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考点4 正午太阳高度与太阳视运动1.正午太阳高度的分布[问题思考] 据图回答，甲图中当地球位于A点时，全球正午太阳高度的纬度分布规律是_____________________________。
当地球由D到A位置移动的过程中，北半球各纬度正午太阳高度的变化规律是__________________________________________；当地球位于C点时，地球上________________________正午太阳高度达到一年的最大值。
答案由北回归线向南北两侧递减，北回归线正午太阳高度达到最大值90°北回归线及其以北各纬度正午太阳高度不断增大到一年中最大值，赤道与北回归线之间的纬度正午太阳高度先增大后减小南回归线及其以南解析根据正午太阳高度分布的纬度特征，结合地球的公转轨道可知，当地球位于A点时，为北半球的夏至日，太阳直射北回归线，正午太阳高度由直射点向两侧递减，太阳直射点正午太阳高度达到最大值。
当地球由D移动到A位置时，即由春分日向夏至日运动，太阳直射点开始由赤道向北回归线运动，因此，北回归线以北的点离太阳直射点距离逐步接近，正午太阳高度不断增大，而赤道与北回归线之间的点，有太阳直射的机会，当太阳直射时，正午太阳高度达到最大，当太阳直射点离开时，开始减小，因此，在此时间段内，赤道与北回归线之间的范围正午太阳高度先增大再减小。
当地球位于C点时，为冬至日，太阳直射南回归线，南回归线及其以南的范围离太阳最近，太阳高度角达到一年最大值。
[知识归纳](1)正午太阳高度的空间变化规律①文字描述：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。
②图形描述③特别说明a.同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度相等。
b.对称规律：以直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。
(2)正午太阳高度的季节变化规律2.正午太阳高度的计算及变化[问题思考] 上图为“地球部分地区昼夜分布示意图”，图中阴影部分表示黑夜，其余部分表示白昼。
七、太阳高度1、太阳高度：即太阳高度角，是指太阳光线相对于地平面的交角（如图-1- ）。
一般用H 表示，其大小范围 0°≤H ≤90°2、正午太阳高度：则是指一日内最大的太阳高度，即当地地方时 12 时的太阳高度。
注意最大的太阳高度并不一定等于90°除直射点上的太阳高度等于90°其他的任何地方都小于90°其计算公式为：H=90°－纬度差（直射点与所求点的纬度差，同侧相减，异侧相加）3、正午太阳高度的变化规律（1）、正午太阳高度随纬度变化的规律同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减，且以直射点所在纬度为中心等距离对称。
春、秋分日和冬至、夏至的正午太阳高度随纬度变化的规律如图3所示。
提示：①.3月21日和9月23日前后——从赤道向南北两侧递减。
南、北极点正午太阳高度均为0°。
②.6月22日前后——从北回归线向南北两侧递减。
北极点正午太阳高度为23.5°，南极圈以南出现极夜（正午太阳高度小于0°，为负值）。
③.12月22日前后——从南回归线向南北两侧递减。
南极点正午太阳高度为23.5°，北极圈以北出现极夜（正午太阳高度小于0°，为负值）。
④．距太阳直射点越近，正午太阳越大 （2）、 正午太阳高度随季节变化的规律①.南北回归线之间的地区，一年直射两次，直射日正午太阳高度为年内最大。
赤道上，春、秋二分日时正午太阳高度为年内最大，为90°；二至日时正午太阳高度为年内最小，为66.5°。
6月22日，赤道至南回归线之间地区的正午太阳高度达年内最小值。
12月22日，赤道至北回归线之间地区的正午太阳高度达年内最小值，如图中b 点箭头所示。
②．北回归线及其以北地区的正午太阳高度的变化（如图中c 点箭头所示）：6月22日为年内最大值，12月22日达到年内最小值；北回归线上一年中有一次直射，即6月22日的正午太阳高度为90°③.南回归线及其以南地区的正午太阳高度的变化（如图中a 点箭头所示）：12月22日为年内最大值， 6月22日达到年内最小值；南回归线上一年有一次直射，即12月22日的正午太阳高度为90°。
【高中地理】暑期复习高中地理知识点总结：正午太阳高度变化规律正午太阳高度变化规律：（１）由直射点向南北两侧递减（２）正午太阳高度的计算=90°-△（直射点纬度与所求点的纬度差）（３）夏至日北回归线以北地区正午高度角为一年中最大值, 南半球为一年中最小值；冬至日南回归线以南地区正午高度角为一年中最大值，北半球为一年中最小值。
（４）南北回归线之间的地区-----有两次直射机会---两次最大值。
（５）纬度越高，正午太阳高度角越小，日影越长，楼房间距越大。
（６）正午太阳高度（H）因纬度而不同：同一时刻，H由直射点向南北两侧递减，离直射点越近，H就越大。
夏至日:直射北回归线，北回归线及其以北各地，H达一年中最大值。
南半球各地，H达最小值。
冬至日:直射南回归线，南回归线及其以南各地，H达一年中最大值。
北半球各地，H达最小值。
春秋分时：太阳直射在赤道，H自赤道向两极递减。
注意：等太阳高度分布规律--以直射点为中心，呈同心圆分布。
昼半球的中心点是直射点（7）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。
正午太阳高度角越大，日影越短；正午太阳高度角越小，日影越长，且日影方向背向太阳。
④根据正午太阳高度判断所在的地区，并进而判断该地区的其他地理特征。
⑤计算楼距。
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。
解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度（即一年中最小的正午太阳高度），并计算影长。
⑥计算热水器安装角度。
要最大限度地利用太阳能资源，应该合理设计太阳能热水器的倾斜角度，使太阳能热水器集热板与太阳光线垂直，提高太阳能热水器的效率。
