高中地理：正午太阳高度角计算及应用

高中地理：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）太阳高度等于直射点的地理纬度a。

高中地理（极昼、极夜、太阳高度角、太阳辐射）考点详解•1、极昼、极夜极昼/极夜，指的是一天24小时都是白天/黑夜。

极昼极夜的出现，与太阳直射点的周期性运动有关，具体的规律如下：南北半球的极昼极夜时间恰好相反，以北半球为例：①春分-夏至，太阳直射点逐渐向北移动，北极点附近出现极昼，并逐渐扩大到北极圈；②夏至-秋分，太阳直射点逐渐向南移动，北极圈的极昼范围逐渐缩小到北极点；③秋分-冬至，太阳直射点继续向南移动，北极点附近出现极夜，并逐渐扩大到北极圈；④冬至-春分，太阳直射点开始向北移动，北极圈的极夜范围逐渐缩小到北极点。

图1 太阳直射点的移动VS极昼极夜的变化•2、正午太阳高度角正午太阳高度角，指的是当地时间12:00时，太阳光线与地平面的夹角（下图中的α）。

正午太阳高度角的大小，与太阳直射点的位置、观察者的纬度有关，计算公式如下：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。

其中β-γ表示的是观察者与太阳直射点的纬度差，遵循“同减异加”的规律，即当观察者与太阳直射点位于同一半球时，用减法；当位于不同半球时，用加法。

例如位于同一半球：40°N-20°′N=20°；位于不同半球：40°N-20°S=40°+20°=60°。

图2 正午太阳高度角示意图例题图3 例题答案：B、A精讲精析：（1）分析M地的日期。

①图中的横坐标表示一年中的日期，纵坐标表示纬度（北半球），曲线和数字表示太阳辐射的大小；②从图中可以看出，从左侧边缘到M点，北半球中高纬度的太阳辐射都在增加，23°26′N处从小于30增加到大于40，66°34′N处从0增加到大于40；从M点到右侧边缘，北半球中高纬度的太阳辐射不断减小；③因此，当处于M日期时，北半球中高纬度的太阳辐射达到一年中的最大值，因此M点位于夏至附近。

高一地理太阳高度角知识点太阳高度角是地理学中的一个重要概念，它是指太阳光线与地平线的夹角。

太阳高度角的变化对于地球上的气候、季节、光照强度等都有着重要的影响。

本文将从地理学角度详细介绍太阳高度角的知识点。

一、太阳高度角的定义和计算太阳高度角是太阳光线与地平线之间的夹角。

它是从地平线向上测量的角度，范围从0°（日出或日落时）到90°（正午时）。

太阳高度角的计算可以通过太阳的赤纬和观测点的纬度来确定。

简单来说，太阳高度角的大小取决于太阳在天空中的位置和观测者所处的位置。

二、太阳高度角的影响因素1. 时间：太阳的高度角会随着时间的变化而变化。

在一天中，太阳高度角最大的时候是正午，此时太阳直射点在观测点的正上方，太阳高度角为90°。

而在早晨和傍晚，太阳高度角较小，甚至为0°，太阳光线以较大的角度照射地表，产生较长的阴影。

2. 季节：太阳高度角还受到季节的影响。

在夏季，太阳高度角较大，太阳光照时间较长，照射到地面的光线相对较强。

而在冬季，太阳高度角较小，太阳光照时间较短，照射到地面的光线相对较弱。

3. 纬度：观测点的纬度也会影响太阳高度角的大小。

在赤道附近的地方，太阳高度角较大，太阳光线较为垂直照射地表。

而在极地附近的地方，太阳高度角较小，太阳光线以较大的角度照射地表。

三、太阳高度角的地理意义太阳高度角的变化对地球上的气候和生态系统有着重要的影响。

太阳高度角较大的地区，太阳光线照射到地表的角度较小，能量较为集中，因此气温较高，气候较炎热。

而太阳高度角较小的地区，太阳光线照射到地表的角度较大，能量较为分散，因此气温较低，气候较寒冷。

太阳高度角的变化还会影响植物的生长和人类的生活。

植物的生长受到太阳光照的影响，太阳高度角较大的地区有利于植物的光合作用和生长。

而人类的生活也会受到太阳高度角的影响，太阳高度角较大的地区阳光较强，人们容易晒伤；太阳高度角较小的地区阳光较弱，人们容易缺乏维生素D。

高中地理太阳高度与正午太阳高度知识总结一、太阳高度太阳光线与地平线（面）的夹角，叫太阳高度角，通常用h来表示。

太阳高度的变化规律：（1）同一地点，不同时刻：日出、日落后，太阳恰好位于地平线上，太阳高度为0°；日出后太阳高度逐渐增大，正午时达到一天中最大值；正午过后，太阳高度逐渐减小。

