正午太阳高度的变化

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1、正午太阳高度的变化正午太阳高度的变化看动画思考：看动画思考：1 1.一天中杆影长度有什么变化规律一天中杆影长度有什么变化规律?2.2.一天中杆影最短是什么时候？一天中杆影最短是什么时候？3 3.杆影的长度变化与什么有关？与它有什么样的关系？杆影的长度变化与什么有关？与它有什么样的关系？1.长长短短-长长 2.正午正午 3.与太阳高度（角）有与太阳高度（角）有关关 太阳高度大，杆影太阳高度大，杆影短；反之，则长。短；反之，则长。一、太阳高度的概念一、太阳高度的概念地面太阳光线太阳高度角太阳光线与地面所成的夹角。太阳光线与地面所成的夹角。二、正午太阳高度的变化二、正午太阳高度的变化 1、正午太阳高

2、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（各地地方时（各地地方时12时的太时的太阳高度角）阳高度角）同一纬度太阳高同一纬度太阳高度日变化规律：度日变化规律：昼半球：大于昼半球：大于0；夜半球：小于夜半球：小于0；晨昏线：等于晨昏线：等于0。2.正午太阳高度纬度分布规律：正午太阳高度纬度分布规律：02326 N2326 S6634 N6634 S9090SAB正午太阳高度的正午太阳高度的纬度纬度分布分布规律规律北半球夏至北半球夏至 二分日 北半球冬至同一时间，离太阳直射点所在纬度越近，当地正午太阳高度越大。同一时间，离太阳直射点所在纬度越近，当地正午太阳高度越大。6634 9

3、0N906634 4308 4308 00C2326 2326 3060903、正午太阳高度的季节变化规律、正午太阳高度的季节变化规律90 N 2326 N 0 2326 S 90 S同一地点同一地点，正午太阳高度正午太阳高度随随季节季节的变化的变化90 N 2326 N 0 2326 S 90 SPP90 N 2326 N 0 2326 S 90 S同一地点同一地点，正午太阳高度正午太阳高度随随季节季节的变化的变化90 N 2326 N 0 2326 S 90 SPP3、正午太阳高度的季节变化规律、正午太阳高度的季节变化规律90 N 2326 N 0 2326 S 90 S同一地点同一地点，

4、正午太阳高度正午太阳高度随随季节季节的变化的变化P同一地点，离最大正午太阳高度所处日期越近，同一地点，离最大正午太阳高度所处日期越近，当日正午太阳高度越大。当日正午太阳高度越大。3、正午太阳高度的季节变化规律、正午太阳高度的季节变化规律正午太阳高度的形成：如右图所示正午太阳高度的形成：如右图所示太阳光线与地面之间的夹角太阳光线与地面之间的夹角正午太阳高度计算公式推导。正午太阳高度计算公式推导。H=90B =90AOB =90(COB-COA)=90 纬度差纬度差(所求点和直射点之间的纬度差所求点和直射点之间的纬度差)AOBCOA纬差的计算：同半球相纬差的计算：同半球相减减，异半球相，异半球相加

5、加 三、正午太阳高度的计算三、正午太阳高度的计算正午太阳高度的计算公式正午太阳高度的计算公式 H=90-式中式中H为正午太阳高度；为正午太阳高度；为当地纬度，为当地纬度，取正值；取正值；为太阳直射点的纬度，当地夏半为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。年取正值，冬半年取负值。H某地某地=90 纬度差纬度差纬度差：即所求地点纬度与太阳直射点纬度差：即所求地点纬度与太阳直射点的所在纬度的差距的所在纬度的差距 H某地某地=90 纬度差纬度差纬度差：即所求地点纬度与太阳直射点的所在纬度的差距纬度差：即所求地点纬度与太阳直射点的所在纬度的差距02326 N2326 S30NA302326