正午太阳高度的变化规律及其计算首先需要了解太阳高度角的定义。
太阳高度角是太阳光线与水平线之间的夹角，是地球上一些特定地点上空的太阳位置的垂直度量。
纬度是一个观测点相对于地球赤道的位置度量，可以从地理位置或者GPS获取。
纬度的范围从北纬0度（赤道）到北纬90度（北极），南纬0度（赤道）到南纬90度（南极）。
其次，季节对正午太阳高度也有重要影响。
由于地球公转轨道是椭圆形的，地球在公转过程中距离太阳的距离会有变化。
在南半球，当地球离太阳最近时，太阳高度最高；在北半球，当地球离太阳最近时，太阳高度最低。
这种差异导致了季节的变化。
最后，我们可以使用三角学中的三角函数来计算正午太阳高度。
太阳高度角的计算公式是：tan(太阳高度角) = sin(纬度) * sin(夏至太阳赤纬) + cos(纬度) * cos(夏至太阳赤纬) * cos(小时角)其中，夏至太阳赤纬可以根据日期计算得到，小时角是太阳在正午时刻与观测地的经度之差。
在此基础上，我们可以绘制正午太阳高度随着日期的变化曲线图。
以纬度37.8度为例，计算每个日期的正午太阳高度：1.获取观测地的纬度信息，如37.8度。
2.对于每个日期，计算夏至太阳赤纬。
夏至太阳赤纬可通过相关公式或流行的天文学软件计算得到。
3.根据经度差计算小时角。
例如，观测点位于东经100度，那么经度差就是100度。
4.将纬度、夏至太阳赤纬和小时角带入计算公式中，得到正午太阳高度角的弧度。
5.将计算结果转换成角度制，得到正午太阳高度。
将计算得到的正午太阳高度角数据绘制成曲线图，即可显示正午太阳高度随日期的变化规律。
在南半球，夏至时太阳高度最高；在北半球，冬至时太阳高度最低。
需要注意的是，这种计算方法只适用于近似算法。
不考虑其他因素，如大气折射、地球自转轴倾斜等。
如果需要更加精确的计算，还需要考虑这些因素。
通过计算正午太阳高度的变化规律，我们可以更好地了解太阳在不同日期的高度角变化，这对于农业、建筑、气象等领域都有重要的参考价值。
专题复习—正午太阳高度变化及计算1.正午太阳高度的变化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。
北回归线及其以北地区一年有一次最大值(6月22日前后)，一次最小值(12月22日前后) 南回归线及其以南地区一年有一次最大值(12月22日前后)，一次最小值(6月22日前后)南、北回归线之间(除赤道外) 一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后)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)递变规律来增去减(直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小)①南、北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。
②南回归线至南极圈之间和北回归线至北极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
③南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
3．一个地区年正午太阳高度最大差值赤道地区为23°26′，热带地区为(当地纬度＋23°26′)；回归线至极圈之间地区为46°52′。
4.相等性同一纬线上正午太阳高度相等；同一日期，距直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上正午太阳高度相等；距离太阳直射点所在纬线越近的地点，正午太阳高度越大。
5．正午太阳高度的计算公式：H=90°-｜φ-δ｜中φ与δ符号很关键，此外，两点间的正午太阳高度差等于纬度差。
说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。
两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。
如图所示：当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度：H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。
C点(23°26′S)正午太阳高度：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′温馨提示在南(北)极圈有极昼现象出现时，南(北)极点的太阳高度无日变化，其太阳高度角的大小等于太阳直射点的纬度。
6．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，正午太阳位于正南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于正北方，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。
(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)确定楼距、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，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。
如右图：(6)太阳能热水器的倾角调整：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°。
如右图：巩固练习下图所示的是位于120°E经线上不同纬度三地夏至日的正午太阳高度角。
读图回答1～2题。
1．三地的纬度从高到低的排序是( )。
A．①②③ B．①③② C．③②① D．③①②2．此日昼长时间从短到长的排序是( )。
A．①②③ B．②①③ C．③②① D．③①②读“某地正午太阳高度角年变化折线图”，完成3～4题。
3．根据该地正午太阳高度角年变化规律，判断该地点可能位于( )。
