正午太阳高度的变化规律
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正午太阳高度规律性知识总结及解题应用河北省邢台市邢台学院地理科学系陈霁冰风水规划研究室原创。
专业从事高考地理命题研究、风水规划设计、四柱命理预测邮编054001.邮箱:与正午太阳高度有关的知识是重要的考点内容之一,现将有关规律性的知识总结如下。
一、正午太阳高度角的空间变化规律及应用【知识链接】①全球正午太阳高度的分布规律:从太阳直射点所在纬度分别向南北两侧递减; 离直射点越近,正午太阳高度越大,反之愈小;直射点所在半球昼长夜短,另一半球则昼短夜长。
②二分二至日的正午太阳高度分布规律应特别注意区分。
例1.在图1中,横坐标表示某日正午太阳高度,纵坐标表示纬度。
读图回答1~2题。
—c—a—b【解析】夏至日太阳直射23° 26' N北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中最大值,故应选a、d。
太阳直射北回归线,北半球昼最长夜最短,且纬度越高昼越长,故应选B.【答案】(1) a、d (2) B二、正午太阳高度角的年变化规律及应用【知识链接】①回归线之间的地区:正午太阳高度的最大值为90°,每年有两次太阳直射现象,即一年中有两次正午太阳高度最大值。
②回归线上,正午太阳高度的最大值为90°,每年有一次太阳直射现象,即一年中有一次正午太阳高度最大值。
③回归线至极点之间的地区,正午太阳高度的最大值小于90°,每年没有太阳直射现象,一年中有一次正午太阳高度最大值。
④北回归线以北的纬度带,每年夏至日达最大值,冬至日达最小值。
⑤南回归线以南的纬度带,每年夏至日达最小值,冬至日达最大值。
例2.假设M地( 0°,30°E)、N(23°26' S, 30°E)两地正午太阳高度分别是H和下列说法正确的是()A.耳和H N不可能在同一天达最小值 B .每年总有某一时刻H=H NC.每年约有9个月H M>H D •任何时刻都有F M>H N【解析】正午太阳高度的大小取决于该地与太阳直射点之间的纬度差,离直射点越近,正午太阳高度越大,反之愈小。
太阳高度(正午太阳高度)的变化规律及应用1. 变化规律(1)太阳高度的分布规律:直射点的太阳高度为90°,由此向四周呈同心圆递减(如下图甲)。
直射点所在经线上的太阳高度值为各点对应纬度上的最大太阳高度,即正午太阳高度,其变化特点是直射点向南北两侧递减(如下图乙)。
其值大小由如下公式决定:H=90°-|φ±δ|(当地纬度±太阳直射点纬度)(H为正午太阳高度,φ为某地纬度,δ为直射点纬度,若φ与δ在赤道同侧取“-”,不同侧则取“+”)(2)最值:直射北回归线,北回归线及其以北地区达一年中最大值,整个南半球达一年中最小值;相反,直射南回归线时,南回归线及其以南地区达一年中最大值;整个北半球达一年中最小值。
(3)极点太阳高度的变化:极昼时期,太阳高度全天都不变(如下图甲),始终等于直射点纬度,其值的年变化幅度解于0°~23°26/。
(4)极圈及其以内地区的太阳高度的变化:从日变化看,极昼期间,全天太阳高度始终都大于或等于零度,其中极圈上在0点时刻有太阳高度为0的时刻(如图乙),极圈到极点之间的地区,其太阳高度全天始终都大于零度(如图丙);从年变化看,北半球是随太阳直射点北移而增大,南半球反之,其最大值由公式H=90°-|φ±δ|决定。
(5)其他纬度的太阳高度变化:都是日出日落时为0,12点最大,12点前递增,12点后递减。
特殊之处是:赤道上的太阳高度是6点和18点为0(如图丁),其最大太阳高度的年变化范围是[66°34′,90°]。
2.太阳高度的应用(1)推算纬度:根据公式: H=90°-|φ±δ|,可求任意地点的地理纬度。
(2)推算地方时:一天中太阳高度达最大值处的地方时为12时;春秋分时,太阳高度为0处的地方时为6时或18时,赤道上太阳高度为0处的地方时为6时或18时。
(3)推算城市的楼间距:若某地楼高为h,楼间距s,纬度为φ,则该楼与处于其背阳一侧房屋的楼间距s=cot(90°-φ-23°26′)。
2020届高三地理复习讲解:正午太阳高度和昼夜长短的变化规律一、知识讲解1.太阳高度和正午太阳高度的区别太阳光线与地平面之间的夹角,叫做太阳高度角,简称太阳高度(如图甲所示)。
