正午太阳高度角的变化(自作)

你注意过一天中影子的变化吗？什么时候影子长？什么时候影子短？为什么会有这样的变化？小张夫妇去年6月份在上饶市某小区购买了一套底层朝南的现房。当时是临近中午去看房，发现有明媚的阳光射进卧室，觉得采光条件还不错，于是就交钱买下了，装修好后到12月份住进去却发现即使是中午也没了阳光，他们很是困惑，心里暗想：咋回事？开发商使了什么招数？一个真实的故事：地球公转地理意义二：正午太阳高度角的变化课标分析1、能够利用光照图分析太阳高度（角）的分布规律；2、掌握正午太阳高度分布规律及计算方法，结合实例分析生活实际问题。一、太阳高度（角）据图思考：（2）太阳高度是指太阳和地平面的距离吗？（1）太阳高度（角）的概念1、太阳高度角的概念：是我们观察太阳时的仰角，即太阳光线与地面之间的夹角，又可称为太阳高度。a温馨提示：太阳高度是一个角度，而不是距离。东西日出日落正午大于小于等于2、太阳高度（角）的日变化：某一天中太阳高度在和为0°，在时最大；昼半球的太阳高度0°，夜半球的太阳高度0°晨昏线上太阳高度为0°。3、正午太阳高度的概念：地方时为12点时的太阳高度，是一天中太阳高度的最大值。（可反映太阳辐射的强弱）昼半球夜半球思考1：上饶（28°N）的正午太阳高度能达到90°吗？思考2：同学们手表上显示的时间为12：00时，上饶（28°N,117°E）的太阳高度是否为一天中的正午太阳高度？东西不能。只存在于南北回归线上及其之间的地区(一)正午太阳高度的纬度变化规律——空间变化规律(二)正午太阳高度的季节变化规律——时间变化规律二、正午太阳高度的时空分布规律（一）、正午太阳高度的空间变化规律读教材中二分二至日光照示意图，思考：（1）太阳直射点在哪里？（2）全球的正午太阳高度有何变化规律？正午太阳高度的空间变化规律夏至日0°23°26´N23°26´S66°34´N66°34´S90°´N90°´S90°0°二分日冬至日时间太阳直射点的位置正午太阳高度变化规律夏至日二分日冬至日总结规律赤道由赤道向南北两侧递减北回归线由北回归线向南北两侧递减南回归线由南回归线向南北两侧递减由直射点所在的纬线向南北两侧递减（1）当太阳直射10°N时，这一天全球正午太阳高度的分布规律？（2）两纬线关于太阳直射点对称分布，则这两纬线正午太阳高度有什么关系？相等由10°N向南北两侧递减。延伸：某地纬度与直射点纬度差越小（或某地离太阳直射点越近），正午太阳高度越大；反之越小。即所谓“近大远小”。（二）、正午太阳高度的时间变化规律读太阳直射点回归图，思考：（1）北回归线及其以北的地区（以30°N为例）（2）南回归线及其以南的地区（以50°S为例）（3）南、北回归线之间的地区（以10°N和10°S为例）这些地区一年中正午太阳高度什么时候最大？什么时候最小？6.223.21次年3.219.2323.5°N23.5°S0°12.226.223.21次年3.219.230°23°26´N23°26´S夏至日二分日冬至日23P(30°N)为北回归线及其以北的地区PSN1最大最小0°23°26´N23°26´S夏至日二分日冬至日23P(50°S)为南回归线及其以南的地区PSN1最大最小0°23°26´N23°26´S夏至日二分日冬至日321P(10°N)为南、北回归线之间的地区4PSN最大最小0°23°26´N23°26´S夏至日二分日冬至日321P(10°S)为南、北回归线之间的地区4PSN最大最小由直射点所在的纬线向南北两侧递减。（近大远小）最大值最小值太阳直射时两最大值正午太阳高度的变化①夏至日，北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中的，南半球达到；②冬至日，南回归线及其以南地区正午太阳高度达到一年中的，北半球达到；③南北回归线之间的地区，最大，一年有次最大值，离太阳直射点最远时达到。最小值1、同一时刻，正午太阳高度随纬度的变化：①若夏至日，由向两极递减；②若春秋分日，由向南北两侧递减；③若冬至日，由向南北两侧递减。