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—— 第一章 第二节 ——
地球运动的地理意义
第 三 课 时
太阳高度角
1、概念：太阳光线与地平面的交角( 即太阳在当地的仰角)，叫作太阳高度角，简称太阳高度。太阳高度的取值范围是0°≤ H ≤ 90°
晨昏线上：太阳高度角＝_____
直射点上：太阳高度角＝_____
一天中的太阳高度角最大值
出现在当地______，
即地方时__________。
0°
90°
正午
12：00
北
南
西
东
太阳高度角
太阳高度角
H=90°
H=0°
h
H
正午太阳高度纬度变化
日期 直射纬线 正午太阳高度随纬度不同的变化
春、秋分日
夏至日
冬至日
赤道
正午太阳高度由赤道向南北两侧递减
北回归线
正午太阳高度由北回归线 向南北两侧递减
南回归线
正午太阳高度由南回归线 向南北两侧递减
同一时刻，不同地点正午太阳高度的差异
正午太阳高度的纬度变化规律
23°26 N
23°26 S
66°34 N
66°34 S
90°N
90°S
90°
60°
30°
0°
0°
二分日
夏至日
冬至日
(1) 纬度相同的地点，正午太阳高度相同（同纬等高）
(2) 离直射点纬度越近，正午太阳高度越大（近大远小）
(3) 距直射点纬度相同的两地，正午太阳高度相同 （对称等高）
正午太阳高度纬度变化
正午太阳高度季节变化
同一地点，不同季节正午太阳高度的差异
N
S
A
思考：读图，比较A点在二至二分日正午太阳高度角的大小。
A点正午太阳高度角大小：夏至日>春、秋分日>冬至日
A'
（夏至日）
N
S
A
太阳直射
光线
（春、秋分日）
N
S
A
太阳直射
光线
（冬至日）
A'
A'
0°
0°
0°
正午太阳高度季节变化
正午太阳高度季节变化规律
N
S
A
B
C
N
S
A
B
C
夏至日
冬至日
一年中最大值区域
一年中最小值区域
一年中最大值区域
一年中最小值区域
夏至日：北回归线及其以北各纬度（A点以北），正午太阳高度达到一年中的最大值；南半球各纬度(C点以南)，正午太阳高度达到一年中的最小值。
冬至日：南回归线及其以南各纬度（B点以南），正午太阳高度达到一年中的最大值；北半球各纬度（C点以北），正午太阳高度达到一年中的最小值。
正午太阳高度计算
正午太阳高度可以按公式
H=90°- | 当地纬度 ± 直射点纬度 |
同—异+
若两点在同一半球，用较高纬度减去较低纬度；若两点分属于南、北半球，则将两点的纬度求和。
地点 纬度 正午太阳高度
夏至日 春分日 秋分日 冬至日
北京 约40°N
海口 约20°N
[ 举个栗子 ]
73°26′
50°
26°34′
8°26′
70°
46°34′
当某地太阳高度达一天中最大值时，此时日影最短，地方时是
12时
为了获得更充足的太阳光照
在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；
在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。
日出
北
南
北半球
正午太阳高度应用
①确定地方时
②确定房屋的朝向
正午太阳高度应用
③判断日影长短
太阳直射
23°26′N
N
太阳直射
23°26′S
23°26′N
0°
太阳直射
23°26′S
S
日影永远朝向背离太阳的方向
南北回归线之间的地区，
正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北，太阳直射时正午日影最短(等于0)
日影永远朝向背离太阳的方向
北回归线以北的地区，
正午日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日正午日影最长，夏至日正午日影最短
日影永远朝向背离太阳的方向：南回归线以南的地区,
正午日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日正午日影最长，冬至日正午日影最短
正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，
正午太阳高度应用
④确定楼距、楼高
为了使楼房底层获得充足的太阳光照，以当地一年中最小的正午太阳高度来计算楼间距。一般来说，纬度较低的地区，楼距较小；纬度较高的地区，楼距较大。前楼的影子最长时，不遮挡后楼一楼的采光最为合适。
23°26′N
N
h
H
L
楼高 h 与楼间距最小值 L 的关系是:
L=h/tanH
正午太阳高度应用
⑤太阳能热水器的倾角调整
为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与地平面之间的倾角，使太阳光与集热板成直角。因此集热板夹角与当日正午太阳高度角互余。
H+α=90°
α =90°－H
α =90°－(90°- 纬度差)
=纬度差
北纬40°在夏至日时太阳能热水器与地面的倾角应该调整为40°－23.5°，在冬至日时倾角应该调整为40°＋23.5°。
当堂检测
下图为“我国某地春分日时正午太阳与头顶夹角示意图”。据此回答1～2题。
1. 次日该地正午太阳高度将
A. 变大 B. 变小
C. 不变 D. 不确定
2. 该地夏至日正午太阳高度是
