正午太阳高度的时空变化规律及其应用

《正午太阳高度的时空变化规律及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、正午太阳高度的时空变化规律及其应用作者：李红勋通信地址：河南省濮阳市综合高中邮编：457000正午太阳高度的时空变化规律是地理学习的重点和难点，该部分原理知识抽象复杂，综合性强，对学生应用能力的要求较高。分析近几年高考试题可以看出，对于该部分原理知识的考查，命题角度更加巧妙，出题形式也更加灵活多样。但万变不离其宗，深刻把握该部分原理知识，科学利用正午太阳高度的时空变化规律模型，是迅速解决该类问题的有效方法。下面分析探讨如下：一.正午太阳高度的计算及其时空变化规律1.正午太阳高度的计算太阳光线相对当地地平面的交角（即太阳在当地的仰角），简称太阳高度。某地一天中的最大太阳高度，即当地正午12

2、时的太阳高度，为该地的正午太阳高度，其计算公式为：H=90°－纬度距（所求点和阳光直射点之间相隔的纬度数）。换言之，在任一时刻，某地正午太阳高度与其距离阳光直射点的纬度数互余。纬度距的计算如图1所示。提示：①若所求点与阳光直射点同在南半球或者同在北半球，两点间的纬度距为两点中较大的纬度减去较小的纬度。如图1，此时阳光直射北纬23.5°，为北半球夏至日，A点与直射点间的纬度距为11.5°（35°－23.5°），正午太阳高度则为78.5°；B点与直射点间的纬度距为13.5°（23.5°－10°），正午太阳高度则为76.5°。注意：图1中回归线度数取为23.5°，下面图3、图4相同。②若所求点

3、与阳光直射点分属于南、北两个不同半球，两点间的纬度距为两点纬度之和。如图1，C点与直射点间的纬度距为53.5°（30°＋23.5°），正午太阳高度则为36.5°。③严格来讲，随着地球的公转，阳光直射点的纬度每时每刻在发生着南北移动。通常情况下，直射点移动的日变化忽略不计，因此，在任何一天，正午太阳高度因纬度不同而不同，同一条纬线上的地点正午太阳高度相等。2.正午太阳高度的空间变化规律某一时刻太阳高度的空间变化规律由于太阳光为平行光，地球是个球体，所以，在某一时刻太阳仅直射地球上某一点，此点就是阳光直射点，位于昼半球正中心。随着地球的绕轴自转，在忽略直射点南北移动日变化的情况下，在一个太阳

4、日内，阳光直射点在同一条纬线上自东向西移动。直射点所在的经线为正午经线，当地时间为12：00。直射点太阳高度为90°，在直射点上物体的影长为零。某一时刻太阳高度的分布状况通常用等太阳高度线来反映。某一时刻太阳高度的分布规律为：直射点四周与直射点等距离地点的太阳高度相等，并且等太阳高度线由直射点分别向四周呈圆形递减，至晨昏圈时太阳高度为0°。如图2（夏至日某时刻全球太阳高度等值线图）所示。图中：N—北极点；弧线ACB—晨线；弧线ADB—昏线；O—阳光直射点；NB—正午经线；NA—0时经线。正午太阳高度随纬度变化的规律同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减，且以直射点所在纬

5、度为中心等距离对称。春、秋分日和冬至、夏至的正午太阳高度随纬度变化的规律如图3所示。提示：①.3月21日和9月23日前后——从赤道向南北两侧递减。南、北极点正午太阳高度均为0°。②.6月22日前后——从北回归线向南北两侧递减。北极点正午太阳高度为23.5°，南极圈以南出现极夜（正午太阳高度小于0°，为负值）。③.12月22日前后——从南回归线向南北两侧递减。南极点正午太阳高度为23.5°，北极圈以北出现极夜（正午太阳高度小于0°，为负值）。3.正午太阳高度随季节变化的规律由于太阳直射点每天都在移动，所以地球上任何一点，正午太阳高度天天都在变化，南北回归线之间的地区一年中有两次达到最大值（

6、90°），北回归线以北和南回归线以南地区的正午太阳高度，总是由极大值变到极小值，再由极小值变到极大值，周而复始。在解答某地正午太阳高度的周年变化问题时，可速绘图4模式图来分析思考。提示：①.在直射点南北移动的过程中，对于全球任何一个地点而言，直射点移向该地点，则该点的正午太阳高度逐日变大；反之，则逐日变小。直射点与该地点间的纬度距越近，该地点的正午太阳高度越大。②.北回归线及其以北地区的正午太阳高度的变化（如图中c点箭头所示）：6月22日为年内最大值，之后直射点南移，正午太阳高度渐小，12月22日达到年内最小值；随后直射点北移，正午太阳高度渐大，次年6月22日又达到年内最大值。北回归线上

7、一年中有一次直射，即6月22日的正午太阳高度为90°。③.南回归线及其以南地区的正午太阳高度的变化（如图中a点箭头所示）：12月22日为年内最大值，之后直射点北移，正午太阳高度渐小，6月22日达到年内最小值；随后直射点南移，正午太阳高度渐大，至次年12月22日又达到年内最大。南回归线上一年有一次直射，即12月22日的正午太阳高度为90°。④.南北回归线之间的地区，一年直射两次，直射日正午太阳高度为年内最大，之后逐渐变小。赤道上，春、