小专题7 太阳的视运动及运用一、正午太阳高度的日变化太阳高度日变化曲线图（使用地方时）：某地太阳高度日变化模式图：图中的H表示该地一天中最大的太阳高度，并且最大值可以等于90（需考虑纬度）。a表示日出时间，12时表示正午时分，b表示日落时间。若该地位于赤道，则a=6时，b=18时。若该地不在赤道上，则b- a可大于12小时，也可小于12小时。若位于极圈上，可能出现a=0时、b=24时现象。 若在极圈和极点之间，则可能出现如下图所示极昼现象，但最大值H小于4652 为什么？极圈内某地出现极昼时的太阳高度。极地出现极昼时：太阳高度日变化范围在0至2326之间。并且每天都保持一个定值。二、正午太阳高度年变化图（这里所说的二分二至，均指北半球。）（1）赤道地区正午太阳高度年变化图：赤道上正午太阳高度年变化在6634至90之间，每年春分日与秋分日有两次直射现象。冬至和夏至日时正午太阳高度最小，为6634。（2）北回归线与赤道之间正午太阳高度年变化图回归线与赤道之间由于有两次直射现象，因此正午太阳高度最大值有两次可以达到90，并且最小值不低于4308。（3）北回归线上的正午太阳高度年变化图回归线线上一年中只有一次直射现象，因此其最大值在冬至或夏至达90，并且最小值等于4308。（3）回归线与极圈之间某地正午太阳高度年变化图回归线与极圈之间在一年内既无直射现象，也无极昼现象，因此其最大值小于90，最小值大于0。并且仅在冬至或夏至时出现最大值。北极地区：春分至秋分正午太阳高度大于0，出现极昼，其中夏至正午太阳高度达一年中最大，并且极昼范围扩大到整个北极圈以内。秋分至春分正午太阳高度小于0，出现极夜，其中冬至极夜范围扩大到整个北极圈以内。（4）北极点正午太阳高度年变化图：例1（08广东文基4243）下列三幅图中的角度是位于120E经线上不同纬度三地夏至日的正午太阳高度角。据此回答下列两题。SN75NS60N45S.三地的纬度从高到低的排序是（ ）A. B. C. D.此日昼长时间从短到长的排序是（ ）A. B. C. D.例2（07江苏高考卷12）某地是我国重要的人工多层经济林区。下图为该地“某日太阳处在最高位置时的示意图”，此时北京时间为12：40，树影遮挡地被植物的面积在一年中达到正午时的最大。读图5回答下面2题。.该地位于（ ）A.45N，110E B.2134N，110E C.45N，130E D.2134N，130E.这一天（ ）A.太阳距离地球最远 B.江苏省各地昼长夜短 C.晨昏线与极圈相切 D.正午太阳高度由赤道向南北两侧递减答案：A C B C例3.阅读下图，判断纬度位置：例4：下图中a.b.c.d四条曲线分别表示A.B.C.D四个地点全年正午太阳高度的变化，据图判断：A.B.C.D四个地点按纬度值的大小,由大到小排列正确的是（ ）A. DBCA B. DBAC C. BDCA D. ABCD分析：本题有两种解题方法方法1：根据南北回归线之间每年有两次太阳直射，可知该地区任何一点每年正午太阳高度有两次最大值，均为900；南回归线及其以南地区、北回归线及其以北地区，每年正午太阳高度只有一次最大值，等于或者小于900。看图，曲线a有两个最大值（两个波峰），等于900，推知A点纬度最低；曲线b.c.d均只有一个最大值，小于等于900；这三条曲线谁的值越大说明谁越靠近回归线，纬度越低。据此推断正确选项是A。方法2：根据3月21日和9月23日太阳直射点在赤道上，全球正午太阳高度角分布为由赤道向两极递减的原理。在图中大约3月21日或9月23日处画一平行于纵坐标的线段（如图），根据四条曲线与所画线段的交点对应的正午太阳高度由小到大的排序，就能确定四地纬度由高到低的排序。该方法更便捷，更好。例5、右图为北半球冬至日，a.b.c.d太阳高度日变化曲线图，读图回答：（1）这一天正午太阳高度的纬度分布规律是 由南回归线向北、向南递减 。（2）a.c两地的纬度分别是 23026N， 900S 。（3）这一天，如果有同学在某地利用日影推测当地的经纬度，当这位同学站直时他的影子朝着正北，他的身高与影子的长度比1:3,此时北京时间正好是12:20。则该地的地理坐标是 1150E ， 36034N 。例6读巴黎（采用东一区区时）6月22日太阳高度随时间变化曲线图，推断巴黎的地理坐标是 48050N ， 2.50E 。三 正午太阳高度带来的影响确定所求地点正午日影长短、朝向或者房屋朝向。判断正午日影长短和朝向。距离阳光直射纬线越近，正午太阳高度越高，日影越短，射进屋里面的阳光面积越小；反之，距离阳光直射纬线越远，太阳高度越低，日影越长，射进屋里面的阳光面积越大。日影方向总是背向太阳。太阳直射时，垂直投影为点。极夜时，没有日影。各纬度地带的正午影长、朝向情况，具体如下： .北回归线以北地区，一年四季太阳都是从南面照射过来，正午日影永远朝向北方（北极点除外）。北半球夏至日（6月22日前后），北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中的最大值，正午日影最短。