专题九-太阳高度角的应用
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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。
太阳高度角规律摘要:一、太阳高度角的定义与测量1.太阳高度角的定义2.太阳高度角的测量方法二、太阳高度角的变化规律1.太阳高度角与时间的关系2.太阳高度角与地理位置的关系3.太阳高度角与季节的关系三、太阳高度角的应用1.农业方面2.建筑方面3.日常生活方面正文:太阳高度角规律是指太阳在天空中的位置和高度随着时间、地理位置以及季节的变化而产生的规律。
太阳高度角的大小对于我们的生活、农业生产以及建筑设计等方面有着重要的影响。
一、太阳高度角的定义与测量太阳高度角是指太阳光线与水平面的夹角,可以用量角器等工具来测量。
太阳高度角的取值范围为0°至90°,其中0°表示太阳位于地平线上,90°表示太阳位于天顶。
二、太阳高度角的变化规律1.太阳高度角与时间的关系太阳高度角随着时间的推移而变化。
在早晨和傍晚,太阳位于地平线附近,高度角较小;在正午时分,太阳位于天顶,高度角最大。
这一规律是由于地球自转所导致的。
2.太阳高度角与地理位置的关系太阳高度角受地理位置的影响。
在赤道附近,太阳几乎每天都在天顶,高度角为90°;而在极地地区,太阳在一年中的某些时期不会升起或落下,高度角为0°。
在中纬度地区,太阳高度角会随着季节的变化而变化。
3.太阳高度角与季节的关系太阳高度角与季节密切相关。
在夏季,由于地球倾斜角度的原因,北半球的太阳高度角较大,而南半球的太阳高度角较小;在冬季,情况正好相反。
这一规律导致了季节的变化和气候的差异。
三、太阳高度角的应用太阳高度角在农业、建筑和日常生活中具有广泛的应用。
1.农业方面太阳高度角对农业生产有很大影响。
农民需要根据太阳高度角来选择合适的种植时间、种植方向以及作物布局,以充分利用阳光资源,提高农作物的产量和品质。
2.建筑方面在建筑设计中,合理利用太阳高度角可以提高建筑物的采光效果,节省能源。
例如,可以通过设置窗户和采光顶等方式,使太阳光线最大限度地照射到室内空间。
太阳高度角的实际应用
太阳高度角是指太阳在天空中与地平面的角度。
在日常生活中,太阳高度角的实际应
用非常广泛,下面将介绍其几个主要的应用。
1. 太阳能利用
太阳能是一种可再生的能源,其主要来源就是太阳辐射。
在太阳高度角正好为90度的时候,太阳辐射最为强烈,这时将太阳能直接转化为电能或热能都非常高效。
因此,太阳
高度角的测量对太阳能的利用非常关键,可以帮助我们确定最佳的太阳能设施位置或安装
角度。
2. 农业生产
太阳高度角的变化对农业生产也有着非常重要的影响。
例如,在春秋两季太阳高度角
偏低,日照时间短,气温也较低,在农业选择作物种植的时候需要考虑这些因素。
根据太
阳高度角的变化,可以为不同作物选择合适的生长周期以及最佳的种植时间和方法。
3. 天文观测
太阳高度角的测量也是天文观测中的一个重要环节。
例如,在天文台观测日食时需要
测量太阳高度角,以确定日食的恰当观测时间和位置。
在卫星地球站建设过程中,太阳高
度角的测量也是必不可少的。
4. 景观设计
太阳高度角对景观设计也有重要影响。
在设计建筑物、城市规划和公园、园林等场所时,需要考虑到太阳光线的角度和照射面积,以确保光线的合理利用和各区域的均衡照明。
太阳高度角的变化还能为设计室内自然采光系统提供基本数据。
综上所述,太阳高度角在生产生活的各个方面都有重要的实际应用。
通过测量和掌握
太阳高度角的变化,可以优化能源利用、农业生产、天文观测和景观设计等方面的工作效率,达到更好的经济和社会效益。
正午太阳高度角及应用正午太阳高度角是指太阳在正午时刻与地平面的夹角。
在天文学中,正午指的是当太阳处于当地最高点的时刻,这个时刻通常是中午12点左右,但由于经度、季节、夏令时等因素的影响,正午的时刻可能有所偏差。
太阳高度角的大小和变化对于气象、地质、工程等领域具有一定的应用价值。
首先,太阳高度角对气象学和气候学有着重要的影响。
太阳高度角的变化是导致地球季节变化的主要原因之一。
在地球的不同纬度上,太阳高度角的大小会有明显的差异。
在赤道附近,太阳高度角较大,阳光照射垂直于地表,导致气温较高;而在极地地区,太阳高度角较小,阳光照射角度较低,导致温度较低。
太阳高度角的变化也会影响到地球大气层的温度分布和大气环流的形成,从而影响到气候模式和天气预报。
其次,太阳高度角对地质学和地球科学研究具有重要作用。