A. 28° B. 62° C. 38°34′ D. 85°26′
A
D
当堂检测
解析：
1、春分日次日，太阳直射点由赤道北移，图示为我国某地，位于赤道以北，则正午太阳高度角将变大，A项正确。
2、图示为我国某地春分日时正午太阳与头顶夹角示意图，则根据正午太阳光线与头顶的夹角可计算出此时的正午太阳高度角为62。，此时太阳直射赤道，根据正午太阳高度角的计算公式：正午太阳高度=90°一纬度差可知，当地的纬度为280N；夏至日时太阳直射北回归线23.5°.代入公式计算可知该地夏至日正午太阳高度是85.5°， D项正确。
当堂检测
下图为我国北京市（40°N，116°E）某小区楼顶太阳能景观图，其中∠α表示太阳能集热管与楼面的夹角。据此完成3-4题。
D
B
3．下列节日中，图中∠α最大的是（ ）
A．清明节 B．劳动节
C．儿童节 D．国庆节
4．图中∠α一年中的最小值为（ ）
A．0° B．16°34'
C．23°26' D．46°52'
当堂检测
解析：
3．依据图文材料，∠α表示太阳能集热管与楼面的夹角，与正午太阳高度角互余，因此∠α最大时是当地正午太阳高度角最小的时候，我国冬至日正午太阳高度（12月22日前后）最小。清明节为4月5日前后，排除A；劳动节为5月1日，排除B；儿童节为6月1日，排除C；国庆节为10月1日，在四个选项中，国庆节最接近冬至日，D正确；故选D。
4．∠α一年中的最小值为北京的夏至日（太阳直射北回归线）时，根据正午太阳高度角计算公式H＝90°-纬差（纬差是当地纬度与太阳直射点的纬度差） ，经过计算可得，北京最大正午太阳高度角为73 26'，∠α的最小值为90-73 26=16°34'，B正确，排除ACD，故选B。
日出日落方位
太阳运行在地平线以上为白昼，运行在地平线以下为黑夜。下图为40°N地区二分二至日正午太阳高度和日出日落的大致时间。
1）读情境材料，说出二分日时，太阳直射点的纬度？40°N地区与40°S地区各自的日出日落方位？
二分日：
太阳直射赤道，
均为日出正东，日落正西
日出日落方位
（2）夏至日时，太阳直射哪个半球（南、北）？40°N地区与40°S地区各自的日出日落方位？
（3）冬至日时，太阳直射哪个半球（南、北）？40°N地区与40°S地区各自的日出日落方位？
夏至日：太阳直射北半球，均为日出东北，日落西北
冬至日：太阳直射南半球，
均为日出东南，日落西南。
太阳视运动轨迹
夏天日出早，日落迟。
白天夏季比冬季时间长。
这有什么原因，何种规律？
夏天日出早，日落迟。
白天夏季比冬季时间长。
这有什么原因，何种规律？
【北纬40°地区二分二至日出日落大致时间】
【北纬40°地区二分二至日出日落大致时间】
全球日出正东，日落正西
南北半球
日出东北，日落西北
南北半球
日出东南，日落西南
春分 3 21
夏至 6 22
秋分 9 23
冬至 12 22
春分 3 21
全球日出正东，日落正西
全球日出正东，日落正西
补充：北极极昼区 ：正北升、 正北落；南极极昼区： 正南升 、正南落。
总结
点北北升落 点南南升落
04 四季更替和五带的划分
四季更替
由于昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，太阳辐射在一年中呈现有规律的变化，形成四季；从天文含义看四季（以北半球为例）
夏季就是一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节
冬季就是一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节
春季和秋季是冬、夏季节的过渡季节
四季更替
为了使季节划分与气温年内变化相符合，北温带的许多国家在气候统计上把3、4、5三个月划分为春季, 依次每三月划分为夏、秋、冬季
南半球与北半球季节正好相反
3、4、5月
春季
6、7、8月
夏季
9、10、11月
秋季
12、1、2月
冬季
二十四节气歌
春雨惊春清谷天，
夏满芒夏暑相连，
秋处露秋寒霜降，
冬雪雪冬小大寒。
四季更替
我国传统四季：以节气中的“四立”作为春夏秋冬的开始
有直射现象
既无直射，也无极昼极夜
有极昼、极夜现象
2.五带划分
五带划分
长夏无冬→热带
长冬无夏→寒带
四季分明→温带
当堂检测
青岛地处约36°N，四季分明。读四季更替成因示意图，完成1-2题。
1．关于图中甲、乙含义的判断，正确的是（ ）
A．甲表示正午太阳高度的季节变化 B．甲表示昼夜长短的季节变化
C．乙表示昼夜长短的季节变化 D．乙表示太阳直射点的回归运动
2．青岛四季分明的原因是（ ）
①地处中纬度 ②正午太阳高度终年不变
③昼夜长短季节变化较大 ④昼长和正午太阳高度同时达到最大值或最小值
A．①②④ B．①②③ C．②③④ D．①③④
C
D
解析：
1．黄赤交角的存在导致甲（太阳直射点的回归运动），D错误；进而导致乙丙（正午太阳高度的季节变化或昼夜长短的季节变化），从而产生四季更替。AB错误，C正确；故选C。
2．青岛地处约36°N，地处中纬度，①正确，随着太阳直射点的移动，青岛昼夜长短季节变化较大，③正确，昼长和正午太阳高度同时达到最大值或最小值，②错误，④正确，导致夏季温度高，冬季温度低，四季分明；故①③④正确，故选D。
当堂检测

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