正午太阳高度角的变化在生活中的应用 (共22张)

正午太阳高度角变化及应用正午太阳高度角是指在正午时刻，在地平线上的太阳和天顶的连线与地球赤道面的夹角，它是一个重要的地理和天文量。

该角度在漫长的历史中被用于测定纬度和时区，同时也被广泛用于定位、气象预报和能源产业的规划。

太阳高度角的变化受多种因素的影响，如时间、地点和季节，这些因素的综合作用会导致太阳高度角的变化规律。

在本文中，将详细介绍太阳高度角的变化规律及其应用。

一、太阳高度角的变化规律太阳高度角从日出时刻开始逐渐增大，到正午时刻达到最大值，然后逐渐减小，最终在日落时刻消失。

每日的太阳高度角变化规律大致呈现一个钟形曲线，这一规律对于人们的生活和工作有着重要的影响。

1. 时间的影响太阳高度角的变化是随着时间的推移而发生的，每天太阳在天空中的位置一直在变化。

在北半球，太阳的高度角最大值发生在正午时刻，而在南半球，太阳的高度角最大值则发生在南十二时刻。

在地球赤道附近地区，由于存在较小的倾斜角度，太阳高度角变化幅度较小。

2. 地点的影响太阳高度角的变化还受地点的影响，不同地点的太阳高度角变化规律有所不同。

在南极洲，由于其接近南极点，太阳高度角的变化规律与北半球相反，即最大值发生在南十二时刻。

在高纬度地区，由于地球倾斜角度较大，太阳高度角的变化幅度也较大。

3. 季节的影响季节也是影响太阳高度角变化的一个重要因素，太阳高度角的变化规律与季节变化规律密切相关。

在夏季，太阳高度角较高，日照时间较长；而在冬季，太阳高度角较低，日照时间较短。

二、太阳高度角的应用1. 确定纬度太阳高度角的测量对于地球的定位非常重要，因为它可以用来确定地球的纬度。

通过观测太阳高度角的变化规律，可以推算地球位于赤道还是南北半球，以及位于北半球的纬度。

这对于地质勘探、探险和旅行有着重要的意义。

2. 确定时区由于太阳高度角的变化规律随着地点的不同而有所差异，因此它也可以用于确定时区。

当太阳高度角达到最大值时，误差最小，此时可以通过对比地方时和标准时来确定所在的时区。

试析太阳高度角的有关问题太阳高度角在整个高中地理知识中，是学生学习、理解最困难的知识点之一，对学生能力要求高。

它与实际生产、生活联系紧密，应用意义强，常成为出题者光顾的对象。

在备考复习中，可从以下方面突破该难点。

首先要分清是太阳高度角还是正午太阳高度角的问题。

虽然正午太阳高度角是太阳高度角的特殊情况，但在考查的知识方面二者还是有所差异，下面分别探讨之。

一：太阳高度角的有关问题（一）太阳高度角的分布：任一时刻的太阳高度角都以直射点为圆心，呈同心圈状向外逐渐递减。

如图1，圆心为直射点，太阳高度角为90º，外圆为晨昏圈，太阳高度角为0º。

（即昼半球的太阳高度角大于0º，夜半球的太阳高度角小于0º。

）（二）太阳高度角的大小与影子长短的关系：1：太阳高度角越大，物体的影子越短；太阳高度角越小，物体的影子越长(影子的方向在太阳的相反方向)。

因此一天中，日出、日落时的影子最长，正午时的影子最短。

据此，当告诉物体影子达一天中最短时，说明该地地方时为12点，若是影子缩为零，则太阳直射该地。

2：根据物体影子还可推知以下知识点。

据日出、日落时的物体影子朝向，推知日出、日落的方向，从而得知太阳直射半球。

如：若日出时物体的影子朝向西南，日落时物体的影子朝向东南，则说明日出东北方日落西北方，太阳直射北半球；若日出时物体的影子朝向西北，日落时物体的影子朝向东北，则说明日出东南方日落西南方，太阳直射南半球；若日出时物体的影子朝向正西，日落时物体的影子朝向正东，则说明日出正东方日落正西方，太阳直射赤道。

（三）太阳高度角的日变化分布图太阳高度角1：极点：在极点上看太阳，太阳在地平圈以上23作圆周运动，表现为不升不落。

这是因为一天中极点离太阳的距离都相等的缘故。

如图2所示：太阳0 12 24（小时）高度在坐标图上呈一直线。

且可推知以下两个知识点：（1）极点上，一年中在极昼期太阳高度在0º到23.5º间变化。

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′）。

中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、四柱命理展望邮编 054001.邮箱：与中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以下。

