正午太阳高度的变化规律

第二讲地球运动(高三一轮复习)

第四课 正午太阳高度变化规律

【教学过程】

考点一：正午太阳高度的变化规律

1、 正午太阳高度及其应用

[情境导入]展示正午太阳高度图、40°N 附近某地二分二至日太阳运行轨迹图，理解正午太阳高度并思考其应用、区别太阳高度和正午太阳高度的不同。

【总结归纳】①正午太阳高度是一天中最大的太阳高度

②也是一天中影子最短时的太阳高度

③也是北回归线以北地区（除南极点）影子朝正北，南回归线以南地区（除南极点）影子朝正南时的太阳高度。

④也是太阳直射当地子午线时的太阳高度，或者说是地方时12时的太阳高度 ⑤既然12时的太阳高度是一天中最大的太阳高度，那么0时的太阳高是一天中最小的太阳高度（有极昼的时候）

[典例解剖（2010年高考安徽文综）1、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，在甲楼顶层ＧＰＳ测得纬度为３１. ８３６６°、 经度为

１１７. ２１７９°、高程为９６米。据此完成下列（1）～（2）两题。

（１）隔２５小时再次观测时，

甲楼阴影可以遮挡乙楼（ ）

Ａ、二层西部

Ｂ、四层东部

Ｃ、五层西部

Ｄ、七层东部

（２）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

命题意图：此题考查正午和其它时间日影长短和方向的不同，实际考查的是和正午太阳高度密切相关的知识，所以对于正午太阳高度要多层次、多角度的理解很重要。

分析：（1）此地在中纬度，当南侧的甲楼阴影恰好遮住北侧的乙楼三层中部时，应为当地的正午12点，即太阳位于当地正南方。隔25小时再次观测，说明观测时间为第二天的13时，太阳位于当地南偏西的位置，故甲的阴影朝向东北，13时甲楼阴影比12时稍长，所以选B 项。（2）此后一个月应为12月22日前后，北半球冬季，此时，应为澳大利亚小麦的收获期。正确答案是D

答案 ：（1）B （2）D

提问：1、地球上的昼夜状况与太阳高度的关系？

2、极昼切点的太阳高度是多少？极夜切点极夜切点的太阳高度是多少？二者的区别？

[诱导点拨]昼半球的太阳高度都大于0°、夜半球的太阳高度都小于0°、晨昏线上的太阳高度都等于0°。极昼切点和极昼切点的太阳高度都等于0°，不同的是极昼切点的太阳高度是一天中最小的太阳高度，极夜切点的太阳高度是一天中最大的太阳高度

2、正午太阳高度的变化规律

[情境导入]展示二分二至日正午太阳高度的纬度分布图

提问：

1、春秋分日、夏至日、冬至日正午太阳高度的纬度分布规律分别是什么？如何概括？

2、正午太阳高度的季节分布规律如何？

3、不同纬度地区正午太阳高度的变化幅度如何？

4、极点太阳高度与太阳直射点纬度的关系。

5、刚好出现极昼的地方，正午太阳高度与太阳直射点纬度的关系。

[诱导点拨]

1、正午太阳高度的纬度分布规律是从太阳直射点向南北两方递减（如图所示），而且距离太阳直射点，纬度每增加１°，高度则减小１°。

所以， 正午太阳高度角=90°－两点纬度差

公式可以变形为：两点的正午太阳高度差=两点纬度差，

这个等量关系中有四个量，已知其中的任意三个就可以求第四个，而且更多的时候，我们用此等量关系求观测点的地理纬度。

注意：“两点”指观测点、太阳直射点。若两地同在北（南）半球，两地纬度差为大数减小数；若两点分属于南北不同的半球，两点纬度差为两点得纬度之和。

另外： “两点的正午太阳高度差=两点纬度差”这个公式可以推广，公式中的两点可以都不是太阳直射点，但必须在直射点的同一侧。

练习：冬至日某地的正午太阳高度是45°，求某地的地理纬度？

答案：21°34′N 、 68°26′S

[典例解剖 2、 (2011年高考重庆文综) 某地北京时间6月22日6时左右日出，13时太阳高度角达到最大约83°。回答(1)～(2)题。

(1)该地最可能是( )

