太阳高度角的大小及计算

正午太阳高度大小比较及计算一、太阳高度的概念太阳光线与地面所成的夹角。地面太阳光线太阳高度角1、日变化规律：昼半球：大于0°；夜半球小于0°；晨昏线：等于0°某时刻太阳高度变化规律：由太阳直射点向四周递减。注意：如果在极点，太阳高度的日变化是一天不变。[例题1]：（1）把图中各点此时的太阳高度由大到小的排列。（2）其中太阳高度为0的是哪个点，为什么？（3）其中太阳高度在一天中不变的是哪个点，为什么？答案：ACEBD答案：B；在晨线上答案：C；极点是不动的二、太阳高度的日变化2、日出日落的方位问题夏至日：日出日落冬至日：日出日落二分日：日出日落结论：太阳直射点在北半球时，地球上（除极昼、极夜地区）日出方位均在东北，日落于西北。太阳直射点在南半球时，地球上（除极昼、极夜地区）日出方位均在东南，日落于西南。直射在赤道时，为东升西落。三、正午太阳高度的年变化1、正午太阳高度的概念一天中的最大值。2、正午太阳高度的分布规律规律：由直射点向南北两侧递减。夏至日：由北回归线向南北两侧递减。北回归线以北地区达到一年中的最大值，南半球各地达到一年中的最小值。二分日：由赤道向南北两侧递减。冬至日：由南回归线向南北两侧递减。南回归线以南地区达到一年中的最大值，北半球各地达到一年中的最小值。三、正午太阳高度的年变化FG[例题2]：(1)比较图中各点正午太阳高度的大小(2)此时正午太阳高度达一年中最大的是哪几个点?最小的呢?为什么?答案：G=EA=BFCD答案：最大：C、E、G最小：A、B、F、D四、正午太阳高度的计算公式：H=90°－当地纬度与直射点的纬度差（同减异加）（如夏至日时加，在冬至日时减）[例题3]：求北京（40°N）二分二至日的正午太阳高度。123H解答：夏至日：直射点纬度为23°26°N，则∠3=∠2-∠1=40°-23°26′H=90°-∠3=90°-（40°-23°26′）=73°26′二分日：直射点纬度为0°，则∠3=∠2-∠1=40°-0°H=90°-∠3=90°-40°=50°冬至日：直射点纬度为23°26′S，则∠3=∠2+∠1=40°+23°26′H3=90°-∠3=90°-（40°+23°26）=26°34′12H3四、正午太阳高度的应用1、楼间距问题楼间距问题实际是一个影长的问题。其基本原则是前一幢楼产生的影子不能挡住后一幢楼的采光（一般以太阳光线能照射至后一幢楼的底层为标准），如下图四、正午太阳高度的应用1、楼间距问题图中H为正午太阳高度，一般取当地的最小值。因为正午太阳高度最小值，意味着前一幢楼的影子是一年中最长的，而此时的楼间距能保证，则一年四季都能确保。故一般地北半球取冬至日的正午太阳高度，南半球的取夏至日的正午太阳高度。计算过程如下：tanH=h/L→L=h·cotH结论：楼间距与正午太阳高度大小呈反比；与前一幢楼的楼高呈正比。【例题4】房地产公司要建2座塔楼、2座低楼(见下图)，准备采用相同的楼间距——均以最南侧的两楼间的最短楼间距为标准，则合理的布局方案有【解题】对四个选项图的分析如下A图HHHB图：C图D图可以看出，合理的是BD【答案】BDHHHHHHHH【例题5】下图是某城市冬、夏至日正午太阳照射情况示意图，读图回答1～2题：1．该城市的名称可能是A．达累斯萨拉姆B．堪培拉C.渥太华D．巴格达2．下列说法与该城市所在大洲相符合的是A．是世界上面积最小的大洲B．是世界上海拔最低的大洲C．被称为高原大陆D．该大洲有世界上最大的淡水湖群2、二分二至日太阳光线与地理位置关系【例题5】下图是某城市冬、夏至日正午太阳照射情况示意图，读图回答1～2题：【审题】图中只有2条代表二至日的两条太阳光线。我们无从证明哪一条是夏至日，哪一条是冬至日。说明知识考察的不是二至日太阳光线的特征。但全年的太阳光线均应该位于二至日之间。如果我们再将补画一条太阳光线（如下图中的红线）2、二分二至日太阳光线与地理位置关系【例题5】下图是某城市冬、夏至日正午太阳照射情况示意图，读图回答1～2题：【解题】第1小题：堪培拉是澳大利亚首都，在南归回线以南，渥太华是加拿大首都，在北回归线以北，巴格达是伊拉克首都，也在北回归线以北。只有坦桑尼亚首都达累斯萨拉姆在赤道和南回归线之间，符合题意。第2小题是建立在第1小题判断的基础上的。坦桑尼亚位于非洲。故选C【答案】1、A2、C2、二分二至日太阳光线与地理位置关系3、太阳能热水器问题【例题6】如下面的图4—10，假设某地（80°E，40°N）安装一台太阳能热水器，为了获得最多太阳光能，提高利用效率，需要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搭配最合理的是【审题】太阳能热水器利用的实质是热水器倾角与正午太阳高度角之和为90°3、太阳能热水器问题【例题6】如下面的图4—10，假设某地（80°E，40°N）安装一台太阳能热水器，为了获得最多太阳光能，提高利用效率，需要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搭配最合理的是【解题】推理如下：设太阳能热水器与地面的交角为αH=90°-L（L为当地与直射点的纬度距离）α+H=90°得到：α=L计算：A项中光照图为夏至日，α=L=40°-23°26′=16°34′B项中光照图为冬至日，α=L=40°+23°26′=63°26′C和D项均为二分日，α=L=40°【答案】A