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正午太阳高度规律性知识总结及解题应用河北省邢台市邢台学院地理科学系陈霁冰风水规划研究室原创。
专业从事高考地理命题研究、风水规划设计、四柱命理预测邮编054001.邮箱：与正午太阳高度有关的知识是重要的考点内容之一，现将有关规律性的知识总结如下。
一、正午太阳高度角的空间变化规律及应用【知识链接】①全球正午太阳高度的分布规律：从太阳直射点所在纬度分别向南北两侧递减; 离直射点越近，正午太阳高度越大，反之愈小；直射点所在半球昼长夜短，另一半球则昼短夜长。
②二分二至日的正午太阳高度分布规律应特别注意区分。
例1.在图1中，横坐标表示某日正午太阳高度，纵坐标表示纬度。
读图回答1~2题。
—c—a—b【解析】夏至日太阳直射23° 26' N北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中最大值，故应选a、d。
太阳直射北回归线，北半球昼最长夜最短，且纬度越高昼越长，故应选B.【答案】(1) a、d (2) B二、正午太阳高度角的年变化规律及应用【知识链接】①回归线之间的地区：正午太阳高度的最大值为90°,每年有两次太阳直射现象，即一年中有两次正午太阳高度最大值。
②回归线上，正午太阳高度的最大值为90°,每年有一次太阳直射现象，即一年中有一次正午太阳高度最大值。
③回归线至极点之间的地区，正午太阳高度的最大值小于90°,每年没有太阳直射现象，一年中有一次正午太阳高度最大值。
④北回归线以北的纬度带，每年夏至日达最大值，冬至日达最小值。
⑤南回归线以南的纬度带，每年夏至日达最小值，冬至日达最大值。
例2.假设M地( 0°,30°E)、N(23°26' S, 30°E)两地正午太阳高度分别是H和下列说法正确的是()A.耳和H N不可能在同一天达最小值 B .每年总有某一时刻H=H NC.每年约有9个月H M>H D •任何时刻都有F M>H N【解析】正午太阳高度的大小取决于该地与太阳直射点之间的纬度差，离直射点越近，正午太阳高度越大，反之愈小。
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′）。
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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。
正午太阳高度的变化规律及其计算正午太阳高度是指太阳在中午时刻（12:00）时，相对于观测地平面的角度。
太阳高度的变化规律受到多种因素的影响，主要包括观测地的纬度、地球自转和公转等因素。
下面我将详细介绍太阳高度的变化规律及其计算方法。
太阳高度与地球纬度的关系：太阳高度与地球所处的纬度有密切关系。
由于地球是一个近似于球体的几何体，太阳光线与地面的相交角度取决于地球所在的纬度。
在赤道处（纬度为0度），太阳在正午时刻的高度最高，为90度，太阳直射地面。
而在北极点（纬度为90度），太阳在正午时刻的高度为0度，太阳光线以几乎平行的方式照射地面。
太阳高度的计算方法：太阳高度可以通过以下公式计算：sin(θ) = sin(φ) * sin(δ) + cos(φ) * cos(δ) * cos(H)其中，θ为太阳高度角，φ为地点的纬度，δ为太阳赤纬，H为太阳时角。
这个公式被称为斯南公式（Sine of azimuth）。
太阳赤纬的计算方法为：δ = -23.45 * cos(360/365*(N+10))其中N为今天是一年中的第几天。
太阳时角的计算方法为：H=15*(T-12)其中T为当地的真太阳时，以小时为单位。
太阳高度角的变化规律：太阳高度角的变化规律主要是由于地球自转和公转引起的。
地球自转引起的变化：地球自转引起的变化是由于地球的自转轴倾斜引起的。
地球的自转轴和公转轨道平面之间的夹角是倾角，约为23.5度。
因此，在地球不同的纬度上，太阳高度角会有所变化。
夏至和冬至是太阳高度角变化最明显的时候，当纬度越低，太阳的高度角越小。
地球公转引起的变化：地球的公转轨道并不是一个完全圆形，而是一个椭圆。