太阳高度角的变化会影响到太阳辐射的传播路径和能量分布,对地球表面的物质和能量平衡产生影响。
尤其是对于高纬度地区,太阳高度角的变化会导致太阳辐射的季节性变化,进而影响到地表冰雪的融化和形成、冻土的分布和变化等地理过程。
通过研究太阳高度角的变化规律,可以更好地理解和预测地球系统的演化和变化。
此外,太阳高度角还在工程领域有着广泛的应用。
在建筑设计中,合理利用太阳高度角的变化可以实现被动式太阳能利用和节能设计。
根据不同季节太阳高度角的变化,可以决定建筑物的朝向、窗户的布置和遮阳措施的设置,以尽可能地利用太阳能量,减少对空调和照明系统的依赖。
此外,在农业和生态环境工程中,太阳高度角的变化也会影响到农作物的生长发育和生态系统的光合作用状况,因此合理利用太阳高度角的信息,可以实现农业生产的调控和生态环境的保护。
综上所述,正午太阳高度角是指太阳在正午时刻与地平面的夹角,对气象、地质、工程等领域都具有重要的应用价值。
通过研究太阳高度角的变化规律,可以深入了解和预测气候、地质和工程环境的变化,并利用这一信息进行相应的调控和设计。
因此,太阳高度角的研究是一项重要的科学工作,对于人类社会的可持续发展具有重大意义。
高纬度太阳高度角摘要:1.太阳高度角的定义和作用2.高纬度地区太阳高度角的特点3.高纬度太阳高度角对生活和自然环境的影响4.应对高纬度太阳高度角的建议和措施正文:太阳是地球上生命和自然环境的重要能源,而太阳高度角则是描述太阳光线在地球表面的入射角度。
它对于我们的生活和社会经济有着至关重要的影响。
特别是在高纬度地区,太阳高度角的特点和变化更为显著。
本文将探讨高纬度地区太阳高度角的特点、对生活和自然环境的影响,并提出相应的应对措施。
首先,让我们了解一下太阳高度角的定义和作用。
太阳高度角是指太阳光线与地球表面法线之间的夹角,它随着地球的自转和公转而变化。
太阳高度角决定了太阳光线在地球表面的入射强度,从而影响到地表的温度、光照强度等环境条件。
在日常生活和工业生产中,太阳高度角对于太阳能的利用、建筑物的采光设计、农业生产等方面具有重要的指导意义。
接下来,我们来探讨高纬度地区太阳高度角的特点。
在高纬度地区,太阳高度角受到地球自转和公转轨道的影响,呈现出明显的季节性变化。
冬季,高纬度地区的太阳高度角较小,日照时间短,光照强度弱;夏季则相反,太阳高度角大,日照时间长,光照强度强。
这种季节性变化对高纬度地区的气候、生态环境和人类生活产生了一定的影响。
高纬度太阳高度角对生活和自然环境的影响是多方面的。
首先,在气候方面,太阳高度角的变化导致高纬度地区季节性气候变化,直接影响到气温、降水等气象要素。
其次,在生态环境方面,太阳高度角的变化影响植被的生长周期、动物的迁徙和繁殖等。
最后,在人类生活方面,太阳高度角对建筑物的采光、太阳能利用、户外活动等方面产生影响。
针对高纬度太阳高度角的特点和影响,我们提出以下应对措施。
首先,在建筑设计方面,应充分考虑太阳高度角的变化,合理布局建筑物的朝向和间距,提高采光效果。
其次,在太阳能利用方面,根据太阳高度角的变化,优化太阳能发电设备和太阳能热水系统的安装角度,提高能源利用率。
最后,在农业生产方面,根据太阳高度角的变化,调整作物的种植结构和播种时间,提高农业产量。
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。
正午太阳高度的应用专题一、【自主学习】太阳高度角的应用(1)计算楼距、楼高:为了更好地保证各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离。
以我国为例,见下图,南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距L为:L=hcotH。
(2)计算太阳能热水器的角度:为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角,使太阳光线与受热板成直角。
其倾角和正午太阳高度角的关系为α+h=90°(如下图)。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
如右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)。
(6)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。
(7)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。
