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山东郓城一中
2009高考地理二轮专题复习难点突破：等太阳高度线难点突破
难点概述
【知识整合】等太阳高度线的概念：把太阳高度角相等的各点连接成线叫做等太阳高度线，用等太阳高度线反映某一时刻太阳高度的全球分布图称为等太阳高度线图，其实质是以太阳直射点为中心的俯视图。近年来，等太阳高度线图开始出现在了高考模拟试题中。对于文科学生而言，不少学生感觉空间想象能力较弱，理解和分析这类题较为困难。下面以图解的方式说明等太阳高度线的判读。
1、 等太阳高度线的产生原因
等太阳高度线的产生原因在于地球是一个球体，且太阳光为平行光（如图一）。如果地球是一个平面，则各地太阳高度是一样的；而在地球表面为球面的情况下，平行的太阳光照射下，球面上只有一个点是太阳高度为90度。以昼半球的角度来看，太阳高度相等的点连线就形成了常见的等太阳高度等值线图（如图二）。
二、等太阳高度线的判读策略
由上图可以看出，太阳高度等值线图是从昼半球的上空角度来“观察”形成的。因此，我们可以从中了解到以下几点：
1．等太阳高度同心圆线的中心点（即太阳高度为90°的点）即为太阳的直射点，太阳高度等值线从该点向四周呈同心圆状递减。在等太阳高度线的值为0°时，则为晨昏线，在直射点所在经线西侧的晨昏线部分为晨线，东侧的晨昏线部分为昏线。
2．等太阳高度同心圆线的中心点P(见图三图四)所在的经线（NP弧所在经线）是太阳直射经线，地方时为12点，在该经线上的太阳高度即都是正午太阳高度，而同时太阳高度从该经线向东西两侧递减，直射经线以西地区为上午时间，以东为下午；中心点所在的纬线（CP弧所在纬线）就是太阳直射纬线，正午太阳高度从该纬线向南北递减。
3．常见的等太阳高度线有2种情况：
A．直射点在赤道上。在这种情况下，如果图中有0°的等太阳高度线，则该0°太阳高度同心圆线与直射经线的2个交点就是两极。此时，将同心圆和直射点的经纬线的交点来进行比较计算是常见题型。一般规律是：某同心圆上和直射点同经线的点与直射点的纬度差=同一同心圆上和直射点同纬线的的点与直射点的经度差。由此可进行经度，地方时的计算。见下图及论证。
上图五是某地某日太阳高度分布图。由图可知，P为直射点，M、Q两点分别为60°太阳高度等值线与P点的经线、和纬线交点。此时的立体图示见图六。
（a）由于P点所在经线是太阳直射经线，所以，利用P和M的太阳高度差（即两点的正午太阳高度差）就可以得到两点的纬度差（即图六中的∠MOP）：
P点与M点的纬度差=P点与M点的正午太阳高度差=30°=∠MOP
（b）而P点与Q点是同纬线，可以利用扇形POQ与扇形MOP的关系得出∠MOP=∠POQ,从而可知Q点与P点的经度差：
由几何知识可以推出扇形MOP≌扇形POQ（弧MP=弧PQ,且两扇形的半径都是地球半径）
所以得出∠MOP=∠POQ 即P点与M点的纬度差=Q点与P点的经度差
B．直射点不在赤道上。此时要特别注意极点的位置，如果图中有0°的等太阳高度线，则该0°太阳高度同心圆线与直射经线的2个交点不在两极（见上面图三与图四）。在这种情况下，同心圆和直射点所在的经纬线的交点的经纬度一般规律是：某同心圆上和直射点同经线的点与直射点的纬度差<同一同心圆上和直射点同纬线的点与直射点的经度差。由此可进行经度，地方时的计算。见下图及论证。
图七是某地某日太阳高度分布图。由图可知，P为直射点，M、Q两点分别为60°太阳高度等值线与P点的经线、和纬线交点。与前面的图不同的是直射点在北纬20°。此时的立体图示见图八。