6、BC 2326 若求若求3030N N P P点点正午太阳高度角：正午太阳高度角：春秋分：春秋分：H90 （A0 ）90 (30 0 ）60 PP30634 夏至日：夏至日：H90(A B)90 (30 2326)8326P5326 N冬至日：冬至日：H90 (A+C)90(30 +23 26)33 34纬差的计算：同半球相纬差的计算：同半球相减减，异半球相，异半球相加加 4050P5N55N0纬度差纬度差50纬度差：纬度差：所求地点纬度与太阳直射点所求地点纬度与太阳直射点的所在纬度的差距的所在纬度的差距05S45NHh s有关太阳高度计算题：有关太阳高度计算题：已知纬度，问：不同季已知纬度，

7、问：不同季节热水器摆放的角度？节热水器摆放的角度？已知楼高，问：不同已知楼高，问：不同纬度的楼间距的大小纬度的楼间距的大小？四、四、正午太阳高度应用正午太阳高度应用关于热水器角度计算：关于热水器角度计算：计算原理：计算原理：a=90-H H=90-(H：正午太阳高度：正午太阳高度 ：纬度纬度 ：直射点纬度：直射点纬度,夏至夏至取取23 26，冬，冬至至取取-23 26）若：在纬度为若：在纬度为40 N地区，热水器太阳能受热板地区，热水器太阳能受热板与地面的角度随四季的变化？与地面的角度随四季的变化？夏至：夏至：a=16 34 冬冬至：至：a=63 26 春秋分：春秋分：a=40 BA夏至夏至冬

8、至冬至 冬至日正午太阳高度最小，此时冬至日正午太阳高度最小，此时B楼日影最长楼日影最长，若此时，若此时A楼不被挡，则可终年获得光照。楼不被挡，则可终年获得光照。一般来说，纬度较低地区，楼距较近，纬度较一般来说，纬度较低地区，楼距较近，纬度较高地区，楼距较远。高地区，楼距较远。楼距计算楼距计算ch sH关于楼间距的计算：关于楼间距的计算：计算原理：计算原理：h/s=tanH h=s*tan HS：楼间距楼间距 H：正午太阳高度：正午太阳高度 h:楼房高度楼房高度如图所示，位于北纬如图所示，位于北纬3634的某疗养院，计算在的某疗养院，计算在一幢一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养米高的楼

9、房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太的需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。阳。（1）新楼至少要距原楼多少米？）新楼至少要距原楼多少米？（2）若黄赤交角变为）若黄赤交角变为2334，两楼之间的距离，两楼之间的距离将应如何变化，才能保证各楼层均有较好的采光？将应如何变化，才能保证各楼层均有较好的采光？根据题意因疗养院位于北纬根据题意因疗养院位于北纬3634，当太阳直射，当太阳直射南回归线时北半球正午太阳高度角达一年中最小值，南回归线时北半球正午太阳高度角达一年中最小值，若此时该楼的一层能被太阳照射的话，则各楼层都若此时该楼的一层能被太阳照射的话，则各楼层都

10、能被阳光照射能被阳光照射 H=90-（代（代=3634,=2326）H=30根据三角函数关系，两楼间最小距离应为根据三角函数关系，两楼间最小距离应为x=20cot 30,x=34.7 m。若黄赤交角变为若黄赤交角变为2334，比原来变大，比原来变大，则此时北纬则此时北纬3634的正午太阳高度角的正午太阳高度角 H=90-,H=2952变小，变小，但但x=20cot 2952在（在（090）为减函数，故两楼间距应增大为减函数，故两楼间距应增大 近年来，我国房地产业发展迅速，越来越近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。请读