一、中午太阳高度角的空间变化规律及应用【知识链接】①全世界中午太阳高度的散布规律：从太阳直射点所在纬度分别向南北双侧递减；离直射点越近，中午太阳高度越大，反之愈小；直射点所在半球昼永夜短，另一半球则昼短夜长。

②二分二至日的中午太阳高度散布规律应特别注意划分。

例 1．在图 1 中，横坐标表示某日中午太阳高度，纵坐标表示纬度。

读图回答1~2 题。

1．该日，图中 a、b、c、d 四地址中，中午太阳高度达一年中最大值的有。

2．该日，图中 a、b、c、d 四地址的昼长时间由长到短的摆列次序是（）A．a—b—c—d—d—c—b—c—d—a—c—a—b【分析】夏至日太阳直射23°26′N，北回归线及其以北地域中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，北半球昼最永夜最短，且纬度越高昼越长，故应选 B.【答案】（1）a、d（2）B二、中午太阳高度角的年变化规律及应用【知识链接】①回归线之间的地域：中午太阳高度的最大值为 90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两次中午太阳高度最大值。

②回归线上，中午太阳高度的最大值为 90°，每年有一次太阳直射现象，即一年中有一次中午太阳高度最大值。

③回归线至极点之间的地域，中午太阳高度的最大值小于 90°，每年没有太阳直射现象，一年中有一次中午太阳高度最大值。

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．假定 M地（ 0°， 30°E）、N(23°26′S，30°E)两地中午太阳高度分别是 H M和 H N，以下说法正确的选项是（）A．H M和 H N不行能在同一天达最小值B．每年总有某一时辰H M=H NC．每年约有 9 个月 H M＞H N D．任何时辰都有H M≥H N【分析】中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，中午太阳高度越大，反之愈小。

太阳高度角计算和应用专题正午太阳高度变化规律图解太阳高度是太阳光线相对地面的夹角(即太阳在当地的仰角),在太阳直射点处太阳高度最大,为90°,在晨昏线上则为0°。

而正午太阳高度就是各地一日内最大的太阳高度，也即地方时为12点的太阳高度。

正午太阳高度的变化包括同一时间随纬度的变化和同一地点（纬度）在一年中随季节的变化。

由于这两种变化的直接原因都是太阳直射点的回归运动（如图1左），因此，要理解和掌握正午太阳高度的变化规律需要从太阳直射点和正图1午太阳高度变化的关系来入手。

图2是平行的太阳光线照射在球面上的状况，从中可以得出正午太阳高度的一些基本规律（H表示正午太阳高度，下同）。

H D＜H B＜H A＞H C＞H E表明：从纬度分布看，太阳直射点所在纬度正午太阳高度最大，并由此向南北两侧递减，在太阳直射点南北两侧的对称点上，正午太阳高度相等。

H A＞H C＞H E，H A＞H B＞H D表明：距离太阳直射点所在纬度近时，正午太阳高度大，反之正午太阳高度小。

下面通过图解来分析正午太阳高度的变化规律，帮助学生直观掌握、理解其基本规律。

首先对图1左图进行转换，将图中经线圈的右半部“拉直”，可得到图1右图。

两图均表示夏至日太阳直射北回归线，冬至日太阳直射南回归线，春分日和秋分日（以下简称二分日）太阳直射赤道。

这里以图1右图为基础来深入分析正午太阳高度的季节变化规律和纬度分布规律。

（一）正午太阳高度的季节变化规律这里我们分六个方面进行分析。

假设P为满足条件的任意一地点，H1，H2，H3分别表示夏至日、二分日、冬至日时P地的正午太阳高度，H4为太阳直射南北回归线之间某地P 时的正午太阳高度。

1．赤道地区：由图3可以看出，二分日时太阳直射赤道，此时赤道地区正午太阳高度（H2）达最大值90°，二至日正午太阳度（H1和H3）达最小值。

以春分日为起点，正午太阳高度变化为：图32．赤道与北回归线之间地区：由图4可以看出，H4大于H1和H2又大于H3，在夏至日前后P 地各有一次直射，此时正午太阳高度达最大值（H4），冬至日时正午太阳高度达最小值（H3）。