A ．北京 B ．沈阳

C ．成都 D ．海口

(2)该地当天上午太阳高度角达到36°时，布宜诺斯艾利斯(西四区) 的区时约为( )

A ．6月21日9时 B ．6月21日21时

C ．6月22日9时 D ．6月22日21时

[命题意图] (1)以根据地方时和正午太阳高度计算经纬度位置为背景，考查地理计算能力，难度适中。(2)以区时的计算为背景，考查对太阳日变化规律的理解能力和时间计算能力。

[解析] 第(1)题，根据本地正午是北京时间13时，可以算出经度为105°E(即位于东七区) ，由题意6月22日正午太阳高度最大为83°，可以算出该地纬度为30.5°N ，因此该地最可能为成都。第(2)题，由题意可知该日最大太阳高度为83°，当上午太阳高度达到36°时，即约从日出到正午的一半时间，此时北京时间(东八区) 约为9时左右，布宜诺斯艾利斯(西四区) 应为6月21日21时。

[答案] (1)C (2)B

3、正午太阳高度及其变化规律的应用

①利用正午太阳高度确定房屋的朝向：为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。北回归线以北的地区，正午时太阳位于南方，房屋朝向南方；南回归线以南的地区，正午时太阳位于北方，房屋朝向北方。

②利用正午太阳高度确定日影长短及方向：太阳直射点上，物体的影子缩短为零；正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高度越小，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。日影朝向永远背离太阳的方向，如北回归线以北地区，日影永远朝向北方；南回归线以南地区， 日影永远朝向南方； 南、北回归线之间的地区， 日影则有南、北朝向的变化。

③利用正午太阳高度确定楼距、楼高：为了更好地保持各层楼都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例，见图甲，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 。

④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，使太阳光与受热板之间成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h ＝90°(如图乙) 。

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，得到的光热多，背阳坡得到的太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。

（以下内容可以选讲）

[典例解剖 3、(2012年乌鲁木齐检测) 下图为北半球某地一年内正午太阳高度不同值出现的频次图(实线和黑点代表实际存在) ，下表为我国夏半年各节气太阳直射点的纬度统计表。读图和表，完成(1)～(3)题。

(1)该地纬度为( )

A ．3°26′N B ．10°N

C ．20°N D．23°26′N

(2)该地夏至日正午太阳高度值在一年内出现的频次为( )

A ．1次 B．2次 C．3次 D．4次

(3)下列时段与该地出现正午太阳高度频次最大时段相吻合的是( )

A ．春分至立夏 B．芒种至小暑 C．小满至夏至 D．小暑至处暑

[命题意图] 进一步了解南北回归线之间的一点，正午太阳高度的年变化规律。

解析：第(1)题，该地最小正午太阳高度为46°34′， 此时太阳直射南回归线，根据正午太阳高度计算公式可知，该地纬度为20°N 。第(2)题，结合上题得出的该地的纬度可知，该地夏至日正午太阳高度为86°34′，该值在一年中出现的频次为3次(夏至日前、夏至日、夏至日后各一次) 。第(3)题，芒种至小暑为夏至日前后，此时段为该地正午太阳高度频次最大时段。此题如果结合下图分析，则更明了。

答案：(1)C (2)C (3)B

4、太阳高度的日变化

展示右图，此图表示夏至日，

四地太阳高度的日变化曲线。

提问：A 、B 、C 、D 分别表示

哪个纬度？

[诱导点拨]展示下图

左图夏至日北极圈上太阳的周日视运动图 右图夏至日北极点上太阳的周日视运动图

所以，A 是北极点，B 是北极圈，C 是北回归线，D 是赤道。

【拓展延伸】左图的正午太阳高度角的大小是太阳直射点纬度的二倍，用此规律可以反过来求太阳直射点的纬度，可以求当地的地理纬度。

[板书设计]

第四课 正午太阳高度的变化规律

一、正午太阳高度及其应用

二、正午太阳高度的变化规律

三、正午太阳高度变化规律的应用