二、经典高考例题1.太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能,给高塔顶端的锅炉加热,产生蒸汽,驱动发电机发电。
据此完成下题。
若在北回归线上建一太阳能光热电站,其高塔正午影长与塔高的比值为P,则( )A.春、秋分日P=0 B.夏至日P=1C.全年P<1 D.冬至日P>12.住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局,不同树种对光照与风有不同影响。
下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图。
读图回答(1)~(2)题。
(1)仅考虑阳光与风两种因素,树种与房屋组合最好的设计是( )A.① B.② C.③ D.④(2)为保证冬季太阳能最佳利用效果,图中热水器安装角度合理的是( )A.① B.② C.③ D.④3.某纬度φ的正午太阳高度H=90°-|φδ|,其中δ为太阳直射点纬度,夏半年取正值,冬半年取负值。
下图示意某地北京时间18时的太阳位置。
据此完成(1)~(2)题。
(1)该地的经度为( )A.30°E B.30°W C.60°E D.60°W(2)该地的纬度可能为( )A.10°N B.10°S C.50°N D.50°S下图为我国科考队在北极点放置中国结时拍摄的照片。
4.该照片拍摄日期、拍摄者或中国结影子的方位是( )A.3月21日、中国结影子指向正南 B.6月22日、拍摄者位于中国结东南C.8月20日、拍摄者位于中国结正南 D.9月16日、中国结影子指向东北春节刚刚过去,中国多省(区)又迎来一轮房地产去库存政策潮。
广东省茂名市(约21.5°N)的小明家也准备在某楼盘买房,楼是东西延伸,每户南北均有阳台;两栋楼的楼高均是51米,楼层高3米,楼间距如图所示,有一地面停车场(车位布置如图)。
据此回答1~2题。
5.小明的爷爷担心冬季正午室内晒不到太阳,所以小明家最好买二栋的( )A.4楼 B.6楼 C.8楼 D.都可以6.小明的父亲想在停车场买一停车位(停车场长度与楼长一致),现在只有甲、乙、丙、丁四个车位,他担心夏天车被晒时间太长,所以最好选择( )A.甲车位 B.乙车位 C.丙车位 D.丁车位太阳能与建筑一体化是未来太阳能利用的方向之一。
图甲是天津市某新型居住小区楼房二楼正南向壁挂太阳能集热器照片,图乙是太阳能集热器装置结构示意图。
读图回答7~8题。
7.冬季某日晴朗的午后14:30左右,太阳照射该壁挂太阳能集热器所产生的影子偏向于照片中( )A.①处的左下方 B.②处的左上方 C.③处的右下方 D.④处的右上方8.关于使用壁挂太阳能集热器的叙述,可信的是( )①该装置的“可调节型支架”的长度随楼层不同不发生变化②所安装的墙壁朝向南、北半球相同③将该装置移至上海地区使用,集热器冬季集热时间会缩短④将该装置移至上海地区使用,“可调节型支架”的长度应该拉长A.①③ B.①④ C.③④ D.②③读四地正午太阳高度季节变化示意图,回答9~10题。
9.四地由南向北排列正确的一组是( )A.①②③④ B.①④③② C.②③①④ D.④①②③10.四地中( )A .①地位于热带B .②地有极昼现象C .③地一年出现两次太阳直射现象D .④地自转线速度最大下图示意,某房地产开发商在某城市(30°N)建造了两幢商品住宅楼。
读图完成11~12题。
注:tan35°≈0.7 tan45°=1,tan 60°≈1.73211.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。
该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约有( )A .1个月B .3个月C .6个月D .9个月12.为避免采光纠纷,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米北京(40°N)某中学高中生开展地理课外活动,在连续三个月内三次测量正午太阳高度角,获得测量的数据(见下表)。
13.A .春分日 B .夏至日 C .秋分日 D .冬至日下图中L 表示北半球某地太阳高度角,读图回答14-16题。