正午太阳高度角的计算与应用太阳高度角指的是太阳光线与地平线的夹角，它的计算与应用在日常生活和科学研究中都具有重要的作用。

本文将为大家介绍正午太阳高度角的计算方法以及其在气象学、地理学和测量学等领域的应用。

一、计算方法1.基本概念```///////---------地平线```2.计算方法sin h = sin φ * sin δ + cos φ * cos δ * cos（ωt）其中，h表示太阳高度角，φ表示纬度，δ表示太阳赤纬，ωt表示时角。

这个公式是基于球面三角学的原理推导出来的。

纬度φ指的是地点与地球赤道之间的角度，可以通过GPS或地理坐标确定。

太阳赤纬δ指的是太阳光线与地球赤道的夹角，根据日期和地点的变化而变化。

时角ωt指的是当地时钟时间与正午的时间差，通常以度数表示。

太阳高度角的计算还可以使用在线计算器或专门的天文软件进行。

这些工具能够根据地理位置和日期，自动计算出正午的太阳高度角。

二、应用领域1.气象学太阳高度角的计算对气象学具有重要意义。

太阳高度角的变化与太阳直射角度有关，将影响到太阳辐射的强度，从而影响到气温、降雨和气象条件等方面。

气象学家可以通过计算太阳高度角来预测天气变化，例如：雷暴发生的可能性、天空云量等。

此外，太阳高度角还可用于计算太阳辐射的强度，从而为太阳能利用和太阳能发电提供依据。

2.地理学太阳高度角与地球的日照强度和气候有关。

地理学家可以通过计算太阳高度角，确定地理区域的日照时长，从而影响到气候和生态环境等方面。

此外，太阳高度角还可用于地球表面温度的研究，有助于寻找合适的农业种植区域和气候适应策略。

3.测量学太阳高度角对测量学也有重要意义。

在大地测量、导航和遥感等领域，准确测算太阳高度角可以提高测量精度。

例如，定位系统和GPS导航等技术，需要借助于太阳高度角来确定位置和方向。

另外，太阳高度角还被广泛应用于摄影、建筑设计和太阳能设施的规划等方面。

摄影师可以根据太阳高度角来选择合适的拍摄时间，以获得理想的光线效果。

正午太阳高度角的计算与应用太阳高度角是指太阳光线和水平线之间的夹角，是一个重要的天文学概念。

正午太阳高度角是在太阳正午时刻的太阳高度角，也是太阳当天最高点的高度角。

正确计算和应用正午太阳高度角对于天文学、测量学、地理学、气象学以及建筑设计等领域都具有重要意义。

太阳高度角的计算可以通过多种方法，其中一种较为简便的方法是使用经纬度和日期的关系来计算。

以下是一个简单的计算过程：1.首先确定经纬度。

经度指定所在位置的东西方向偏移，范围从0到180度，西经为负值，东经为正值。

纬度指定所在位置的南北方向偏移，范围从0到90度，南纬为负值，北纬为正值。

2.根据日期来确定一年中的第几天。

一年被分为365天，1月1日为第1天，12月31日为第365（或366）天。

3.根据经纬度和日期来计算太阳的高度角。

根据日地运动轨迹及球体几何关系，可以通过一定的公式来计算太阳高度角。

一个常用的简化公式是杨-朱公式：sinH = sinφ * sinδ + cosφ * cosδ * cosH其中，H为太阳高度角，φ为纬度，δ为太阳赤纬，上式中的sin、cos使用弧度形式。

4.将计算结果转换为角度单位。

将计算得到的太阳高度角转换为度数，可以方便地对计算结果进行理解和比较。

1.天文学研究。

正午太阳高度角是太阳当天最高点的高度角，对于研究太阳运动轨迹、太阳磁场等天文学问题具有重要意义。

通过观测正午太阳高度角的变化，可以了解地球自转、公转、倾斜等参数的变化情况。

2.测量学和地理学。

正午太阳高度角可以用于测量地球表面上地点的经纬度。

通过观测太阳的高度角以及已知的时间和日期信息，可以利用三角函数关系计算出地点的纬度和经度。

3.气象学。

正午太阳高度角的变化与气候、季节密切相关。

太阳高度角的变化对气温、日照、辐射等气象因素具有重要影响。

通过对正午太阳高度角的观测，可以了解气候和季节的特点，为气象学研究提供数据支持。

4.建筑设计。

太阳高度角是建筑设计中一个重要的参数。

正午太阳高度角的规律及应用你有没有注意到过，正午的太阳有时候特别晒，有时候又觉得好像不怎么亮？其实这是因为太阳的高度角在不断变化，而正午太阳高度角就是我们讲的一个有意思的东西，它直接影响着太阳的强度和热度。