11、图，运用以下公式及相关知识改善。请读图，运用以下公式及相关知识回答。（回答。（2002年江苏、河南文理大综合卷年江苏、河南文理大综合卷）某地正午太阳高度的大小：某地正午太阳高度的大小：H9090一一 式中式中H为正午太阳高度；甲为当地纬度，为正午太阳高度；甲为当地纬度，取正值；取正值；为太阳直射点的纬度，当地为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。夏半年取正值，冬半年取负值。tg350.70tg45=1 tg601.7321.房地产开发商在某城市房地产开发商在某城市(北纬北纬30度度)建造了两幢商品住宅楼建造了两幢商品住宅楼(图图3)，某户，某户居民买到了北楼一层的一套房子，于春节

12、前住进后发现正午前后太阳居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住。请问，该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时光线被南楼挡住。请问，该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是间大约是 ()A1个月个月 B3个月个月 C6个月个月 D9个月个月2为避免这种纠纷，房地产开发商在建楼时，应该使北楼所有朝南房为避免这种纠纷，房地产开发商在建楼时，应该使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被正午太阳光线照射。那么在两栋楼间距不变的屋在正午时终年都能被正午太阳光线照射。那么在两栋楼间距不变的情况下，南楼的高度最高域约为情况下，南楼的高度最高域约为A20米米 B.30米米

13、C.40米米 D.50米米例：在例：在30N某地使用太阳能热水器。集热板要和正午某地使用太阳能热水器。集热板要和正午太阳光线保持垂直，则一年中倾角太阳光线保持垂直，则一年中倾角a的最大值是的最大值是_，最小值是，最小值是_。解题思路：倾角解题思路：倾角a的大小取决于正午太阳高度。夏的大小取决于正午太阳高度。夏至日，太阳直射北回归线，该地正午太阳高度最大；至日，太阳直射北回归线，该地正午太阳高度最大；冬至日太阳直射南回归线，该地正午太阳高度最小，冬至日太阳直射南回归线，该地正午太阳高度最小，分别计算即可得出答案分别计算即可得出答案(5326、634)。其他。其他如日影长短、如日影长短、室内光照面

14、积大小的问题，均可室内光照面积大小的问题，均可以看作是计算某地最大或最小正以看作是计算某地最大或最小正午太阳高度角的问题。午太阳高度角的问题。夏至日：夏至日：H=90（302326 ）=90634 =83 26 a=90H=90 83 26 =634 冬至日：冬至日：H=90（30+2326 ）=905326 =36 34 a=90H=90 3634 =5326 H某地某地=90 纬度差纬度差纬差的计算：同半球相纬差的计算：同半球相减减，异半球相，异半球相加加 L1L2H1H2H越大越大,影越短影越短0H90北极点上太阳总在其正南方向，且物影总是指向正南方北极点上太阳总在其正南方向，且物影总是

15、指向正南方向；南极点相反。向；南极点相反。物影SSN经线经线竹竿物影NNS经线经线竹竿 如在北极出现极昼期间看太阳升落情况，太阳终日不落，而且高度基本不变。06 121824H高度小时1、极点、极点 其太阳高度等于太阳直射点的纬度其太阳高度等于太阳直射点的纬度 补充：太阳高度的日变化规律和日影的变化补充：太阳高度的日变化规律和日影的变化24时时太阳高度太阳高度2326极点太阳高度的日变化极点太阳高度的日变化0 2、极圈及其以内地区、极圈及其以内地区（1）极昼期间，太阳高度）极昼期间，太阳高度24小时内都大于或等于零度。小时内都大于或等于零度。（2）刚好出现极昼地区的纬度与直射点纬度和为）刚好出现极昼地区的纬度与直射点纬度和为 90，且该日该地区太阳高度最小值为，且该日该地区太阳高度最小值为0，（3）其他极昼地区）其他极昼地区 该日太阳高度最小值该日太阳高度最小值 当地纬度刚好出现极昼地区纬度。当地纬度刚好出现极昼地区纬度。（4）某地某日刚好出现极昼，则该地当日正午太阳高）某地某日刚好出现极昼，则该地当日正午太阳高 度等于直射点纬度的度等于直射点纬度的2倍。倍。