太阳光线。我们无从证明哪一条是夏至日，哪一条是冬至日。我们无从证明哪一条是夏至日，哪一条是冬至日。说明知识考察的不是二至日太阳光线的特征。但全说明知识考察的不是二至日太阳光线的特征。但全年的太阳光线均应该位于二至日之间。如果我们再年的太阳光线均应该位于二至日之间。如果我们再将补画一条太阳光线（如下图中的红线）将补画一条太阳光线（如下图中的红线）2、二分二至日太阳光线与地理位置关系、二分二至日太阳光线与地理位置关系【例题例题5】下图是某城市冬、夏至日正午太阳照射情况示意图，读图回答下图是某城市冬、夏至日正午太阳照射情况示意图，

13、读图回答12题：题：【解题解题】第第1 1小题：堪培拉是澳小题：堪培拉是澳大利亚首都，在南归回线以南，大利亚首都，在南归回线以南，渥太华是加拿大首都，在北回归渥太华是加拿大首都，在北回归线以北，巴格达是伊拉克首都，线以北，巴格达是伊拉克首都，也在北回归线以北。只有坦桑尼也在北回归线以北。只有坦桑尼亚首都达累斯萨拉姆在赤道和南亚首都达累斯萨拉姆在赤道和南回归线之间，符合题意。回归线之间，符合题意。 第第2 2小题是建立在第小题是建立在第1 1小题判断小题判断的基础上的。坦桑尼亚位于非洲。的基础上的。坦桑尼亚位于非洲。故选故选C C【答案答案】1 1、A A 2 2、C C2、二分二至日太阳光线与

14、地理位置关系、二分二至日太阳光线与地理位置关系3 3、太阳能热水器问题、太阳能热水器问题【例题例题6 6】如下面的图如下面的图4 41010，假，假设某地（设某地（8080E E，4040N N）安装一）安装一台太阳能热水器，台太阳能热水器，为了获得最多太阳光能，提高利为了获得最多太阳光能，提高利用效率，需要根据太阳高度的变用效率，需要根据太阳高度的变化随季节调整倾角，化随季节调整倾角，那么日照图与热水器安置方式搭那么日照图与热水器安置方式搭配最合理的是配最合理的是【审题审题】太阳能热水器利用的实太阳能热水器利用的实质是热水器倾角与正午太阳高度质是热水器倾角与正午太阳高度角之和为角之和为909

15、03、太阳能热水器问题、太阳能热水器问题【例题例题6】如下面的图如下面的图410，假设某地（，假设某地（80E，40N）安装一台太阳能热水器，）安装一台太阳能热水器，为了获得最多太阳光能，提高利用效率，需要根据太阳高度的变化随季节调整倾角，为了获得最多太阳光能，提高利用效率，需要根据太阳高度的变化随季节调整倾角，那么日照图与热水器安置方式搭配最合理的是那么日照图与热水器安置方式搭配最合理的是【解题解题】推理如下：设太阳能热推理如下：设太阳能热水器与地面的交角为水器与地面的交角为 H=90 H=90-L-L（L L为当地与直射点为当地与直射点的纬度距离）的纬度距离） +H=90+H=90 得到：得到：=L=L 计算：计算：A A项中光照图为夏至日，项中光照图为夏至日，=L=40=L=40-23-2326=1626=163434 B B项中光照图为冬至日，项中光照图为冬至日，=L=40=L=40+23+2326=6326=632626 C C和和D D项均为二分日，项均为二分日，=L=40=L=40【答案答案】A A