说起来，太阳的高度角，就是太阳从地平线到直上方的一个角度。

你别看它说起来简单，实际上这可是大有文章的。

如果你有心观察一下，你就会发现，太阳一到正午，光照突然变得格外猛烈，特别是在夏天，那种热辣辣的感觉，简直能把人烤熟。

对吧？这可不是巧合！太阳的高度角会随着季节的不同而发生变化。

夏天，太阳高度角最高，照下来就像是直射，而冬天呢，太阳就低低地挂在天边，感觉就像个老头儿，懒懒地挂在那里，不怎么愿意露脸。

说白了，夏天我们都能感受到太阳“火辣辣”的热，而冬天则会觉得凉爽些。

真的是，正午的太阳，给我们的感觉就差得远了。

对比起来，这种变化就像我们每个人在不同季节时的状态，夏天充满活力，冬天则懒洋洋的。

所以说，正午太阳高度角的规律，真的是在季节变化中最直观的体现了。

除了季节外，你知道吗，太阳的高度角还和你身处的地理位置有关。

你如果在赤道上，那你在正午的时候，太阳几乎直射下来，像是天上丢下的一个大火球，照得你热得没办法；但如果你在两极，那太阳即使是正午，它也总是“低得可怜”，似乎永远都不肯跳得太高，给你带来的热度自然也不如赤道上的热辣。

就好像你在不同的地方，晒的太阳就有不同的脾气。

太阳离得近，火力全开；太阳远远的，根本不给力。

这个正午太阳高度角的规律，不仅仅是让我们感受温度的变化，它还是一个天文现象。

天文爱好者会对它津津乐道，特别是研究气候、天气变化的专家，他们更是拿这个规律来做很多科学推断。

你想，太阳的高度角一高一低，空气的厚度、温度和湿度都在随之变化。

通过研究太阳的角度变化，气象学家能预测天气，说不定今天这阳光灿烂的午后，过几小时就会下雨呢，谁知道呢？这真是老天爷给的线索，我们可得好好解读。

但你可能会问了，这么复杂的东西，怎么跟我们平常的生活挂得上钩呢？正午太阳高度角可不仅仅是用来研究的，咱们普通老百姓的日常生活也会受它的影响。

正午太阳高度及应用正午太阳高度是指太阳在中午时分相对于地平线的角度。

太阳高度的计算对于许多领域和行业来说都非常重要，包括天文学、气象学、测量学以及能源利用等。

下面将详细介绍正午太阳高度及其应用。

正午太阳高度的计算可以通过日晷、天文观测或数学方法来实现。

在日晷上，当太阳位于正南方时，影子最短，这时太阳高度角可以通过影子长度与日晷高度的比例来估算。

在天文观测中，可以使用仪器测量太阳在天球上的位置，进而计算出太阳高度角。

而数学方法则利用数学模型和数学公式来计算太阳在天球上的位置，从而得出太阳高度角。

正午太阳高度的应用十分广泛。

首先，正午太阳高度对于天文学来说是非常重要的。

太阳高度角的变化与地球自转轴的倾斜角度以及观测地点的纬度有关。

通过观测太阳在不同时间和地点的高度角，可以推导出地球自转轴的倾斜角度，从而研究地球的运动规律、季节变化以及日照时间等。

其次，正午太阳高度对气象学也有着重要的意义。

太阳高度角的变化会影响到太阳辐射的强度和分布，从而对气候和气象过程产生影响。

太阳辐射是地球上所有气象要素的能量起源，影响着大气温度、风场、云量以及降水等气象要素的分布和变化。

太阳高度角的计算可以帮助气象学家了解太阳辐射的变化规律，进而预测未来的气象变化。

正午太阳高度的计算在测量学中也有重要应用。

太阳高度角可以用来测定目标物体的高度和距离。

在测量学中，通过测量太阳高度角和人眼观测点之间的距离，以及太阳高度角与物体高度之间的几何关系，可以推导出物体的高度。

这一原理被广泛应用于地理测量、地形测量和遥感技术等领域。

此外，正午太阳高度对于能源利用也非常关键。

太阳辐射是可再生能源中最重要的一种能量来源，太阳光的利用对于光伏发电、太阳能热水器以及太阳能集热器等能源系统的设计和效率提高有重要意义。

正午太阳高度的计算可以帮助科学家和工程师确定太阳光的入射角度和强度，从而优化能源系统的设计和运行。

总之，正午太阳高度的计算和应用在许多领域中都具有重要意义。