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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′）。
正午太阳高度季节变化规律正午太阳高度是指太阳在正午时刻（即中午12点）时的仰角，也称为太阳高度角。
太阳高度角的变化是由于地球绕太阳的公转和自转引起的。
地球绕太阳公转一周约365天，自转一周约24小时。
这两个运动的结合导致了太阳高度角的季节性变化。
太阳高度角的季节变化规律是由地球公转轨道的倾斜度决定的。
地球的公转轨道呈椭圆形，且轨道平面与地球赤道面之间有一个倾角，约为23.5度。
这个倾角导致了太阳在地球上看起来的高度角发生变化。
在北半球，夏至时太阳直射点位于北回归线上，此时太阳高度角最高。
随着季节的变化，太阳直射点逐渐向南移动，太阳高度角逐渐降低。
到达秋分时，太阳直射点位于赤道上，太阳高度角最低。
随后，太阳直射点继续向南移动，太阳高度角逐渐升高，直至冬至时太阳高度角再次达到最高点。
太阳高度角的季节变化对地球上的气候和天气产生了重要影响。
太阳高度角的增加意味着太阳直射点越靠近地面，太阳辐射能量越集中，天气越炎热。
太阳高度角的减小则意味着太阳直射点离地面越远，太阳辐射能量越分散，天气越凉爽。
除了季节变化，太阳高度角还会因地理位置和时间的不同而有所差异。
在赤道附近的地区，太阳高度角较高，阳光辐射较强，气温较高。
而在极地地区，太阳高度角较低，阳光辐射较弱，气温较低。
此外，不同纬度地区的太阳高度角也会因季节变化而有所差异，这也是导致不同地区气候差异的重要原因之一。
太阳高度角的变化还会对人类的生活产生影响。
太阳高度角的增加使得阳光照射更为直接，有利于植物的生长和光合作用的进行。
而太阳高度角的减小则意味着阳光照射角度变大，导致阳光强度减弱，人体对维生素D的合成也会减少，容易导致维生素D缺乏症等健康问题。
正午太阳高度季节变化规律是由地球公转和自转引起的。
太阳高度角的变化对气候、天气和人类生活都有重要影响。
了解和研究太阳高度角的季节变化规律，有助于我们更好地了解和适应自然环境，使生活更加舒适和健康。
第四节地球公转的地理意义之正午太阳高度一、正午太阳高度的分布及季节变化1、纬度分布不同纬度的正午太阳高度随太阳直射点的移动而不同,具体如下图所示:总结：1）正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧逐渐递减；2）离太阳直射点越近，正午太阳高度越大，反之越小。
3）同一纬线上正午太阳高度（角）相同。
4）距直射纬线距离相同的两纬线上，正午太阳高度（角）相同。
2、季节变化(1)正午太阳高度的季节变化过程如下图所示:（2）季节变化规律同一地点，正午太阳高度角的季节变化规律：北回归线及以北地区：夏至日最大，冬至日最小；南回归线及以南地区：冬至日最大，夏至日最小；回归线之间的地区：太阳直射时最大。
总规律：同一地点，一年中离太阳直射点所在纬度最近时，正午太阳高度达最大值；反之，达最小值。
注：赤道上有两次直射，即3月21日、9月23日的正午太阳高度角为900；有两次最小值，即6月22日、12月22日的正午太阳高度角为66034′。
3、正午太阳高度的计算：H＝90°－所求地的纬度与直射点纬度之差（同减异加）4、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日影最短,当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向: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,影子越短,正午太阳高度越小,影子越长,一天中日影的变化规律是日出最长正午最短日落最长,且日影方向背向太阳。
(4)楼房间距问题:以北回归线以北地区建房为例,为保证一楼全年正午均有阳光照到,两楼之间的最短距离L与楼高h的关系如右图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度),L应大于h·cot H。