14.此日江苏省南通市(约32°N)的正午太阳高度角约是( )A.27°B.80°C.58° D.66°34′15.若图示太阳高度角为当地一年中最大的太阳高度角,则( )A.两极地区的极昼时间将会变短B.地球上的温带范围将会扩大C.回归线将穿过我国的海南岛D.西风带的南北宽度将会缩小16.图示时间内相对应的地理现象是A.澳大利亚混合农业区的农民正在剪羊毛B.从地中海驶往大西洋的船只逆风逆水C.非洲肯尼亚草原上的斑马正在大规模向南迁徙D.山东北丘洼的土壤盐分处于相对稳定状态17.(28分)读右图,判断并回答下列问题。
6 太阳高度(1)A、D两地的纬度分别是:A______________,D______________。
(2)B地在夏至日时的正午太阳高度是________,C地最有可能位于五带中的_________带。
(3)假如条件相同,仅从纬度考虑,四点中发射卫星最佳的是______________地,能观察到极光的是______________地,相同高度楼房南北间距最小的是____________地。
(4)假如A、D两地均位于东经110°,则A地位于______________国,该国最大的商业中心是__________;D地位于__________国,该国最主要的气候类型为____________ ,航运最繁忙的河流为____________河,受北大西洋暖流影响明显的海港是____________。
答案1.解析本题考查正午太阳高度的应用。
由题干可知,塔身正午影长与塔高的比值为P,北回归线上夏至日的正午太阳高度为90°,塔身影长为0,所以P=0;春、秋分日太阳直射赤道,北回归线上高塔正午影长不为0,P值不为0;冬至日北回归线的正午太阳高度达一年中最小值,为90°-(23°26′+23°26′)=90°-46°52′=43°08′,影长大于塔高,P大于1。
答案 D2.解析第(1)题,图示地区位于华北,一年中正午太阳始终位于南方。
根据图中太阳能热水器朝向可知,房子左侧为北,右侧为南。
落叶阔叶树夏季遮荫效果好,布局在南侧;冬季,华北地区盛行偏北风,常绿针叶树防风效果好,布局在北侧,故选C。
第(2)题,冬至日该地(40°N)的正午太阳高度为90°-(40°+23°26′)=26°34′,太阳能热水器集热板的倾角与当地的太阳高度互余,D项符合题意。
答案(1)C (2)D3.解析第(1)题,根据题干知,北京时间为18时,而该地为12时,利用时差算出该地经度为30°E,A项正确。
第(2)题,因为题干并没有交代图示为具体哪一日正午太阳高度,因此根据正午太阳高度计算公式分别计算出夏至日和冬至日时正午太阳高度角为45°对应的纬度即可。
夏半年太阳直射点纬度取正值,冬半年取负值。
经计算,该地纬度介于21°34′和66°34′之间,只有C和D项符合。
再依据图示正午太阳位于南方,确定该地为北半球,只有C项符合。
答案(1)A (2)C4.解析首先明确北极点的四周都是南方。
由于中国结放置在北极点上,因此,照片中中国结的影子应指向正南,拍摄者在任何位置拍摄都位于中国结的正南,故选项B、D错误。
结合照片中中国结的影子可知,此日北极点出现极昼现象,正午太阳高度应大于0°,而3月21日,北极点的正午太阳高度为0°,故选项A错误。
答案 C5.解析冬至日此地正午太阳高度最小,若此日室内能见到阳光,则全年都能晒到太阳。
冬至日该地正午太阳高度为45°,楼间距为30米,可知二栋21米以上房屋都能见到阳光(见右图);再结合楼层高度为3米,可判断小明家最好买二栋8楼及以上楼层。
6.解析夏季大部分时间正午太阳位于正南方,图示停车场位于楼房北侧,因该地夏季太阳高度角较大,停车位应距离楼房最近,中部被晒时间最短,故丁最好。
答案 5.C 6.D7.解析由壁挂太阳能集热器朝向为正南,可判断图中①为西南方、②为西北方、③为东南方、④为东北方;冬季午后14:30左右太阳位于西南方,则影子朝向偏东方,应该位于图中③④的右下方,故C正确。
8.解析可调节型支架长短主要是为了调节集热器与地面的夹角,该夹角与正午太阳高度互余,而一个地区的正午太阳高度与楼层无关,故①正确;集热器应朝向正午时太阳照射的方位,故南北半球朝向不同,则②错误;冬季上海昼长大于天津,则上海集热时间长于天津,则③错误;上海的正午太阳高度大于天津,则在上海使用时集热器与地面夹角要小于天津,可调节型支架长度应拉长,故④正确。
答案7.C 8.B9. 解析①地冬至日正午太阳高度最大,且小于90°,说明其位于南回归线以南;②地夏至日正午太阳高度最大,且在四地中较小,说明其位于北半球且纬度较高(位于北回归线以北);③地夏至日正午太阳高度达90°,说明其位于北回归线上;④地冬至日正午太阳高度较大,说明其位于南半球,该地有两次太阳直射现象,说明其位于南回归线与赤道之间。