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第一章 地球的公转
2.2 地球的公转（2）
——正午太阳高度
Contents
01
太阳高度和正午太阳高度
02
正午太阳高度的变化规律
03
正午太阳高度的计算
04
正午太阳高度的应用
PART 01
太阳高度和正午太阳高度
太阳高度和正午太阳高度
1.太阳高度和正午太阳高度
（1）太阳高度（又称“太阳高度角”）
概念
太阳光线与地平面之间的夹角（太阳在当地的仰角）。
太阳高度的日变化
①日出日落时，太阳高度为0°；
②日出至正午，太阳高度逐渐增大；
③正午时达到最大；
④正午至日落，太阳高度逐渐减小。
太阳高度和正午太阳高度
（2）正午太阳高度（又称“正午太阳高度角”）
概念
一天中太阳高度最大值（出现在正午）。
说明
正午（当地地方时12时时），太阳直射点位于该地所在的经线上。
太阳高度和正午太阳高度
2.太阳视运动
（1）概念
我们看到的太阳每天东升西落的运动就称为太阳的视运动。
（2）不同纬度地区的日出、日落方位
①非极昼地区
A.北半球夏半年（每年3月21日前后——9月23日前后）太阳从东偏北升起，从西偏北落下；
B.北半球冬半球（9月23日前后——次年3月21日前后）太阳从东偏南升起，从西偏南落下；
C.二分日时太阳从正东升起，从正西落下。
太阳高度和正午太阳高度
2.太阳视运动
极昼区最低纬度
极昼区其他纬度
②极昼地区
A.北半球极昼的某地（除北极点外）
正北日出，正北日落，正午太阳在正南。
B.南半球极昼的某地（除南极点外）
正南日出，正南日落，正午太阳在正北。
C.极点出现极昼
极点出现极昼时，太阳不升不落。
不同地区正午太阳方位
正午太阳方位根据太阳直射点方位确定。（如果太阳直射点位于观测地南面，则正午太阳位于观测者的正南方，反之位于正北方）
地区 正午太阳方位
北回归线以北地区 全年在正南方
北回归线上 夏至日在正头顶，其他时间在正南方
南北回归线之间 太阳直射时，在正头顶；直射点位于当地以北，在正北方；直射点位于当地以南，在正南方
南回归线上 冬至日在正头顶，其他时间在正北方
南回归线以南地区 全年在正北方
PART 02
正午太阳高度的变化规律
正午太阳高度的变化规律
1.纬度变化规律
（1）夏至日
正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。
（2）冬至日
正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。
（3）春、秋分
正午太阳高度由赤道向南北两侧递减；同一时刻，正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
正午太阳高度的变化规律
①同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度相等；②对称规律：同一天，以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等；③近大远小规律：距太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度越大，反之越小。
2.季节变化规律
正午太阳高度的变化规律
2.季节变化规律
①赤道
变化：一年有两次太阳直射，正午太阳高度最大值为90°，两次最小值。
最大值：春分日、秋分日
最小值：冬至日、夏至日
（1）回归线之间
②赤道至北回归线
变化：一年有两次太阳直射，正午太阳高度最大值为90°，一次最小值。
最大值：太阳直射时
最小值：冬至日
③赤道至南回归线
变化：一年有两次太阳直射，正午太阳高度最大值为90°，一次最小值。
最大值：太阳直射时
最小值：夏至日
正午太阳高度的变化规律
2.季节变化规律
（2）回归线上
①北回归线
变化：一年中只有一次太阳直射，正午太阳高度最大值为90°，一次最小值。
最大值：夏至日
最小值：冬至日
②南回归线
变化：一年中只有一次太阳直射，正午太阳高度最大值为90°，一次最小值。
最大值：冬至日
最小值：夏至日
正午太阳高度的变化规律
2.季节变化规律
（3）回归线至极点之间
①北回归线以北地区
变化：一年中有一个最大值，最大值小于90°，一次最小值。
最大值：夏至日
最小值：冬至日
②南回归线以南地区
变化：一年中有一个最大值，最大值小于90°，一次最小值。
最大值：冬至日
最小值：夏至日
PART 03
正午太阳高度的计算
正午太阳高度的计算
计算公式
正午太阳高度H=90°－∣α－δ∣
α为当地纬度，δ为太阳直射的纬度
说明
太阳直射点与所求地点
同在北半球或同在南半球
分属南北半球
δ取正值
δ取负值
纬度差为大数减小数
纬度差为两纬度数之和
实质
实质
PART 04
正午太阳高度的应用
当某地太阳高度达一天中最大值时，此时日影最短，是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。
早晨
傍晚
正午
正午太阳高度的应用
1.确定地方时
直射点
当太阳直射点位置一定时，如果知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度（即纬度相差1度，正午太阳高度对应相差1度）”的规律，求出当地的地理纬度。
正午太阳高度的应用
2.确定当地的纬度
正午太阳高度的应用
3.确定房屋朝向
合理设置房屋朝向可以获得最充足的太阳光照。北回归线以北的地区，正午太阳位于正南方，太阳光线正午从南射入，房屋门窗应朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于正北方，太阳光线正午从北射入，房屋门窗应朝北。