因此，地球离太阳近的时候（即近日点），太阳高度角相对较大；而离太阳远的时候（即远日点），太阳高度角相对较小。
这会导致太阳高度角在一年中发生周期性的变化。
综合地球自转和公转的影响：综合考虑地球自转和公转，太阳在一天中的高度角变化与所在地的纬度有关。
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′）。
正午太阳高度的变化规律课时4地球公转与自转共同作用下产生的地理意义------正午太阳高度的变化规律[学习目标定位]1.理解正午太阳高度及昼夜长短变化的成因，掌握正午太阳高度和昼夜长短的变化规律。
自主学习一、正午太阳高度角的变化1．太阳高度角：①与②的夹角。
一天中，太阳高度角的最大值出现在正午。
太阳直射点所在纬度的正午太阳高度角为③2．空间(纬度)变化规律：由太阳直射点所在纬度向南北两侧④3．时间(季节)变化规律节气夏至日最大值地区北回归线及其以北地区最小值地区南半球各地区冬至日⑤北半球各地区二分日⑥极点[探究活动]阅读材料，回答下列问题。
材料一正午太阳高度角，也就是太阳直射当地经线时的太阳高度角，此时当地的地方时为12时。
如下图所示。
探究点(一)正午太阳高度角随纬度的分布规律材料二二分二至日不同纬度正午太阳高度角示意图图12图图读图1,探讨以下问题1.此时，太阳直射点在哪里？2.什么地方正午太阳高度最大？2333.此时，全球正午太阳高度有何分布规律？同样问题探究回答图2（夏至日的正午太阳高度角）和图3（冬至日的正午太阳高度角），之后再探讨以下问题：4.归纳，任一时刻，全球正午太阳高度角有何分布规律？（由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减）；点拨5.由第4问可以进一步得出这样两个规律：①两个地方，离太阳直射点越近，正午太阳高度就越大；②两个地方，与太阳直射点相隔的纬度“距离”相等，则正午太阳高度相等.探究点(二)分析全球各地正午太阳高度角在一年中的变化。
绘制太阳直射点在地表移动的轨迹图，根据点拨5问得出的规律，探讨以下问题：6随着太阳直射点的移动,.P点在北回归线以北，一年之中,哪一天正午太阳高度最大，能否达到90°哪一天最小？为什么？（夏至日最大，因为这一天P地离太阳直射点的“纬度距”最近，冬至日最小，因为这一天P地离太阳直射点的“纬度距”最远）7.北回归线上在哪一天正午太阳高度最大哪一天最小8假如5月1日太阳直射点移动到Q地,那么Q地就在5月1日正午太阳高度角达最大值90°，除5月1日外,夏至日后太阳直射点返回时,是否还会有一次什么时候最小？为什么？9.K地什么时候正午太阳高度最大，什么时候最小？为什么？10.M、N地的正午太阳高度什么时候最大，什么时候最小？为什么？（同理类推）根据以上分析，填写下表格，：4北半球赤道南半球正午太阳高度的年变化最大值PQKMN最小值能力提升:(1)北回归线及其以北的地区,什么时候正午太阳高度达最大值什么时候取最小值(2)南北回归线之间的地区呢南回归线及其以南的地区呢拓展提升(根据学生对以上内容的掌握情况而定)探究点(三)、正午太阳高度角的计算读图1,仔细观察，探讨回答以下问题：10.此时太阳直射在哪里？11.北回归线上的正午太阳高度此时是多少？北回归线与太阳直射点所在纬线之间的“纬度距”是多少？这两地的“纬度距”与北回归线上的正午太阳高度有何关系？（相加为90°）12.北极圈上的正午太阳高度此时是多少北极圈与太阳直射点所在纬线之间的“纬度距”是多少？这两地的“纬度距”与北回归线上的正午太阳高度有何关系？（相加为90°）讨论到此，我们可以推测出一个计算正午太阳高度的公式：H＝90°－△H为所求某地（纬度）的正午太阳高度，△为所求地的纬度和太阳直射点纬度的“纬度距”.什么是纬度距，就是两地相“距”的纬度。
太阳高度角一天的变化规律太阳高度角是指太阳光线与地平线的夹角，它随着一天的不同时间而变化。
太阳高度角的变化规律受到多个因素的影响，包括季节、纬度和地球自转等。
我们来看太阳高度角与季节的关系。
在春分和秋分时，太阳直射赤道，这时太阳高度角最大，可以达到90°。
随着季节的变化，太阳高度角逐渐减小，当夏至和冬至时，太阳高度角最小，接近0°。