例题：北半球某城市，冬至日正午太阳高度为45°（如右图），为保证正午建筑物底层居室有一定光照，南北两幢楼房间距和楼高的关系是A．楼高的两倍B．楼高的1/2 C．与楼高相等D．随便，无所谓(5)太阳能热水器的角度:应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直。
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。
正午太阳高度变化正午，太阳位于地平线正上方，此时太阳高度达到一天中的最高点。
在一天中，太阳的高度会随着时间的推移而不断变化，这种变化是由地球自转和公转造成的。
正午太阳高度的变化不仅影响着我们的生活作息，也反映出了地球的自然规律和季节变化。
太阳高度变化受到地球自转轴倾斜的影响。
地球的自转轴和公转轨道不是垂直的，而是倾斜的23.5度。
这种倾斜造成了太阳在天空中的高度随着时间和地点的变化而变化。
在北半球，太阳高度最高的时候是在夏至，而在南半球则是在冬至。
在春分和秋分，太阳高度达到中间位置。
正午太阳高度的变化对人类有着重要的影响。
首先，正午太阳高度的变化直接影响着我们的生物钟。
太阳的位置和高度变化会告诉我们什么时候是正午，这对我们的作息时间和饮食习惯都有很大的影响。
其次，正午太阳高度的变化也反映了季节的变化。
在夏季，太阳高度更高，阳光更强烈，而在冬季，太阳高度更低，阳光更加柔和。
这种变化影响着植物的生长和动物的行为，也影响着人类的生活和工作。
正午太阳高度的变化也与地理位置有关。
在赤道附近，太阳高度变化不大，而在极地地区，太阳可能连续几个月都不升起或不落下。
这种极端的情况反映了地球不同地区的气候和生态系统的差异。
太阳高度的变化也影响着气候和天气的变化。
太阳高度的变化会影响地表的温度分布，从而影响大气的运动和气候的形成。
正午太阳高度的变化也是天气预报和气候研究的重要依据之一。
正午太阳高度的变化还与人类文化和宗教有着密切的联系。
许多文化和宗教都以太阳为中心，太阳高度的变化被看作是神秘的符号和神圣的象征。
在古代，人们通过观测太阳的高度来确定时间和季节，制定日历和节日。
在现代，太阳高度的变化仍然是人类社会的重要参考，影响着我们的生活和工作。
总的来说，正午太阳高度的变化是地球自然规律和季节变化的重要表现之一。
太阳的位置和高度变化影响着我们的生活作息、植物动物的生长、气候天气的变化、地球不同地区的差异、人类文化和宗教等方方面面。
考点趋势剖析]3年考情统计题型示例考点分析命题趋势3年11考，分值38分2015天津，10、11，8分2015浙江，11，4分2015重庆，12，4分2014海南，12、13，6分2014新课标Ⅰ，3,4分2015上海，14、15，4分2013福建，11、12,8分2010年～2013年全国新课标没有考查正午太阳高度变化这个考点，但之后开始涉及考点的内容，其他自主命题试卷考查该考点频率很大，正午太阳高度的变化属于高频考点，对该考点的考查形式多以选择题的形式呈现，只有个别试卷如上海地理卷出现填空题的形式；该考点的难度系数加大，一般难度系数在0.5左右根据对近5年来对这个考点考查的统计，常以热点事件或生活中常见的现象为切入点，综合考查正午太阳高度的应用[考点分层透析]【典型例题1】（2015·天津文综，10、11，8分）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。
读下图，回答⑴～⑵题。
⑴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⑵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⑴题，从昼夜半球分析，此时全球昼夜平分，太阳直射赤道，而甲地距赤道的纬度差最小，所以正午太阳高度最大。
第⑵题，图中甲、乙两地属于上午时间，太阳位于其东南方；丙地接近中午12时，太阳位于正南方；而丁地属于下午时间，太阳位于西南方。
【答案】⑴A ⑵D【考点透析】一、正午太阳高度的分布规律1.正午太阳高度的空间分布规律同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。
纬度分布规律（如下图所示）：2.太阳高度时间分布规律⑴太阳高度的日变化规律①极点上，极昼时期，太阳高度全天都不变（如下图），始终等于直射点纬度，其值的年变化幅度解于0°～23°26′。
②非极点地区，太阳高度在一天内是有变化的，一天之内有一个最大值，即正午太阳高度。
