太阳高度角的变化规律及其计算

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′）。

太阳高度角的变化规律与常见图表判读晨昏圈上=0昼半球大于0夜半球小于0(一)太阳高度角的日变化:--日变化曲线图(1)出现极昼现象的极点,一天内太阳高度角大小不变=直射点纬度=晨昏线与地轴夹角,与极昼、极夜的最低纬度(与晨昏线相切的纬线)互余;(2)除极点外,一天中太阳高度角就是不断变化的:h日出时=0,h逐渐增大,当地正午12最大(H),之后渐小,h日落时=0,日落后小于0;(3)太阳高度最大时(为正午太阳高度角):若太阳高度最大时等于90°,则该地当天正午被太阳直射;(4)极昼区内的三种情况:①24小时太阳高度都大于等于0°,该地出现极昼现象;②太阳高度角最小=0°,该地极昼,且处于与晨昏线相切的纬线上,即当天极昼的最低纬度;③若太阳高度角一天中大于0°且为一定值,则该地为处于极昼的极点;④若太阳高度角最大=0,则该地极夜,并处于与晨昏线相切的纬线上;太阳高度角日变化曲线图的相关计算与分析:1、读时间坐标(1)昼长时间=日落时间-日出时间①若昼短于12小时,说明该地处于冬半年;②若昼等于12小时,说明太阳直射赤道(两分)或该地位于赤道上;③若昼长于12,说明该地就是夏半年;④若昼长等于24小时,说明该地极昼。

(2)若坐标上为北京时间:①可计算:日出当地时间=12-昼长/2 日落当地时间=12+昼长/2②据当地与北京时间差,求当地经度;2、读太阳高度高度角,可判断或计算直射点纬度、当地纬度: ah(太阳高度)0°66°340:00 6:00 12:00 18:00 24:0090°23°26 46°5243°08bcde f(1)直射点纬度:根据正午太阳高度角公式计算;等于出现极昼的极点太阳高度、根据极昼、极夜的范围确定(互余)(2)当地纬度:根据正午太阳高度角公式计算;根据太阳高度变化判断;(二)太阳高度角的空间变化:1、规律:由直射点(90)向四周递减,至晨昏圈递减为02、等太阳高度线图:可以瞧做就是以太阳直射点为中心的俯视图,图的中心为太阳直射点,以该点为中心向四周逐渐降低;外圆为0°,则图示范围=昼半球;外圆>0°,则图示范围<昼半球(1)抓住两个“太阳高度”变化规律:①图的中心为太阳直射点,太阳高度以该点为中心向四周逐渐降低;②通过该点的纬线即为太阳直射的纬线,其正午太阳高度为90度,通过该点的经线即太阳直射的经线,正午太阳高度的分布规律从太阳直射点向南北递减。

太阳高度角是指太阳离地平面的角度，对于日出和日落来说，太阳高度角等于0度。

太阳高度角的变化主要受到地球自转轴的倾斜度（地轴倾角）的影响，地轴倾角约为23.5度。

地球公转轨道的椭圆度也会对太阳高度角产生一定的影响。

在一年中，太阳高度角的变化是周期性的。

在春分和秋分的时候，太阳高度角在正午达到最大值，约为90度减去地轴倾角。

而在冬至和夏至时，太阳高度角在正午达到最小值，约为90度加上地轴倾角。

此外，在赤道附近的地区，太阳高度角的变化更加平缓，而在极地附近的地区，太阳高度角的变化更加剧烈。

计算两个显而易见的日期，即夏至和冬至的太阳高度角。

夏至时，太阳直射点位于北回归线上，即北纬23.5度，此时太阳高度角最大，约为90度加上地轴倾角23.5度，即113.5度。

相应地，冬至时，太阳直射点位于南回归线上，即南纬23.5度，此时太阳高度角最小，约为90度减去地轴倾角23.5度，即66.5度。

除了太阳高度角，太阳的方位角也会随着季节而变化。

太阳方位角是指太阳相对于观察者的位置，通常用正东方向为0度，正南方向为90度，正西方向为180度，正北方向为270度。

太阳方位角的计算需要考虑地球自转和公转的影响，以及观察者所在的经度和纬度。

在一年中，太阳方位角的变化也是周期性的。

在春分和秋分的时候，太阳方位角在正午达到最大值，即正南方向。

而在冬至和夏至时，太阳方位角在正午达到最小值，即正北方向。

此外，观察者所在的经度也会对太阳方位角产生影响，比如位于东经120度的观察者，在夏至时，太阳在正午的方位角约为80度，而在冬至时，太阳在正午的方位角约为160度。