（a）由于P点所在经线是太阳直射经线，所以，利用P和M的太阳高度差（即两点的正午太阳高度差）就可以得到两点的纬度差（即图八中的∠MOP）：
P点与M点的纬度差=P点与M点的正午太阳高度差=30°=∠MOP
（b）在图八中，比较扇形MOP与扇形PO′Q,可以得出∠MOP<∠PO′Q：
由几何知识可以知道：扇形MOP与扇形PO′Q中，弧MP等于弧PQ的长，而扇形MOP的半径是地球半径，扇形PO′Q的半径是小于地球半径的。同样弧长的扇形，半径越短夹角越大（见图九）。
得出∠MOP<∠PO′Q
即P点与M点的纬度差∠MOP小于P点与Q点的经度差∠PO′Q。
【综合延伸】
一、太阳高度的基础知识：
1、昼夜的太阳高度表达方法
（1）概念：太阳高度是太阳高度角的简称，是太阳光线与当地地平线之间的夹角。
（2）昼半球上：太阳高度>0°，即昼半球上，太阳位于地平线上，太阳高度>0°， 以此反推，若太阳高度>0°， 则该点一定位于昼半球上。
（3）夜半球上：太阳高度< 0°。 即夜半球上，太阳位于地平线下，以此反推，若太阳高度< 0°， 则该点一定位于夜半球上。
（4）晨昏线上：太阳高度= 0°。即太阳位于晨昏线的地平线上，太阳高度= 0°，以此反推，若太阳高度= 0°，则该点一定位于晨昏线上。
（5）直射点上：太阳高度=90°，即太阳位于地面直射点的正上方，太阳高度=90°，以此反推，若太阳高度=90°，则该点一定位于太阳直射点上。
2、正午太阳高度的分布规律：
(1)正午太阳高度变化规律
随纬度变化规律：
　　 夏至日-------------太阳高度由北回归线向南北逐级递减。
冬至日-------------太阳高度由南回归线向南北逐级递减。
春秋分日--------- 太阳高度由赤道向南北逐级递减。
一年中任一天--- 太阳高度由太阳直射的纬线向南北逐级递减。
随季节变化规律：
每年夏至日，北回归线以北太阳高度达最大。南半球太阳高度达最小值。
每年冬至日，北半球太阳高度达最小。南回归线以南太阳高度达最大值。
南北回归线之间，正午太阳高度角较大，每年有两次太阳直射现象。
南北回归线上，每年各有一次太阳直射现象
(2)正午太阳高度的计算公式
A 公式计算法 H=90°-|φ - δ | (φ为某地纬度，δ为太阳直射点纬度，当地夏半年取+，冬半年取-)
B 纬差计算法 H=90°-该地与太阳直射点的纬度差，即该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
3、太阳高度的分布规律：
地面太阳直射点的太阳高度为90°，从该点开始向四周呈同心圆状递减。
【典型1】、下图为某时刻我国局部地区太阳高度分布示意图，图中圆圈为等太阳高度线，水平直线表示纬线，竖直的直线表示经线，读图回答
（1）此时伦敦的区时是（ ）
A.4时 B.16时 C.4时16分 D.3时44分
（2）M、N两地的经度差（ ）
A.大于10° B.小于10° C.等于10°
D.可能大于10°，也有可能小于10°
（3）此时极昼产生的最低纬度是_______________.
【解析】：（1）由图可知太阳直射116°E经线，则北京时间即东八区时间为12时16分，而伦敦所在的中时区区时为4时16
分，选C
(2)由于北京正在直射经线上，当地的正午太阳高度为70°，可以得出直射点和北京的纬度差为20°，从而知道直射纬度为20°N。因为直射点不在赤道，所以根据前面太阳高度同心圆和直射点所在的经纬线的交点的经纬度的一般规律结论可以得出：M、N两地的经度差应该大于10°，选A
(3)太阳直射纬度在20°N,所以极昼产生的最低纬度为70°N.