A．北温带 B．南温带C．0°～23°26′N之间 D．0°～23°26′S之间4．在图中C处所表示的这一天，该地( )。
A．夜长最短 B．正午旗杆的影子最短C．气温最高 D．受太阳活动影响强烈我国某校地理兴趣小组的同学，把世界上四地年内正午太阳高度变化及方向绘成简图。
读图，回答5～6题。
5．可能反映该学校所在地正午太阳高度年变化及方向的是( )。
A．①B．②C．③D．④6．当②地正午太阳高度达到最大值时( )。
A．地球公转的速度较慢 B．其他三地正午太阳所在方向不同C．该学校所在地天气炎热 D．太阳在地球上的直射点将北返杭州(30°N)某同学对传统的太阳能热水器进行改造(如下图)：将太阳能热水器集热板装在一个大玻璃箱里，并将热水器的支架改造成活动形式。
据此完成7～8题。
7．该同学将集热板装在玻璃箱里的用意是( )。
A．防风 B．保温 C．防沙尘 D．防漏水8．为了充分利用太阳能，尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直，集热板与地面夹角的调整幅度为( )。
A．23°26′ B．30° C．46°52′ D．60°11月22日，某地理研究性学习小组在观测房屋采光状况时，发现甲楼阴影恰好遮住乙楼三层中部(如下图所示)，在甲楼顶层GPS测得纬度为31.8366°、经度为117.2179°、高程为96 m。
完成9～10题。
9．隔25小时再次观测时，甲楼阴影可遮挡乙楼 ( )。
A．二层西部B．四层东部C．五层西部D．七层东部10．此后一个月内 ( )。
A．法国进入冷饮畅销期B．广东省进入雨季C．澳大利亚播种冬小麦D．云南省昼短夜长11．读太阳照射地球示意图，完成下列问题。
(1)此时北半球节气是________，南极圈内昼夜长短情况是________。
(2)此时太阳直射在________上，此后开始向________移动。
(3)A点的正午太阳高度角是________。
B点昼长是________小时，________时日落。
(4)此时济南的正午太阳高度角达一年中最________值，过三个月后昼夜长短情况为_________________________________。
(5)此时(双选)( )A．太阳入射光线与地轴垂直 B．晨昏线与极圈相切C．晨昏线与地轴重合 D．太阳直射点上入射光线的延长线过地心且与赤道平面有23°26′的夹角12．读地球公转示意图，完成下列各题。
(1)在上图中地球公转轨道上画出公转的方向。
(2)广东省汕头市有一口井正好位于北回归线上，当阳光直射井底时，地球位于图中________点附近(填字母，下同)。
(3)图中________点表示地球运行至远日点；地球从A点运行到C点的过程中，公转速度的变化规律是________________________________________________________________________________。
(4)当全球极昼、极夜范围达到最大时，地球应位于________点或________点。
(5)当地球从C点运行到F点时，扬州昼夜长短的变化规律是________________________________________________________________________。
(6)当地球处于D位置时，全球正午太阳高度角随纬度的变化规律是________________________________________________________________________。
真题回顾1．(2014·全国卷Ⅱ节选)总部位于江苏徐州(约34°N,117°E)的某企业承接了甲国(下图)价值7.446亿美元的工程机械订单。
2011年6月21日，该订单的首批产品从徐州发货。
这一日，徐州与甲国首都相比( )A．徐州的正午太阳高度较高B．徐州的白昼较短C．两地正午物影方向相同D．两地日出方位角相同2．(2012·福建高考节选)图1中N为北极点，A、M、B位于地球表面，NP为经线，NM的球面最短距离为2 553 km。
若在M地垂直立竿，则图2中MM′所示日照竿影朝向正确的是( )A．甲B．乙 C．丙 D．丁3．(2012·安徽高考)下图为安徽省平原地区某中学的操场和行道树示意图(晴天8：00前后，东操场大部分被行道树的树荫覆盖)。
读图完成(1)～(2)题。
(1)为充分利用树荫遮阳，6月某日16：00～16：45该校某班同学上体育课的最佳场地是( )A．① B．② C．③ D．④(2)下列日期中，阳光照射行道树产生的阴影在地面转动角度最大的是( )A．5月1日 B．6月1日 C．7月1日 D．8月1日4．(2012·浙江高考)地表点Q与太阳直射点所在纬线之间的纬度差为α，其正午太阳高度为H。
若H等于α，则Q 点的纬度变化范围是( )A．21.5°至68.5°B．11.5°至68.5°C．21.5°至78.5°D．11.5°至45°5．(2014·海南高考)某纬度φ的正午太阳高度H＝90°－∣φ－δ∣，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)该地经度为( )A．30°E B．30°WC．60°E D．60°W(2)该地纬度可能为( )A．10°N B．10°SC．50°N D．50°S6．(2013·福建高考)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(1)～(2)题。
(1)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(2)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专题复习—正午太阳高度变化及计算答案1.A2.C 解析第1题，夏至日是位于同一条经线北半球各地正午太阳高度最高的一天，正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减，此时赤道上的正午太阳高度为66°34′，看三地太阳高度的角度和方向，可知三地均位于北半球，三地纬度由低到高的顺序，就是正午太阳高度由大到小的顺序。