北回归线南回归线赤道我会小结2、同一地点，正午太阳高度随季节的变化：任一地点，一年中离太阳直射点所在纬度最近时，正午太阳高度达最大值；反之，达最小值。（近大远小）最小值23.5°N23.5°S0°12.226.223.21次年3.219.23上饶28°N三、正午太阳高度的计算公式：正午太阳高度角(H)＝90°－纬度差所求地纬度与直射点的纬度“同减异加”（1）漠河(53.5°N)的正午太阳高度在一年中何时达到最大值？何时达到最小值？在夏至日这天，其正午太阳高度角约是多少？（2）今天（10月20日），上饶(28°N)的正午太阳高度约是多少？夏至日达到最大值，冬至日达到最小值。H=90°—(53.5°N-23.5°S)=60°该日太阳大约直射8°S，所以H=90°—(28°N+8°S)=54°实战演练你能帮帮他们吗小张夫妇去年6月份在上饶市某小区购买了一套底层朝南的现房。当时是临近中午去看房，发现有明媚的阳光射进卧室，觉得采光条件还不错，于是就交钱买下了，装修好后到12月份住进去发现即使是中午也没了阳光，他们很是困惑，心里暗想：咋回事？开发商使了什么招数？一个真实的故事：如果要想北楼底层在冬季的时候也有充足的阳光照射，两楼必须满足什么条件？北楼南楼上饶(28°N)6月份12月份楼间距不得小于当地一年中正午太阳高度最小时候的影长。想一想：正午太阳高度的分布规律还可以应用在哪些实际生活当中？正午太阳高度的变化第2课时——正午太阳高度的应用如果要想樟村中学高一教学楼底层在冬季的时候也有充足的阳光照射，两楼必须满足什么条件？高一教学楼初中教学楼上饶樟村中学(28°N)6月份12月份楼间距不得小于当地一年中正午太阳高度最小时候的影长。1、楼间距计算四、正午太阳高度的应用SNLhHhLH关于楼间距的计算：计算原理：h/L=tanHh=L·(乘)tanHL：楼间距H：正午太阳高度h:楼房高度一般来说，纬度较低地区，楼距较近，纬度较高地区，楼距较远。如图所示，位于北纬36°34′的某疗养院，计算在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。（1）新楼至少要距原楼多少米？（2）若黄赤交角变为23°34′，两楼之间的距离将应如何变化，才能保证各楼层均有较好的采光？习题一根据题意因疗养院位于北纬36°34′，当太阳直射南回归线时（冬至日）北半球正午太阳高度角达一年中最小值，若此时该楼的一层能被太阳照射的话，则各楼层都能被阳光照射。H=90°-（36°34′N+23°26′S）=30°,根据三角函数关系，两楼间最小距离应为L=20·cot30°,L=34.7m。若黄赤交角变为23°34′，比原来变大，则此时北纬36°34′的正午太阳高度角H′=90°-（36°34′N+23°34′S）=29°52′,H′=29°52′变小，但L=20cot29°52′在（0°～90°）为减函数，故两楼间距应增大2、热水器角度计算集热板与地面的夹角（a）与正午太阳高度（H）的关系？2、热水器角度计算：计算原理：a=90°-HH=90°-纬度差习题二：在纬度为40°N地区，太阳能热水器集热板与地面的夹角a调整到的最大值和最小值分别是多少？夏至：a=16°34’冬至：a=63°26’3.判断日影长短及方向：太阳直射点上，直立物体的日影为零。太阳高度角越大，日影越,太阳高度角越小，日影越，且日影方向总与太阳方向短长相反。南北东西西北东北东南日出日落上午中午下午中午影子下午影子楼房正午日影冬至日最长，夏至日最短正午日影夏至日最长，冬至日最短全年朝正北全年朝正南时南时北只朝南只朝北探究：1、北回归线及其以北地区正午日影什么时候最长，什么时候最短？南回归线及其以南？回归线之间呢？2、北回归线及其以北地区正午日影朝哪个方向？南回归线及其以南？回归线之间呢？4.确定房屋的朝向日出北南日落日出北南日落北半球南半球北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋应朝南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋应朝南北5.