【答案】：（1）C（2）A（3）70°N
【知识链接】
夏至日全球太阳高度等值线图。
【典型2】、下图为地球上某一时刻太阳高度分布图，图中粗线为等太阳高度线，求图中A、B两点间的距离约为多少？
【解析】：本题看起来好像无从下手，但细心研究，就会发现BA=BN（等太阳高度线是一组同心圆），而NB的纬度差是60 ，根据经线上经度相差1 ，距离相差111Km，可知AB=6660Km，
【答案】：AB=6660Km
【解题指导】本题材关键在于要到辅助点N，那么问题迎刃而解了。此类知识的应用－－关于两点间最近距离的计算，在航海和航空的线路设计中经常会应用，要求有空间立体概念。注意以下规律：
（1）两点若在同一纬线上，只有东西方向。
（2）两点若在同一经线上，只有南北方向。
（3）若两点经度差等于180°，过这两点的大圆便是经线圈，最短距离过两极点，具体分为三种情况：
①同位于北半球，最近航程一定是先向北，过极点后，再向南；
②同位于南半球，最近航程一定是先向南，过极点后，再向北；
③两地位于不同半球，这时需要讨论，要看过北极点的为劣弧，还是过南极点的为劣弧，确定后，再讨论。
（4）. 若两点经度差不等于180°，过这两点的大圆不是经线圈，而与经线圈斜交，最短距离不过两极点，而是过两极地区（或上空），具体分两种情况：
①甲地位于乙地的东方，从甲地到乙地的最短航程为：同在北半球，先向西北再向西，最后向西南；同在南半球，先向西南，再向西，最后向西北；位于不同半球时需要讨论，方法同上；
②甲地位于乙地的西方，从甲地到乙地的最短航程为：同在北半球，先向东北再向东，最后向东南；同在南半球，先向东南，再向东，最后向东北；位于不同半球时需要讨论。
总之，只要掌握了规律，做到真正理解，做题就能得心应手。
【典型3】、下面左图为“地球某时刻太阳高度分布示意图”，据图回答：
(1)此时北京时间为
A.2时 B.8时
C.14时 D.20时
（2）此时，可能出现的现象是（ ）
A.安大略湖畔曙光初现
B. 白令海峡烈日当空
C. 火地岛午夜太阳高照
D.尼罗河畔夜幕深沉
【解析】：(1)根据图中东、西经度可判断此图顺时针方向为东，中心应为南极，从等太阳高线可看出此时太阳直射点位于南回归线与0 经线的交点上，等太阳高度线的中心点为90 ，晨昏线与极圈相切，若将此图翻转成熟悉的侧视图（见右图），可清晰的看出南极圈内为极昼，0 经线的地方时为正午12时，此时北京时间应为20时。
(2)小题，除了要知道时间，还要根据图知道太阳直射在北回归线，北半球昼长夜短。根据四地经度位置求出时间，再根据昼夜长短来选择，答案为A.
【答案】：(1)D (2)A
【知识链接】常见的等太阳高度线有2种情况
A．直射点在赤道上。在这种情况下，如果图中有0°的等太阳高度线，则该0°太阳高度同心圆线与直射经线的2个交点就是两极。此时，将同心圆和直射点的经纬线的交点来进行比较计算是常见题型。一般规律是：某同心圆上和直射点同经线的点与直射点的纬度差=同一同心圆上和直射点同纬线的的点与直射点的经度差。由此可进行经度，地方时的计算。
B．直射点不在赤道上。此时要特别注意极点的位置，如果图中有0°的等太阳高度线，则该0°太阳高度同心圆线与直射经线的2个交点不在两极。在这种情况下，同心圆和直射点所在的经纬线的交点的经纬度一般规律是：某同心圆上和直射点同经线的点与直射点的纬度差<同一同心圆上和直射点同纬线的点与直射点的经度差。由此可进行经度，地方时的计算。
图一
图二
图三
图四
图五
图六
图七
图八
图九
夏至日全球太阳高度等值线图
70° 45° 30° 0°
·F
·E
·O
·北极
·A
·B
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