为了计算太阳高度角和方位角的变化范围，可以采用数学模型和计算工具，如天文学软件或在线计算器。

这些工具可以根据地球自转、公转和观察者所在位置的参数，计算出太阳高度角和方位角在一年中的变化。

通过观察和分析计算结果，我们可以得出太阳高度角和方位角的最大值和最小值，以及变化的趋势。

一日中太阳高度角和日影的变化规律一、概述太阳是地球上最重要的能源来源之一，其高度角的变化对人类的生活和自然界的规律都有着深远的影响。

本文将从太阳高度角和日影的变化规律出发，分析其对气候、能源利用以及生物生长等方面的影响，旨在帮助读者深入理解太阳活动的规律并加深对其重要性的认识。

二、太阳高度角的变化规律1. 一天中的太阳高度角变化太阳高度角指的是太阳光线与地面的夹角，在一天中会随着时间的变化而变化。

一般来说，太阳升起时的太阳高度角较低，而在正午时分太阳高度角最高。

随着时间的推移，太阳高度角逐渐降低，最终太阳落下时太阳高度角再次降低为0。

2. 一年中的太阳高度角变化除了一天中的变化外，太阳高度角还会随着季节的变化而变化。

在夏至时太阳高度角最高，在冬至时太阳高度角最低。

而在春分和秋分时，太阳高度角大约是在两者之间的中间值。

这种季节性变化会影响地球上的气候和植被生长。

三、日影的变化规律1. 一天中的日影变化太阳的高度角变化会直接影响到地面上物体的投影，形成日影。

在太阳升起时，物体的影子会较长，而在正午时物体的影子最短。

随着太阳高度角的降低，物体的影子逐渐变长，直至太阳落下时物体的影子再次变长。

2. 一年中的日影变化随着季节的变化，日影的长度也会发生变化。

在夏季，由于太阳高度角较高，物体的日影相对较短；而在冬季，太阳高度角较低，物体的日影相对较长。

这种季节性变化也会影响到建筑物和园林的设计布局。

四、太阳高度角和日影的影响1. 对气候的影响太阳高度角的变化是地球气候季节变化的重要原因之一。

不同的太阳高度角会带来不同的辐射强度，影响到地表的温度和气候。

太阳高度角的变化也直接影响到日照的时长，从而影响到植被生长和动物活动。

2. 对能源利用的影响太阳能是一种清洁、可再生的能源，其利用受到太阳高度角和日影的影响。

利用太阳能发电和热利用，需要充分考虑太阳高度角和日影的变化规律，合理安排设备的布局和调整太阳能设备的倾斜角度，以提高能源利用效率。

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【大招解题】正午太阳高度角计算公式与变化规律
1.解题要点：远小近大，来增去减。

直射90°
与直射点纬度差越小（大），正午太阳高度越大（小）
2.计算公式：H=90-某地与直射点的纬度差
3.适用问题：求日影长短、正午太阳高度角大小的题目可用。

或通过日影长短变化，反向推断所在地地理纬度的题目
典型例题
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。

发生日食的这天，在上图所示四地中，正午太阳高度角最大的是（ ）
A ．甲
B ．乙
C ．丙
D ．丁 答案:A
大招解题：
根据“远小近大”原则，甲距离直射点纬度差最小，则正午太阳高度最大。

太阳高度角规律
（实用版）
目录
一、太阳高度角的概念
二、太阳高度角的变化规律
1.纬度变化规律
2.季节变化规律
三、太阳高度角的应用
1.确定地方时
2.确定房屋的朝向
3.确定当地的地理纬度
4.判断日影长短及方向
5.确定楼间距、楼高
6.计算太阳能热水器的安装角度
7.判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
正文
太阳高度角是指太阳光线与地平面的夹角，它是一个重要的天文概念。