房屋朝向影响采光，一般情况下，正午太阳高度越大，太阳光照射到房间的面积越小；正午太阳高度越小，太阳光照射到房间的面积越大，故夏季照射面积小，冬季照射面积大。
正午太阳高度的应用
4.判断日影长短及方向
项目 判断方法 规律
判断日影长短 太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长 太阳直射点上，日影长度为零
正午是一天中日影最短的时刻
判断日影方向 日影方向永远背向太阳 北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北（极夜区除外）
南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南（极夜区除外）
南北回归线之间，影子可朝南也可朝北，太阳直射时无影子
正午太阳高度的应用
5.确定楼间距和楼高
以北回归线以北地区为例
南楼高度为h，当地冬至日正午太阳高度为H，南北楼之间最小楼间距为L
计算公式：tanH=h/L
正午太阳高度的应用
6.太阳能热水器的倾角问题
为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的夹角，使太阳光线与集热板之间成直角。
课后练习
某地位于北半球，该地昼长最长时，正午太阳高度并不是最大。该地区建筑中庭顶部，有一种采用玻璃板下铺设百叶遮阳的建筑形式，可对射入室内的光照强弱进行调节。下图为该地区建筑中庭以及顶部百叶示意图。据此完成1~2小题。
1.为达到较好遮阳效果，该地区一年大部分时间，百叶上方开口朝向为（ ）
A．向东 B．向西
C．向南 D．向北
D
1.材料信息显示，该地位于北半球，该地昼长最长时，正午太阳高度并不是最大，表明该地位于北回归线以南的热带地区，有太阳直射现象，正午太阳大部分是在南方，因此为达到较好的遮阳效果，一年大部分时间，百叶上方开口应背向阳光，即朝向北方，D正确。故选D。
某地位于北半球，该地昼长最长时，正午太阳高度并不是最大。该地区建筑中庭顶部，有一种采用玻璃板下铺设百叶遮阳的建筑形式，可对射入室内的光照强弱进行调节。下图为该地区建筑中庭以及顶部百叶示意图。据此完成1~2小题。
2.为使得百叶和正午入射光线保持垂直，冬至日到夏至日期间，该地区建筑中庭顶部百叶与地面夹角关系为（ ）
A．一直变小
B．先变小再变大
C．一直变大
D．先变大再变小
B
2.根据上题分析已知，该地位于北半球的热带地区，冬至日到夏至日期间，太阳直射点向北移动，该地的正午太阳高度先增大到90°，然后再减小。百叶与地面的夹角和当地的正午太阳高度角是互余的关系，因此为使得百叶和正午入射光线保持垂直，冬至日到夏至日期间，该百叶与地面夹角关系为先变小、再变大，B正确。故选B。
每天的日照时长受太阳高度角，建筑物遮挡，树木遮挡影响极大。福建学者小明在美国波士顿访问，6月25日，垂直天空中心拍下来这张照片，虚线表示春分日的太阳移动轨迹。据此完成3~5小题。
3.夏至日，最有可能日出的位置是（ ）
A．① B．②
C．③ D．④
A
3.根据材料信息，图中虚线为春分日太阳移动轨迹，该地位于波士顿，属于北回归线以北地区，正午太阳位置位于正南，因此图中下面是南，上面是北；再结合材料“该照片是小明在美国波士顿访问，6月25日，垂直天空中心拍下来这张照片，”可知拍照的方向是垂直于天空中心，拍照方向是朝着上空拍照，结合图中下面是南，可判断左面是东，右面是西。则②④位于西侧，①③位于东侧，夏至日该地日出方位为东北，对应图中的①，A正确。故选A。
每天的日照时长受太阳高度角，建筑物遮挡，树木遮挡影响极大。福建学者小明在美国波士顿访问，6月25日，垂直天空中心拍下来这张照片，虚线表示春分日的太阳移动轨迹。据此完成3~5小题。
4.6月25日，最有可能在哪个时间段（地方时）看到太阳（ ）
A．8：30-9：00
B．10：30-11：00
C．13：00-13：30
D．15：00-15：30
C
4.6月25日为北半球夏半年，日出东北，日落西北，该地位于波士顿，正午太阳方位位于正南，日落西北，根据材料信息“每天的日照时长受太阳高度角，建筑物遮挡，树木遮挡影响极大。”8：30-9：00太阳位于偏东方向，10：30-11：00太阳位于南偏东，根据上题分析可知图中的方向，从图中可看出偏东以及偏南方向都会受到树叶遮挡而看不到太阳，A、B错误；13：00-13：30太阳位于西南方，从图中可看出，西南方向最不容易受树叶和建筑物遮挡，因此能够看到太阳，C正确；6月25日接近夏至日，该地纬度为北纬42°，日落时太阳西偏北角度较大，15：00-15：30时太阳已在偏西方向，受建筑物遮挡看不到太阳，D错误。故选C。
每天的日照时长受太阳高度角，建筑物遮挡，树木遮挡影响极大。福建学者小明在美国波士顿访问，6月25日，垂直天空中心拍下来这张照片，虚线表示春分日的太阳移动轨迹。据此完成3~5小题。
5.图中行道树为地方树种，在晴朗无云的天气里，哪个日期看到的日照时期最长（ ）
A．5月30日 B．7月1日
C．9月1日 D．11月30日
D
5.该地位于波士顿，地处美国东北部大西洋沿岸，属于北半球温带，地方树种为温带落叶阔叶林，冬季树木落叶，树叶遮挡较少，11月30日日照时期最长，D正确；5月、7月、9月树叶茂盛，遮蔽率较高，日照时间较短，A、B、C错误。故选D。
课堂小结
正午太阳高度
太阳高度和正午太阳高度
正午太阳高度的变化规律
正午太阳高度的计算
正午太阳高度的应用
THANKS

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