一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度(如图乙所示)。
2.正午太阳高度的变化规律(1)纬度变化规律正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
二分二至日太阳高度分布示意图①夏至日:正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减,如图中c折线所示。
②冬至日:正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减,如图中a折线所示。
③春秋分日:正午太阳高度由赤道向南北两侧递减,如图中b折线所示。
(2)季节变化规律3.(1)季节变化规律春、秋分日全球各地均昼夜等长,且距春分(秋分)日越近的日期,昼夜差值越小。
(2)纬度分布规律二、经典高考试题1.总部位于江苏徐州(约34°N,117°E)的某企业承接了甲国(下图)价值7.446亿美元的工程机械订单。
据此完成下题。
2011年6月21日,该订单的首批产品从徐州发货。
这一日,徐州与甲国首都相比()A.徐州的正午太阳高度较高B.徐州的白昼较短C.两地正午物影方向相同D.两地日出方位角相同解析本题主要考查地球运动的地理意义。
根据图文材料可知,徐州纬度约为34°N,甲国首都纬度约为10°N。
6月21日,太阳直射点位于北回归线附近,正午太阳高度大致由北回归线向南、北两侧递减,由于徐州与北回归线的纬度差较小,故徐州的正午太阳高度较高,A项正确;此日,北半球纬度越高,昼越长,B项错误;徐州与甲国首都分别位于太阳直射纬线的两侧,故正午物影方向相反,C项错误;由于徐州与甲国首都纬度不同,故两地日出方位角不同,D项错误。
答案 A2.2015年某日出现了日食现象。
在四幅日照图中,深色阴影为夜半球,浅色阴影为当时可观测到日食的地区范围。
读图,回答(1)~(2)题。
(1)发生日食的这天,在图中所示四地中,正午太阳高度角最大的是() A.甲B.乙C.丙D.丁(2)在图中所示四地中,观测者正朝西南方向观测日食的是()A.甲B.乙C.丙D.丁解析第(1)题,考查地球运动的地理意义。
考点三正午太阳高度的变化规律[知识整合]1.太阳高度和正午太阳高度的区别太阳光线与地平面之间的夹角,叫做太阳高度角,简称太阳高度(如图甲所示)。
一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度(如图乙所示)。
2.正午太阳高度的变化规律(1)正午太阳高度的空间变化规律(全球正午太阳高度的纬度变化规律)从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减;离直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大。
如下图所示。
夏至日:正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。
冬至日:正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。
春秋二分日:正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。
(2)正午太阳高度年变化规律在极昼期间,极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的,其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度太阳高度在一日之内是有变化的,一天之内有一个最大值(地方时12点时),即当地的正午太阳正午太阳高度最大值为90°,每年有两次太阳直射现象,即一年中有两个正午太阳高度最大值正午太阳高度最大值为90°,一年中只有一次太阳直射现象,即一年中只有一个正午太阳最大值正午太阳高度最大值小于90°,一年中只有一个正午太阳高度最大值[深度思考]1.正午太阳高度的应用(1)确定地方时当某地太阳高度达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向为了获得更充足的太阳光照,确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。
