七地球公转的地理意义太阳高度

七、地球公转的地理意义
㈡正午太阳高度的变化
1太阳高度与正午太阳高度
①太阳高度(太阳高度角)：太阳光线与地平面之间的夹角。

在昼半球上的各地，太阳高度总是大于0°,即太阳在地平线之上；在晨昏线上的各地，太阳高度角等于0°，即太阳正好位于地平线上；夜半球上的各地，太阳高度小于0°,即太阳位于地平线之下。

②正午太阳高度：是一天内太阳高度的最大值，地方时为12点时(当地正午)太阳最高。

直射点(正午)太阳高度为90°，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南北两侧逐渐降低。

(注意：同一纬线上各点正午时太阳高度相同)
③某一时刻，太阳高度相同的点有无数个，即以直射点为圆心，以（90°－高度角）的角距离为半径的圆。

④某一时刻，正午太阳高度相同的点可能有两个，也有可能只有一个。

（位于同一经线上，与直射纬线之间的角距离相同）。

2原因：由于黄赤交角的存在，太阳直射点不断移动，导
致一个地点离太阳直射点的远近随季节发生变化，引起正
午太阳高度的变化。

公式：H=90°-纬度差（当地纬度与直射点的纬度差）
3正午太阳高度的时空规律
①纬度分布规律：（如图4-19）由直射点向南北递减
春秋二分日：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。

②季节变化规律：（如图4-20）
北回归线以北地区，自春分日至夏至日，正午太阳高度不断增大，夏至日前后正午太阳高度达最大值；自夏至日至冬至日，随着太阳直射点南移，该地的正午太阳高度逐渐减小，冬至日前后达最小值；自冬至日至第二年春分日，正午太阳高度逐渐增大。

南回归线以南则相反。

南北回归线之间地带，太阳每年直射两次。

当太阳直射某纬线时，该纬线上各点正午太阳高度达最大值90°。

南北回归线上，每年分别有一次太阳直射的机会，当太阳直射回归线时，回归线上的正午太阳高度达最大值90°，北半球夏至日，南半球冬至日时达最大值。

4正午太阳高度计算：某地、某日正午太阳高度H＝90°—纬度差
说明：“纬度差”指该地所在纬线与该日直射点所在纬线之间的纬度距离。

5正午太阳高度角问题的综合应用:
⑴用正午太阳高度角确定地方时。

正午太阳高度角对应的地方时为12时
⑵确定一个地方的地理纬度
当太阳直射赤道时，全球各地的正午太阳高度与当地地理纬度互余
H=90°-(Φ-δ)= 90°-(Φ-0)= 90°-Φ
其他日期，可通过位于同一经线上的两点的正午太阳高度之差算出纬度差（此两点位于直射点同侧）
H 1=90°-(Φ
1
-δ) H
2
=90°-(Φ
2
-δ) 90
45
图4-21 H 1- H 2=〔90°-(Φ1-δ)〕-〔90°-(Φ2-δ)〕=Φ2-Φ1
⑶阳光照射方向与日影的方向、长短的问题 方向：物体的影子总是位于背向太阳的一侧 长短：太阳高度角越小，物体的影子越短 正午物体的影子指向和长短规律：
北回归线以北地区，正午物体的影子永远朝北（北极点除外），且纬度越高，物体影子越长；南回归线以南地区相反。

南北回归线之间地区，正午物体的影子有时朝南，有时朝北，有时没有。

⑷房间采光与朝向
正午太阳高度角越大，采光面积越小——夏季照射面积小，冬季照射面积大
采光方向：北回归线以北地区，太阳光从南窗射入，房屋多为坐北朝南；南回归线以南地区相反；南北回归线之间地区，南北窗均可射入。

例题：图4-21是我国北京某一窗户朝南的房屋和地球公转示意图。

读图回答下列问题： （1）地球公转到图中________位置时，正午射进屋内的阳光面积可达一年中最大。

（2）地球从A 公转到C 位置时，正午屋内的光照面积的变化情况是_______________ __________________。

（3）地球公转到B 位置时，北京日出时刻太阳在________方向，日落时刻太阳在________
方向。

（4）一年中每日正午时刻该房屋的阴影朝向规律是________________________。

⑸楼房间距的问题：
楼房间距过大，浪费城市宝贵的土地；过小，影响北楼底层居民的采光
北回归线以北地区建房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系如图4－22所示，(H 为冬至日当地的正午太阳高度)L 应大于等于h ·cotH 。

楼越高，楼间距越大
纬度越低，H 越大，cotH 越小，楼间距越小 ⑹热水器的角度问题：目的是为了最大限度的吸收太阳能，所以热水器集热板的面应与太阳光线垂直。

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，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。

如图４－23所示，α+H ＝90°时效果最佳。

一地的H 变化范围2δ（黄赤交角），集热板的倾角变化范围2δ
温带地区集热板倾角主要考虑冬季的。

例题：近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境条件显著改善。

请读下图，运用以下公式及相关知识回答（1）～（3）题。

① 某地正午太阳高度的大小：H ＝90°-∣φ-δ∣式中：H 为正午太阳高度；φ为当地
纬度，取正值；δ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。

② tan35°≈0．7
tan45°≈1
tan60°≈1．732
（1）房地产开发商在某城市（北纬30°）建了两幢商品住宅楼（上图），某户居民买到了北楼一楼一层的一套房子。

请问，该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是（ ）
A 1个月
B 3个月
C 6个月
D 9个月
（2）为避免纠纷，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阳光直接照射。

那么在两幢楼房间距不变的情况下，南楼的高度最高约为（ ）
A 20米
B 30米
C 40米
D 50米
（3）若其中某房主欲安置一台太阳能热水器，为了获得最多的太阳光热，提高利用效率，需根据太阳高度的变化随季节调整倾角，那么日照图与热水器安置方式不．
合理的是 答案：（1）C （2）B （3）D
补充：二分二至日全球的昼长和正午太阳高度分布相关变式圈
6
°
A．冬至日全球的昼长和正午太阳高度分布B．夏至日全球的昼长和正午太阳高度分布
C．春分日和秋分日全球的昼长和正午太阳高度分布
㈢．四季更替
①从天文四季：夏季就是一年中白昼最长、正午太阳高度最高的季节。

黄赤交角是影响天文四季的直接原因。

这是因为：
②北温带气候四季包含的月份：春（3、4、5月）、夏（6、7、8月）、秋（9、10、11月）、冬（12、1、2月）
③我国传统四季：以24节气中的立春、立夏、立秋、立冬为起点。

地球在公转轨道上的运行会产生天气和季节的有规律变化，传统农业中农民依此进行农业生产，有如：“谷雨前后种瓜点豆”的谚语。

④西方四季：春分、夏至、秋分、冬至为起点。

比我国天文四季晚一个半月。

㈣五带：以地表获得太阳热量的多少来划分热带、温带、寒带。

热带：南北回归线之间有太阳直射机会，接受太阳辐射最多。

温带：回归线与极圈之间，受热适中，四季明显。

寒带：极圈与极点之间，太阳高度角低，有极昼、极夜现象
如果黄赤交角变小，太阳直射点的范围和五带将有何变化？
答：太阳直射的范围减小；热带和寒带的范围减小，温带的范围将要扩大。