太阳高度角的变化规律主要受到地球自转、地球公转和地轴倾斜角度的影响。

首先，我们来看太阳高度角的纬度变化规律。

从太阳直射点的经纬度到南北两侧，太阳在中午的高度角会逐渐减小。

具体来说，当太阳直接辐射点的纬度与太阳直接辐射点的纬度相差一度时，太阳在中午的高度角减小了一度。

其次，太阳高度角还受到季节变化的影响。

太阳直射点会随着季节的变化而移动，当太阳直射点向某地移动时，该地的正午太阳高度角会逐渐增大；反之，当太阳直射点离开某地时，该地的正午太阳高度角会逐渐减小。

太阳高度角在实际生活中有许多应用。

首先，我们可以通过太阳高度角来确定地方时。

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。

其次，太阳高度角可以用来确定房屋的朝向，以保证建筑物能够获得充足的太阳光照。

此外，太阳高度角还可以用来确定当地的地理纬度，以及判断日影的长度和方向。

在太阳能利用方面，太阳高度角也是一个重要的参数。

通过计算太阳高度角，我们可以确定太阳能热水器的安装角度，以保证太阳能能够被最大限度地利用。

太阳高度角的公式太阳高度角计算公式：α=90°-|β-γ|，其中α为正午太阳高度角，β为观察者所处的纬度，γ为太阳直射点的纬度。

太阳高度角指的是正午的太阳光线与地平面的夹角。

太阳高度角的公式 1一般时间太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。

太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）以δ表示，观测地地理纬度用φ表示（太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正，南纬为负），地方时以t表示，有太阳高度角的计算公式：sin h= sin φ sin δ+cos φ cosδ cos t正午时间日升日落，同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。

时角是以正午12点为0度开始算，每一小时为15度。

即14点和10点分别为30度和-30度。

日出日落时角度都为0，正午时太阳高度角最大（90°），时角为0，以上的公式可以简化为：sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ由两角和与差的三角函数公式，可得sin h=cos(φ－δ)因此，对于太阳位于天顶以北的地区而言，h=90°－(φ－δ)；对于太阳位于天顶以南的地区而言，h=90°－(δ－φ)；二者合并，因为无论是(φ－δ)还是(δ－φ)，都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差，不会是负的，因此都等于它的绝对值，所以正午太阳高度角计算公式：h=90°-|φ-δ|具体计算：还是举个例子来推导，假设春分日（秋分日也可，太阳直射点在赤道）某时刻太阳直射(0°，120°E)这一点，120°E经线上各点都是正午。

对于（0°，120°E）这点来说，它离太阳直射点的纬度距离是0°，它的太阳高度角就是90°。

另外一个观测点，（1°N，120°E）与太阳直射点的纬度差为1°此时，这一点的太阳高度角为89°（根据上面的公式h=90°-|φ-δ|）。

正午太阳高度的变化规律及其计算1．太阳高度与正午太阳高度太阳相对于地平面的高度角叫太阳高度，太阳高度的最大值为90°。

正午太阳高度就是一天中最大的太阳高度，也就是太阳直射当地经线时的太阳高度，此时当地的地方时为12时。

太阳高度的全球分布规律：由直射点向四周递减，直至晨昏圈上为0°，呈同心圆分布。

太阳高度的日变化：极点上，在极昼期间，太阳高度在一天之内没有变化，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度，如下图甲；非极点地区，太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值，即当地的正午太阳高度，如下图乙。

2．正午太阳高度的变化规律(1)正午太阳高度的纬度变化规律同一时刻，从太阳直射点向南北两侧递减；同一地点，离太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度角越大，“点近角大、点远角小”；纬度相差多少度(1°)，正午太阳高度角就相差多少度(1°)。