在北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。
(3)判断日影长短及方向正午太阳高度越大,日影越短,正午太阳高度越小,日影越长,且日影方向背向太阳。
如下图中各点旗杆日影长短及日影所在方向(图中是夏至日,经线和纬线的交点是直射点)。
(4)确定当地的地理纬度纬度差多少度,正午太阳高度就差多少度。
根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度,可判断该地区纬度大小。
(5)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度一般情况下,由于向阳坡正午太阳高度大,获得太阳光热多,背阴坡得到太阳光热少,因此在相同高度,阳坡温度较高,阴坡温度较低,从而使同一自然带在阳坡的分布高度较高,在阴坡的分布高度较低。
正午太阳高度纬度变化规律
中午正午太阳高度变化规律指的是太阳从日落到日出,这个时间段高度的不断变化。
中午的太阳高度纬度受气候、地理位置和季节等因素的影响,每地的高度范围也不一样。
从大致的角度讲,中午正午太阳的高度纬度随着日期的变化而变化,每月的中午正午高度纬度都有一定的规律。
数据显示,南半球的中午正午太阳高度纬度上升,越往南,太阳升起的角度越大;北半球的中午正午太阳高度纬度显著下降,越往北,太阳升起的角度越小。
此外,季节也会影响中午正午太阳高度纬度的变化规律。
在春季,基本上,从低纬度地区到高纬度地区,太阳高度有一个慢慢升高的趋势;在秋季,从低纬度地区到高纬度地区,太阳的高度则呈逐渐下降的趋势。
而在其他季节,太阳的高度在低纬度和高纬度地区都基本相同。
另外,气候、地理位置也会影响中午正午太阳的高度纬度。
一般而言,温暖的气候与湿润地理位置下,太阳升起的角度会更大,相反,寒冷的气候与干燥地理位置下,太阳升起的角度会更小。
总之,中午正午太阳高度纬度的变化规律受气候、地理位置和季节的共同影响,不同的气候、地理位置、季节的太阳的高度纬度也会有所不同。
因此,居住在不同地区,观察太阳的变化规律是非常重要的。
《正午太阳高度的变化规律、计算及应用》教学设
计
[教学目标]
1.掌握正午太阳高度的纬度和季节变化规律。
2.能灵活运用规律分析问题 ,解决实际问题。
3.能达到在一定的时间内完成正午太阳高度的计算和逻辑推理过程 ,突破高考重难点。
[教学重点]正午太阳高度的纬度和季节变化规律及应
用。
[教学难点]正午太阳高度的季节变化规律及应
用。
[课时安排]一课时
[教学用具] 多媒体
[教学过
程]
一、正午太阳高度变化规律
1、随纬度变化规律:
节气日期太阳直射点正午太阳高度的纬度变化规律
春分日秋分日3月21日
9月23日
前后
赤道
由直射点纬线向南北两侧依次
等距离递减
夏至日6月22日
前后
北回
归线
冬至日12月22日前后南回归线
2、随季节变化规律
纬度带夏至日正午太阳高度冬至日正午太阳高度
北回归线以北的纬度带达最大值达最小值
南回归线以南的纬度带达最小值达最大值
赤道上
两至日正午太阳高度达到最小值,春秋分日达到最大值
南北回归线之间地区每年有两次太阳直射达到最大植。
赤道与北回归线之间,冬至日正午太阳高度达到最小值。
赤道与南回归线之间,夏至日正午太阳高度达到最小值。
二、正午太阳高度的计算
公式计算:H=90°—/φ-δ /
即①取当地地理纬度与太阳直射点的纬度差;
②取其纬度差的余角。
例1:下图中四条曲线分别表示A、B、C、D四地,6月22日太阳高度的全天变化情况,据此判断下列各选项中,对四地纬度位置的说法与图示情况相符合的是
①A.23°26′N B.46°52′N C.66°34′N D.90°N
②A.90°N B.66°34′N C.23°26′N D.0°
③A.0° B.23°26′N C.90°N D.66°34′N
④A.23°26′N B.46°52′N C.90°N D.66°34′N
例2:设m(纬度0°、30°E),n(23°26′N、30°E)两地正午太阳高度分别为Hm和Hn,判断下列四项中正确的是
