详析太阳高度角知识

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1、详析太阳高度角知识 一、太阳高度角与正午太阳高度角的概念太阳高度角是我们观察太阳时的仰角，也就是太阳光线与地面之间的夹角（如图1所示）。由于地球的自转，造成太阳东升西落，太阳高度角在一日内不断发生变化（如图2所示）；正午（地方时为12时）太阳位于上中天时，太阳的高度角达到最大值H，我们将此时的太阳高度角称为该日的正午太阳高度角。 二、（正午）太阳高度角的时空分布规律 1. 太阳高度角的分布规律    （1）某时刻的空间分布    如下图所示，此时刻太阳直射点A的太阳高度角为90°，从直射点向四周，随着球面的弯曲，太阳高度角递减，呈同心圆状分布，晨昏线上的太阳高

2、度角为0°。    （2）日变化    随着地球的自转，太阳直射点沿纬线移动，球面上各点的太阳高度角均不断发生变化，其大小取决于该点到直射点的球面距离。2. 正午太阳高度角的分布规律    （1）某日的空间分布    在上图中，A点所在的经线地方时为12时，此时的太阳高度角即为该纬线上各地的正午太阳高度角。同一纬线上各地此日的正午太阳高度角相同。A点所在纬线上正午太阳高度角为90°，从A点所在纬线向南北两侧，随着球面的弯曲，正午太阳高度角递减，且与A点之纬度比较，纬度相差多少，正午太阳高度角也相差多少。比较某日两点的正午太阳高度大小，须比较两点中哪点离太阳直射

3、纬线近，近者正午太阳高度角大。    （2）年变化由于太阳直射点在南北回归线之间作回归运动，某地到太阳直射纬度的距离发生变化，其正午太阳高度角随之变化。在太阳直射点移近该地所在纬线的时段，该地正午太阳高度角递增；反之，该地正午太阳高度角递减。若某地在北回归线以北（或南回归线以南），则其正午太阳高度角分别在夏冬至日达最大、最小值。若某地在南北回归线之间，则一年内有两次太阳直射，正午太阳高度角最大值达90°；在冬夏至日达到两次极小值。 3. 特殊地点的正午太阳高度    （1）极点的正午太阳高度如下图所示，出现极昼的北极点，一日内太阳高度不变，（正午）太阳高度等于

4、直射点的地理纬度a。    （2）与晨昏面相切的纬线上的正午太阳高度    如上图所示，A点所在纬线与晨昏面相切，其纬度应为90°-a，计算可得该日其正午太阳高度为2a。上述两地的太阳周日视运动为下图所示。三、有关太阳高度角问题的类型与解题思路    太阳高度角类问题可以归纳为三种基本类型：比较某时刻不同地点的太阳高度、比较某日不同纬度的正午太阳高度、探究某地正午太阳高度的年变化规律。此外，因为各地正午太阳高度的大小取决于太阳直射纬度，而太阳直射纬度又影响昼夜长短、季节变化，因此，正午太阳高度问题常与昼夜长短、季节判断问题联系在—起；特定日期某时刻各地太阳高度

5、角的大小取决于太阳直射点的经度，因此比较各地太阳高度角的大小常和时刻的计算联系在一起。下面对太阳高度角的具体运用举例进行讲解。例1：下图为地球上某时刻太阳高度分布示意图，图中粗线为等太阳高度线，读图回答下列问题。  1. 此时北京时间为    A.7时                             B.15时    C.17时                           D.21时   2. 若①②两点经度相同，②③两点纬度相同，则此时刻的太阳高度    A. ①＜③                  B. ①=②    C. ②=③    

6、               D. ①＞②  3. 此时    A.PM为昏线,PN为晨线    B. 新一天的范围约占全球的1/8    C. 新一天的范围约占全球的7/8    D. 全球昼夜平分 4. 此时Q点太阳高度的日变化图是解题思路：第1题，根据图中某时刻太阳高度的分布规律可知，此时太阳直射①点，其地方时为12时；据图中经度变化规律可求得①点所在经线为45°E，所以北京时间为17时。第2题，①为太阳直射点，太阳高度大于②③；②与③纬度相同，②为正午，太阳高度大。第3题，想象地球自转，可知PM为晨线，PN为昏线；由第1题可知135°W此时为0时，所以

7、新一天的范围占全球的7/8。第4题，Q点为极点，处于极昼，一日内太阳高度不变，等于直射点①的地理纬度。答案：1.C           2. D              3. C        4. A例2：在30°N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a的最大值是________，最小值是________。    解题思路：倾角a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；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(53°26’、6°34’)。其他如日影长短、室内光照面积

8、大小的问题，均可以看作是计算某地最大或