具体如下表： 太阳直射点所在纬度正午太阳高度为90°，距离太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度角越大，越远则正午太阳高度角越小归纳南回归线正午太阳高度为90°，由南回归线向南北两侧递减南回归线冬至赤道正午太阳高度为90°，由赤道向南北两极递减赤道秋分北回归线正午太阳高度为90°，由北回归线向南北两侧递减北回归线夏至赤道正午太阳高度为90°，由赤道向南北两极递减赤道春分正午太阳高度的纬度变化太阳直射点节气(2) 正午太阳高度的季节变化北半球冬至日达到一年中最大值，然后又逐渐缩小，到北半球夏至日达到一年中最小值南回归线及其以南地区 一年中有一次太阳直射，直射时正午太阳高度最大南北回归线上 一年中有两次太阳直射，直射时正午太阳高度最大南北回归线之间的地区北半球冬至日后逐渐增大，北半球夏至日达到一年中最大值，然后又逐渐缩小，到北半球冬至日达到一年中最小值北回归线及其以北地区正午太阳高度的变化纬度地带3．正午太阳高度的计算某地正午太阳高度的大小，可以用下面的公式来计算：H＝90°－|φ－δ|。

太阳直射角度计算公式原理
太阳直射角度计算公式：H（正午太阳高度角）=90度-（已知角度+或-23度26分），同半球相减，不同半球相加。

从太阳直射点地（此处为90°）所在纬度向南北递减，减少的度数等于当地地理纬度与直射点纬度之差（一南纬、一北纬地区的差，为其数值之和）。

由于太阳直射点在南北回归线之间移动，所以原理是：
1、在回归线之间的地区，一年有两次太阳直射机会，此时正午太阳高度最大，为90°。

太阳直射南北回归线时出现极小值。

其中除赤道两个极小值都是最小值外，其它地区以太阳直射另一半球回归线时最小。

2、在回归线之外的地区，可含南北回归线，在太阳直射本半球回归线时最大，直射另一半球回归线时最小。

例如，北京约在北纬40°，在北半球夏至，太阳直射北回归线，此时这里的正午太阳高度最大，约为73.5°；在冬至，太阳直射南回归线，此时这里的正午太阳高度最小，约为26.5°。

因为地球的公转致使一年内太阳在地球的直射点在南北回归线
之间往复一次。

以北半球北回归线穿过的地区为例：一年中当太阳光直射北回归线时，正值我国北方的夏至节气，正午太阳在头顶正上方，即太阳高度角为90°，为一年中的最大值；当太阳光直射南回归线时，正值我国北方的冬至节气，此时的太阳高度角为23.5°，为一
年之中的最小值。

总之，是由于地球的公转导致的太阳高度角的变化和一年四季的划分。

太阳高度角全年的变化规律
太阳高度角是指太阳光线与地球表面某一点水平面之间的夹角。

随着地球在绕太阳公转以及地球自转，太阳高度角在一年中会经历一系列的变化。

在北半球，太阳高度角的变化可以分为以下几个阶段：
春季：随着太阳直射点从南回归线向北移动，北半球的太阳高度角逐渐增大。

在春分日（3月21日）前后，北半球的太阳高度角达到最小值，但此时昼夜平分。

夏季：随着太阳直射点继续向北移动，北半球的太阳高度角继续增大。

在夏至日（6月22日）前后，北半球的太阳高度角达到最大值，此时也是白天最长、夜晚最短的时候。

秋季：太阳直射点从北回归线向南移动，北半球的太阳高度角开始减小。

在秋分日（9月23日）前后，北半球的太阳高度角再次达到最小值，同时昼夜再次平分。

冬季：太阳直射点继续向南移动，北半球的太阳高度角继续减小。

在冬至日（12月22日）前后，北半球的太阳高度角达到最小值，此时也是夜晚最长、白天最短的时候。

需要注意的是，太阳高度角的变化不仅受到季节的影响，还受到地理位置、海拔高度、大气条件等多种因素的影响。

因此，具体的太阳高度角数值需要根据实际情况进行计算和测量。

总的来说，太阳高度角的变化规律是随着季节的变化而呈现周期性的变化，其变化周期为一年。

在北半球，夏季时太阳高度角最大，冬季时最小。