AHm 和Hn 不可能在同一天达到最小值
B 每年有某时刻Hm =Hn
C 每年约有9个月Hm >Hn
D 任何时候都Hm ≥Hn
参考答案:例1:② 例2:BC
三、正午太阳高度的应用
1.确定地方时或经度。
某地太阳高度达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。
2.确定房屋的朝向。
为了获得更充足的太阳光照,确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。
在北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。
例3:右图为某地朝南窗户二分二至日正午阳光入射图。
据图回答⑴
—⑵题。
⑴当阳光如②所示射入窗户时,若此时北京时间为10点,则该地的经度是:
A .90o E
B .105o E
C .150o E
D .160o E
⑵当阳光如③所示射入窗户时:
A .我国恰好是一年中气温最高的月份
B .北京正值昼长夜短
C .北极圈出现极昼
D .北半球纬度越高,白昼越短
参考答案:⑴C ⑵D
3.判断日影长短及方向
正午太阳高度越大,日影越短,正午太阳高度越小,日影越长。
北回归线以北的地区,正午的日影全年朝向正北(北极点除外),冬至日日影最长,夏至日最短。
南回归线以南的地区,正午的日影全年朝向正南(南极点除外),夏至日日影最长,冬至日最
短。
4、根据正午太阳高度判断所在的地区的纬度。
例4:某学校操场上,O 处有一垂直于地面的旗杆,OP 表示正午时旗杆在地面的影子,其长度随季节发生变化,6月22日缩短为零。
M 处有一棵树,OM 垂直于OP 。
读下图回答:
(1)_____月_______日OP 最长;三个月后,该地的昼夜长短状况是_______。
(2)M 处的树位于旗杆的______方向,其精确的纬度是______。
① ② ③ 1 2 3
参考答案:(1)12月22日昼夜平分或昼夜等长
(2)正东23°26′N
5. 计算热水器的安装角度。
要最大限度地利用太阳能资源,应该合理设计太阳能热水器的倾斜角度,使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直,提高太阳热水器的效率。
例5:某校所在地(120°E、40°N)安置一台太阳能热水器,为了获得最多的太阳光热,提高利用效率,根据太阳高度的变化随季节调整其支架倾角,下列四幅图中与热水器安置方式搭配不合理的是()
参考答案:D
6.计算楼距。
为了使楼房底层获得充足的太阳光照,一般来说,纬度较低的地区,楼距较小,纬度较高的地区楼距较大。
解题的关键是计算当地一年中最小的正午太阳高度,并计算影长。
例6: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改善。
请读图,
并运用以下公式及相关知识回答⑴~⑵题。
①某地正午太阳高度的大小:
H=90°φ—δ
式中H为正午太阳高度;
φ为当地纬度,取正值;
δ为太阳直射点的纬度,当地夏半年取正值,冬
半年取负值。
②tg35°≈0.7 tg45°=1 tg60°≈1.732
(1)房地产开发商在某城市(北纬30度)建造了两幢商品住宅楼(图3),某户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间大约是
A、1个月
B、3个月
C、6个月
D、9个月
(2)该住户据此认定自己享受中午阳光的权益受到损害,向房地产开发商提出了交涉。
经协商,房地产开发商给予一定的资金补偿。
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太阳照射。
那么在两幢楼间距不变的情况下,南楼的高度最高约为
A、20米
B、30米
C、40米
D、50米
参考答案:(1)C(2)B
[教学后记]
在“正午太阳高度的变化规律、计算及应用”内容讲述中,关于正午太阳高度的纬度变化规律比较好理解,但“正午太阳高度的季节变化规律”却难以理解。
怎样能让学生正确理解和掌握这一难点呢?我在教学中引用了循序渐进结合示意图总结规律并结合有关例题,课后学生反馈不错。