⑵正午太阳高度的季节变化规律地区正午太阳高度的季节变化规律赤道地区一年有两次最大值（春分、秋分）、两次最小值（夏至、冬至）回归线之间（除赤道外）一年两次最大值（太阳直射时最大），一次最小值（北半球出现在12月22日前后，南半球出现在6月22日前后）北回归线及其以北地区一年有一次最大值（在6月22日前后太），一次最小值（在12月22日前后）南回归线及其以南地区一年有一次最大值（在12月22日前后），一次最小值（在6月22日前后太）具体如下图所示：⑶正午太阳高度的年变化规律热带范围内，正午太阳高度的年变化值由赤道向南北逐渐增大，从23°26′增大到46°52′。
温带范围内，正午太阳高度的年变化值均为46°52′。
寒带范围内，正午太阳高度的年变化值由极圈到极点逐渐减少，从46°52′减小到23°26′。
如下图所示：【典型例题2】（2015·浙江文综，11）下图为某地地方时12时的太阳周年位置轨迹示意图。
若甲、乙两个位置的太阳高度之和为90°，则乙位置太阳高度为A.47°B.43°C.23.5°D.21.5°【图形解读】【解析】结合正午太阳高度角的计算公式，H=90°-当地纬度与直射点纬度差，可以计算最大正午太阳高度与最小正午太阳高度之和，即H大+H小=180°-2*当地地理纬度，计算可知当地地理纬度为45°，计算可知最小正午太阳高度为21.5°。
【答案】D【考点透析】二、正午太阳高度的计算公式：正午太阳高度＝90°－纬度差。
当所求地点与太阳直射点在同一半球时，该纬度差即为所求点与直射点纬度差的绝对值；不在同一半球时，该纬度差为二者纬度数之和。
【典型例题3】(2013福建文综，11～12,8分)福建某中学研究性学习小组，设计了可调节窗户遮阳板，实现教室良好的遮阳与采光。
下图示意遮阳板设计原理，据此回答⑴～⑵题。
⑴遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时A．全球昼夜平分 B．北半球为夏季C．太阳直射20°S D．南极圈以南地区极昼⑵济南某中学生借鉴这一设计，若两地窗户大小形状相同，则应做的调整是①安装高度不变，加长遮阳板②安装高度不变，缩短遮阳板③遮阳板长度不变，降低安装高度④遮阳板长度不变，升高安装高度A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【解析】第⑴题，位于北半球的福建夏季应将遮阳板放下，避免因强光照射导致室内温度太高，冬季收起遮阳板，让尽可能多的光线进入教室，以改善教室热量和采光条件。
因此室内正午太阳光照面积达一年最大值时，是正午太阳高度最小的北半球冬至日，此时南极圈以南地区为极昼。
第⑵题，济南纬度比福建高，冬、夏至日时正午太阳高度均比福建小，因此为了达到和福建一样的效果，济南可以通过降低遮阳板安装高度或加长遮阳板来实现。
如下图：(以夏至日放下遮阳板为例)【答案】⑴D ⑵A【考点透析】三、正午太阳高度的应用⑴确定地方时及一天内日影长短当某地正午太阳高度达到一天中最大值时，此时日影最短，当地地方时为12点。
⑵确定房屋朝向为了冬季获得更充足的太阳光照，房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
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。
⑶判断日影长短及方向正午太阳高度越大，日影越短，反之越长，且日影方向总是背向太阳。
⑷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。
⑸计算楼间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。
以我国为例，见右图，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＝hcot H。
(6)计算热水器安装角度太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化而调整角度，应满足α＋H＝90°(α为集热板与地面之间的夹角，H为当天正午太阳高度)。
如上图乙所示，α等于当地纬度和直射点纬度之差。
[考点规律揭秘]日影朝向及长短变化规律1．日影朝向、长短与太阳位置的关系①太阳在天空的方向与日影朝向相反。