（2）同一时刻，不同地点：太阳高度从太阳直射点向四周呈同心圆递减。

在太阳直射点上，太阳高度是90°，距离太阳直射点90°的球面大圆上的太阳高度为0°，即为晨昏圈。

昼半球上各地的太阳高度总是大于0°，夜半球上各地的太阳高度总是小于0°。

例1、下图为北京时间2时的全球太阳高度等值线较长，图中15°N纬线与经线圈BAD垂直相交于A点。

读图回答下列问题。

（1）B地的地理坐标是__________，该日B地昼长为_______小时，全球属于新的一天的范围占__________%。

（2）从图中可以看出此刻太阳高度的分布规律是_____________________________。

（3）A、E、C三地影子由长到短的顺序为___________，此刻晨昏线与经线的夹角为_______________。

解析：由图可知，此时太阳直射15°N，处于极昼现象的范围为75°N~90°N，所以B点的纬度为75°N；据此时北京时间2时，可得B点的经度为90°W；B点处于极昼状态，可得其昼长为24时；据此时北京时间2时，可得180°经线的地方时为6时，新的一天占6小时，为全球的25%。

参考答案：（1）75°N，90°W 24 25（2）由太阳直射点向四周逐渐递减（3）E>C>A 15°二、正午太阳高度正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度，通常用H来表示。

正午太阳高度的大小随纬度和季节变化而有规律地变化：就纬度分布而言，春、秋分日，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减；夏至日，由北回归线向南北两侧递减；冬至日，由南回归线向南北两侧递减。

关于高中地理正午太阳高度角公式推算的方法讨论关于高中地理正午太阳高度角公式推算的方法讨论假使推算地球表面任意一点A正午太阳高度角，则必须分以下三种情形讨论：1、点A与此时太阳直射点不在同一半球时：（1）几何推算以点A在北半球，太阳直射点在南半球为例，如图1所示：假使太阳直射点为B，且A点纬度为φ，B点纬度为β，太阳高度角为α，于是根据几何关系，δ=α+β=90°-φ，也就是：α=90°-φ-β（2）结论当地球表面任意一点与此时太阳直射点不在同一半球时，那么此点：正午太阳高度角=90°-此点纬度-太阳直射点纬度2、点A与太阳直射点在同一半球时：（1）几何推算以点A在北半球，太阳直射点在北半球为例，如图2所示：假使太阳直射点为B，且A点纬度为φ，B点纬度为β，太阳高度角为α，于是根据几何关系，α=β+δ，而δ=90°-φ，也就是：α=90°-φ+β。

（2）结论当地球表面任意一点与此时太阳直射点不在同一半球时，那么此点：正午太阳高度角=90°-此点纬度+太阳直射点纬度3、当太阳直射点在赤道上时（1）几何推算以点A在北半球，太阳直射点在赤道为例，如图3所示：假使太阳直射点为B，且A点纬度为φ，太阳高度角为α，于是根据几何关系，δ=90°-φ，而δ=α,也即是：α=90°-φ（2）结论当太阳直射点在赤道时，那此点：正午太阳高度角=90°-此点纬度后记：现行高中地理课本中，对于太阳高度角的问题，或只要求记住公式，或直接不提。

如若不讲推导过程则不利于学生理解和记忆，如若详细讲推导过程则需涉及太阳赤纬等一系列高等地理内容，学生在理解上可能会存在很大困难。

故，某不揣冒昧，讨论以上推导过程，期望以利于地理教育。

上述方法，不涉及高等知识，利用几何关系和纬度定义，达到推算出地球表面某点正午太阳高度角的目的。