北半球冬至日（12月22日前后），太阳直射在南回归线上，北半球正午太阳高度最小，日影最长。.南回归线以南地区，一年四季太阳都是从北面照射过来，正午日影永远朝向南方（南极点除外）。北半球冬至日，南回归线及其以南地区正午太阳高度达一年中的最大值，正午日影最短。北半球夏至日，南半球正午太阳高度最小，日影最长。.在南北回归线之间的地区，一年中有的季节太阳从南面照射过来，日影朝向北；有的季节太阳从北面照射过来，日影朝向南。一年有两次太阳直射（回归线上只有一次），直射时日影最短（日影与物体本身重合）。.北极点，太阳虽然永远从南面照射过来，但日影也是永远朝向南方；南极点，太阳则永远从北面照射过来，日影也是永远朝向北方。确定房屋朝向。在北回归线以北地区，正午太阳始终位于南方，房屋门窗朝南；在南回归线以南地区，正午太阳始终位于北方，房屋门窗朝北。例7（07宁夏高考卷56）我国某校地理兴趣小组的同学，把世界上四地年内正午太阳高度变化及方向绘成简图（如图）。回答下面2题。.可能反映该学校所在地正午太阳高度年变化及方向的是（ ）A. B. C. D.当地正午太阳高度达到最小值时（ ）A.地球公转的速度较慢B.其它三地正午太阳所在方向不同C.该学校所在地天气炎热D.太阳在地球上的直射点将向北移动答案：C D计算楼距、楼高或热水器安装角度。计算楼间距、楼高。为了更好地保持各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例，如图，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，若要使北楼所有朝南的房屋在正午时全年都能被太阳照射，则最小楼间距为LhcotH。同样，在楼间距一定的情况下，要保证北楼正午时全年能被阳光照到，则南楼的最大高度为hLtanH。 一般来说，纬度越低的地区楼距越小，纬度越高的地区楼距越大，解题的关键是计算当地冬至日的太阳高度，并计算影长LhcotH例8如图35所示，位于北纬3634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2334，两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？解题方法与技巧：根据题意因疗养院位于北纬3634，当太阳直射南回归线时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，求出此时的正午太阳高度角H=90-（代入=3634,=-2326）即H=30。根据三角函数关系，两楼间最小距离应为x=20cot 30,x=34.7 m。若黄赤交角变为2334，比原来变大，则此时北纬3634的正午太阳高度角H=90-,H=2952变小，但x=20cot 2952在（090）为减函数，故两楼间距应增大。做题过程画直角三角形来理解题意更直接。答案：（1）34.7 m （2）间隔应增大.计算热水器安装角度。要最大限度地利用太阳能资源，应该合理设计太阳能热水器的倾斜角度，应使太阳能热水器集热面与正午太阳光线垂直。根据正午太阳高度计算公式可知，太阳能热水器倾角就等于当地纬度与直射点纬度之差（即所求点和阳光直射点之间相隔的纬度数，也就是两点间的纬度距）。如图所示a=90-H（正午太阳高度）正午光线H图例9 太阳能热水器的集热面与太阳光线垂直效果最佳。在40N安装太阳能热水器，如要保持正午时太阳能热水器的集热面总与太阳光线垂直，那么，热水器的集热面与地面的夹角在一年中应调整的最大幅度是（ ）A. 1734 B. 2326 C. 4652 D. 6326答案: C 如果这个地方在赤道上呢? 如果在10N呢?四、日出、日落、正午太阳方位 日出：正东1、 太阳直射赤道时，全球各地 日落：正西 正午 北半球：太阳位于：正南方（除极点） 南半球：太阳位于：正北方2、 太阳直射点位于赤道与北回归线之间，正午太阳方位，（除极昼区）日出：东北日落：西北 直射点以北地区：太阳位于：正南正午 直射点以南地区：太阳位于：正北而且纬度越高，太阳升落的方位越偏北，南北半球均如此（极点和出现极昼夜的地方除外）；3、 太阳直射点位于赤道与南回归线之间，（除极昼区）日出：东南日落：西南 直射点以北地区：太阳位于：正南 正午 直射点以南地区：太阳位于：正北纬度越高，太阳升落的方位越偏南（极点和出现极昼夜的地方除外）。4、极昼区间（除极点）（1）太阳直射点在北半球，北半球刚好出现极昼的地区和极昼区间，均是正北升，正北落，正午太阳在正南方。（2）太阳直射点在南半球，南半球刚好出现极昼的地区和极昼区间，均是正南升，正南落，正午太阳在正北方。5、极点极昼区间，一天中在极点上看太阳，太阳在地平圈以上作圆周运动，表现为不升不落。太阳高度一天都无变化。极点上，一年中在极昼期太阳高度在0到23.