这是因为地球公转轨道的倾斜造成了不同季节的变化，使得太阳直射地面的位置发生了改变。
太阳高度角还与纬度有关。
在赤道附近的地区，太阳高度角较大，因为太阳光线垂直射向地面。
而在极地地区，太阳高度角较小，太阳光线倾斜射向地面。
这是因为地球的曲率和自转造成了纬度的差异，导致太阳光线的入射角度不同。
太阳高度角还会随着一天的不同时间而变化。
在清晨和黄昏时，太阳高度角较低，太阳光线较为斜射，这时阳光较为柔和。
而在正午时分，太阳高度角最大，太阳直射地面，阳光最为强烈。
这是因为地球自转造成了地球表面各地的日照时间差异，使得太阳高度角在一天中有明显的变化。
总结起来，太阳高度角一天的变化规律可以概括为：在一年中，太阳高度角随着季节的变化而变化，春分和秋分时太阳高度角最大，夏至和冬至时太阳高度角最小；在不同纬度的地区，太阳高度角也有明显差异，赤道附近太阳高度角较大，极地地区太阳高度角较小；而在一天中，太阳高度角随着时间的推移而变化，清晨和黄昏时太阳高度角较低，正午时太阳高度角最大。
太阳高度角的变化规律对于我们的生活有着重要的影响。
在摄影、农业、建筑等领域，太阳高度角的变化会影响光线的强弱和入射角度，从而影响照片的效果、作物的生长和建筑物的采光等。
因此，了解太阳高度角的变化规律可以帮助我们更好地利用太阳光资源，合理安排工作和生活。
在实际应用中，我们可以通过观察太阳的位置和阴影的长度来估算太阳高度角。
当太阳高度角较大时，阳光垂直射向地面，阴影较短；当太阳高度角较小时，阳光倾斜射向地面，阴影较长。
正午太阳高度变化的一般规律：
由于太阳直射点在南北回归线之间移动，所以：
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。
由于地球自转，产生了太阳的视运动现象(东升西落)，即太阳高度的日变化。
由于地球公转，使太阳直射点南北移动，从而产生了正午太阳高度的纬度变化和季节变化现象。
小于23.5度，一年有2次太阳直射。
黄赤交角23.5度
太阳直射点以一年为周期在南北回归线之间移动。
夏至日太阳直射北回归线（北纬23.5度），北回归线以北正午太阳高度达到最大，整个南半球正午太阳高度达到最小。
冬至日太阳直射南回归线（南纬23.5度），南北情况与夏至时相反。
其余时间是这两个状态的过渡。
黄赤交角的存在!因为每天正午的太阳高度角最大.黄赤交角使太阳直射点南被移动,
随季节的变化而改变,楼上所说的都是在指太阳直射点的不同,太阳直射点的正午太阳高度最大,但毕竟只有一处而已!
正午是一天中太阳最高的时刻。
这个最高的高度随季节变化。
冬至的时候最低，正午的太阳能从向南的窗户射进大半间屋子，夏至的时候只照进窗台一点点。
这个最高的高度还和你所在的纬度有关。
如果你在北回归线上，北纬23.5度，夏至时分正午的太阳在头顶上，它的高度是90度；再往北，随纬度升高，正午时分太阳的高度越低。
怎样计算一个地区的正午太阳高度角
某一地区的正午太阳高度角的大小，决定了该地的太阳辐射量的多少，那么，一个地区的正午太阳高度角是否可计算出来呢？
我们已经知道，地球绕太阳公转，由于地轴的倾斜，地轴与轨道平面始终保持着大概66`34'的夹角，这样，才引起太阳直射点在南北纬23`26’之间往返移动，并决定了太阳可能直射的范围：春，秋分日，太阳直射赤道---即直射点的纬度为0`；冬至日，太阳直射南回归线--即直射点的纬度为23`26’S；夏至日，太阳直射北回归线--即直射
点的纬度为23`26’N。
如果某地的纬度已经知道，依据下面的公式就可以计算出此地的正午太阳高度角的大小：
H=90`-纬差（纬差是指某地的地理纬度与当日直射点所在纬度之间的差值）
例如：A地的纬度为40`N，求A地夏至日的正午太阳高度。
夏至日太阳直射的纬度为23`26’N，与A地的纬度差=40`-23`26’=16`34’，那么H=90`-16`34’=73`26’。
如果求A地冬至日的正午太阳高度。
冬至日太阳直射的纬度为23`26’S，与A地的纬度差=40`+23`26’=63`26’，那么H=90`-63`26’=26`34’。
计算公式:
H=90°-∣α-β∣
*α为太阳直射点的纬度,β为所求纬度(β当地为夏半年取正值,冬半年取负值)。