如太阳在西北天空，则日影朝向东南。
②太阳高度角越大，日影越短。
一天中中午时日影最短。
2.正午日影朝向及长短变化①正午日影朝向取决于太阳直射点的位置。
太阳直射点以北地区，日影向北；太阳直射点以南地区，日影向南。
②正午日影长度由太阳直射点向南北两侧递增。
③太阳直射点处，日影与物体本身重合。
3.日出、日落时日影朝向①北半球春秋二分日，全球各地日出正东，日落正西。
此时日出时日影朝西，日落时日影朝东。
②北半球夏半年，全球各地(极昼区域除外)日出东北，日落西北。
日出时日影朝向西南，日落时日影朝向东南。
③北半球冬半年，全球各地(极昼区域除外)日出东南，日落西南，日出时日影朝向西北，日落时日影朝向东北。
④从冬至日至夏至日，随着太阳直射点北移，太阳升起和落下方向逐渐北移，日影朝向越偏南；从夏至日至冬至日，太阳直射点南移，太阳的升落方向也逐渐南移，日影朝向越偏北。
【示例】（2015·重庆，12，4分）下图是马尔代夫部分区域示意图。
中国一架满载饮水用的飞机紧急从广州飞往马累，若北京时间12:00出发，经4小时到达马累，机长身高为1.8m，到达时其在机场地面的身高影长接近于（tan55°≈1.43, tan65°≈2.14）A.0.6mB.1.2mC.1.8mD.2.4m【解析】北京时间是12：00,马尔代夫的时间应该是9：00左右，4小时后飞机到达马尔代夫对应的时间应该是13：00左右。
12月4日距12月22日还有18天，按太阳直射点每天移动15°计算，这时的太阳直射点应该是在南纬19度左右，由此可以估算出马累的正午太阳高度为65°左右，由此可以计算出机长的影长在正午时刻应该是在1.25米左右。
【答案】B【考点经典试题训练】[3年高考真题]1.(2015·江苏地理，4,2分)北京时间2015年2月19日零点钟声敲响时,某工程师在南极长城站参与了中央电视台春节联欢晚会微信抢红包活动。
下图为长城站位置示意图。
春节假期期间A.南京太阳从东北方升起B.南京昼夜长短变化幅度增大C.长城站日落时间推迟D.长城站正午太阳高度角减小（2014·海南地理，12、13,6分）某纬度φ的正午太阳高度H＝90°－|φ－⊿|，其中⊿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2～3题。
2.该地的经度为A.30°EB.30°WC.60°ED.60°W3.该地的纬度可能为A.10°NB.10°SC.50°ND.50°S4.（2014·新课标卷Ⅰ，3,4分）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＝0B．夏至日P＝1C．全年P<1 D．冬至日P>1（2014·上海地理卷，12、13,4分）下图为极地投影示意图，图中小虚线圈为极圈，大虚线圈为回归线；弧线ACB为晨昏线，且AC段为昏线；C点为晨昏线与极圈的切点，也是晨昏线与120 经线的交点。
据此回答5～6题。
5.图示的日期可能是A.3月21日B.6月22日C.9月23日D. 12月22日6.该日正午太阳直射点的位置是A.120E、23°26′SB.120E、23°26′NC.60°W、23°26′SD.60°W、23°26′N[创新预测试题]一、选择题（2015·山西诊断二）读某地某时段正午物影变化示意图，完成1～3题。
1.图中N点日期可能为A.5月6日左右B.8月7日左右C.11月7日左右D.2月6日左右2.该地纬度最可能位于A.赤道B.11°34′SC.11°34′ND.23°26′N3.若测得某日该地正午太阳高度为55°，则该日可能为北半球A.春分日B.夏至日C.秋分日D.冬至日（2015·湖北省重点高中高三上学期期中联考）某科研小组对我国部分海岛进行了考察，观测并绘制了某地正午太阳高度年变化示意图。
读图完成4～6题。
4.该地可能位于A.台湾岛B.南沙群岛C.钓鱼岛D.舟山群岛5．在一年的观测中，该小组看到正午太阳在南方的时间大约是A.6个月B.9个月C.3个月D.12个月6．太阳从a到b时段内，下列叙述正确的是A.南沙群岛白昼逐渐变长B.钓鱼岛正午太阳高度一直在变大C.台湾岛可能会有台风袭击D.舟山群岛日出时间不断提前（2015·届湖北省重点高中高三上学期期中联考）下图示意某日极昼圈(出现极昼的最低纬度圈)内的太阳高度分布。