确定地方时：当某地太阳高度达一天中的最大值时（即正午太阳高度），当地的地方时是12：006.确定某地纬度：正午太阳高度角H＝90°－纬度差习题三：(1)当太阳直射20°N时，某地正午太阳高度角为60°时，该地在哪个纬度上？(2)当太阳直射20°N时，某地正午太阳高度角为85°时，该地在哪个纬度上？日出北南日落日出北南日落北半球南半球西东东西ＢANSB（天顶）ACD夏至春秋分冬至1、太阳周日视运动和日影变化（1）太阳周日视运动简单图解夏至春秋分冬至NSWE太阳周日视运动图：判读太阳方向（日出、正午、日落）。①太阳日出日落方向太阳直射赤道，全球各地日出正东，日落正西。而两极地区太阳高度却为0°。二分日：NS晨线ABCSN昏线ABCEWNS夏半年（3月21日—9月23日）：夏半年，太阳直射北半球，未出现极昼极夜的地方日出东北，日落西北。NS北半球，出现现极昼的地方日出、日落正北。ABCCBAEFEFNS冬半年（9月23日—次年3月21日）：NS冬半年，太阳直射南半球，未出现极昼极夜的地方日出东南，日落西南。南半球，出现现极昼的地方日出、日落正南。FFEEABCBCA②太阳正午时刻方向二分与二至日，赤道上B地日出日落及正午太阳方向？BNSEWNSBNSBNSB冬至二分日夏至B地正午太阳方向：二分日位于上中天；夏至位于正北；冬至位于正南。正东升正西落东北升西北落东南升西南落NSANSANSA二分与二至日，北回归线以北的A地日出日落及正午太阳方向？ANSEW夏至春秋分冬至A地正午太阳方向：皆是正南。所以直射点以北的地区正午太阳皆为于正南。正东升正西落东北升西北落东南升西南落AAA二分日与夏至日，北极圈日出日落及正午太阳方位？NSNSNSEW夏至春秋分QH夏至日时，北极圈正午太阳高度是多少？H=46°52′=2倍X23°26′(太阳直射点的纬度)正东升正西落正北升正北落QQ正午太阳高度角等于太阳直射点纬度数的2倍。NSNS二分日与夏至日，北极圈至北极点范围内日出日落、正午太阳方位？PPNSEW夏至春秋分P正东升正西落正北升正北落在极点与极昼圈之间的极昼地带，全天24小时太阳高度角都大于0°，其中日最小太阳高度角与正午太阳高度角之和等于太阳直射点纬度数的2倍。SSSSNNSNS春秋分夏至日，北极点正午太阳高度是多少？90°时刻太阳高度01224H=23°26′（等于太阳直射点的纬度）北极点上出现极昼时，太阳高度是不变的。太阳视运动是平行于地平圈的圆。北极点上太阳视运动为顺时针，南极点上为逆时针。夏至北半球各维度太阳视运动图汇总：BNSEWANSEWNSEW夏至春秋分QHNSEW夏至春秋分PSSSSN春秋分夏至赤道北回归线至北极圈北极圈北极圈至北极点北极点⑴太阳直射北半球时，除极昼极夜的地区，全球其他地方太阳都是东北升西北落。（极昼地区太阳正北升正北落,正午太阳总在正南）。⑵太阳直射南半球时，除极昼极夜的地区，全球其他地方太阳都是东南升西南落。（极昼地区太阳正南升正南落，正午太阳总在正北）。⑶太阳直射赤道时，全球太阳都是正东升正西落。太阳日出、日落及正午方向小结：2、太阳高度角的日变化和年变化规律①太阳高度的日变化极点上：非极点地区：发生极昼无极昼极夜90°时刻太阳高度0122490°时刻太阳高度0122490°时刻太阳高度01224②太阳高度的年变化90°月份太阳高度90°月份太阳高度90°月份太阳高度90°月份太阳高度回归线之间回归线上回归线与极圈之间极圈与极点之间四季更替表现为一年中昼夜长短和正午太阳高度的季节变化。夏季：一年中白昼较长，正午太阳高度较大的季节冬季：一年中白昼较短，正午太阳高度较小的季节春、秋两季是冬夏两季过度季节。四季的划分天文四季气候四季我国：以四立为四季的起点欧美：以二分二至为起点345春678夏91011秋1212冬五、四季、五带赤道00北回归线南回归线北极圈南极圈900900热带北温带南温带北寒带南寒带有太阳直射现象既无太阳直射又无极昼极夜现象既无太阳直射又无极昼极夜