地球公转的地理意义之正午太阳高度的变化图1图图3 一、正午太阳高度的变化一、正午太阳高度的变化1、太阳高度与正午太阳高度的区别、太阳高度与正午太阳高度的区别（1）太阳高度）太阳高度(太阳高度角太阳高度角)：光线与地平面的夹角。：光线与地平面的夹角。 （2）正午太阳高度：是一天内太阳高度的最大值，地）正午太阳高度：是一天内太阳高度的最大值，地方时为方时为12点时点时(当地正午当地正午)太阳最高。直射点太阳最高。直射点(正午正午)太太阳高度为阳高度为90 (注意：同一纬线上各点正午时太阳高度注意：同一纬线上各点正午时太阳高度相同相同) 读图用文字描述用文字描述正午太阳高度的正午太阳高度的时空空变化化规律律 （1）纬度分布规律： 由直射点向南北两方降低；这说明任给由直射点向南北两方降低；这说明任给一个正午太阳高度一个正午太阳高度(不等于不等于90)，在地，在地球上能找到另一条纬线的正午太阳高度球上能找到另一条纬线的正午太阳高度与之相等。与之相等。2、正午太阳高度的变化规律、正午太阳高度的变化规律 夏至日达到最大值，冬至日达到最小值夏至日达到最大值，冬至日达到最小值（2）季节变化规律：北回归线及其以北地区：北回归线及其以北地区：南回归线及其以南地区：南回归线及其以南地区：夏至日达到最小值，冬至日达到最大值夏至日达到最小值，冬至日达到最大值南北回归线之间：南北回归线之间：赤道以北，两次直射时为最大赤道以北，两次直射时为最大,正午太阳正午太阳高度为高度为90 ，冬至日达到最小值；赤道，冬至日达到最小值；赤道上，二分日为最大，两至日最小，正午上，二分日为最大，两至日最小，正午太阳高度为太阳高度为6634 ；赤道以南，两次直；赤道以南，两次直射时为最大，夏至日达到最小值。射时为最大，夏至日达到最小值。任一地点，一年中离太阳直射点所在纬任一地点，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，反度最近时，正午太阳高度达最大值，反之达最小值。北回归线及其以北地区，之达最小值。北回归线及其以北地区，夏至日时正午太阳高度达一年中最大值，夏至日时正午太阳高度达一年中最大值，冬至日时达最小值；南回归线及其以南冬至日时达最小值；南回归线及其以南地区，冬至日时正午太阳高度达一年中地区，冬至日时正午太阳高度达一年中最大值，夏至日时达最小值；南北回归最大值，夏至日时达最小值；南北回归线之间地区，太阳直射时正午太阳高度线之间地区，太阳直射时正午太阳高度达一年中最大值，离太阳直射点所在纬达一年中最大值，离太阳直射点所在纬度最远时达最小值。度最远时达最小值。 若图中四条线分别代表赤道、北极点、北回归线、北极若图中四条线分别代表赤道、北极点、北回归线、北极圈上不同纬度的太阳高度年变化，请判断图中圈上不同纬度的太阳高度年变化，请判断图中a、b、c、d 分别代表哪条纬线上的正午太阳高度年变化分别代表哪条纬线上的正午太阳高度年变化 。不同地点太阳高度的年变化图不同地点太阳高度的年变化图在北半球夏至日，上海在北半球夏至日，上海(31N附近附近)、广州（广州（23.1N）、海口）、海口(20N)、拉萨、拉萨（29.6 N）四地，正午太阳高度从大）四地，正午太阳高度从大至小的排列是至小的排列是广州、海口、拉萨、上海广州、海口、拉萨、上海已知某一地点纬度和太阳直射点纬度，求该地的正午太阳高度已知某一地点纬度和太阳直射点纬度，求该地的正午太阳高度H “两点两点”指观测点和太阳直射点指观测点和太阳直射点“纬度差纬度差”是指太阳直射点的纬度和所求地的是指太阳直射点的纬度和所求地的纬度相差多少纬度数纬度相差多少纬度数 要点探究要点探究3：正午太阳高度的计算及其应用正午太阳高度的计算及其应用1.正午太阳高度的计算正午太阳高度的计算正午太阳高度角正午太阳高度角=90“两点两点”纬度差纬度差案例案例1：一位居住在北半球的中学生：一位居住在北半球的中学生,在某一天观在某一天观测太阳高度的变化测太阳高度的变化,当他在当他在P点测到太阳高度最点测到太阳高度最大值出现时大值出现时,刚好是北京时间刚好是北京时间12时时40分分,此时的此时的太阳高度太阳高度h=43,据此回答据此回答:若当天为冬至日，这位中学生的经纬度位置是？若当天为冬至日，这位中学生的经纬度位置是？夏至日呢？夏至日呢？ , 23.5N,110E, 70.5N,110E2.正午太阳高度在生活中的应用（1）确定地方时）确定地方时当某地太阳高度达一天中的最大值时当某地太阳高度达一天中的最大值时, 当地的地方时是当地的地方时是12时时（2）确定当地的地理纬度确定当地的地理纬度(一天中日影最短时一天中日影最短时) 结合正午太阳高度的计算公式可判断该地区纬度大小。结合正午太阳高度的计算公式可判断该地区纬度大小。地面地面直射点无影子直射点无影子影子较长影子较长影子更长影子更长太阳高度角太阳高度角较小较小太阳高度太阳高度角是角是900太阳高度太阳高度角更小角更小案例案例2：据图探寻任意地点正午时太阳光线的来向，：据图探寻任意地点正午时太阳光线的来向，即观测者与正午太阳的方位关系。即观测者与正午太阳的方位关系。1212月月2222日日6 6月月2222日日赤道赤道北回北回南回南回二分日二分日在北回归线以北地区在北回归线以北地区,正午太阳位于南方，正午太阳位于南方，在南回归线以南地区，在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，正午太阳位于北方，南北回归线之间，南北回归线之间， 有有时在北，有时在南，时在北，有时在南，有时在头顶上有时在头顶上（3）判断日影长短及方向）判断日影长短及方向正午太阳高度越大，正午日影越短；正午太阳高度正午太阳高度越大，正午日影越短；正午太阳高度越小，正午日影越长；日影方向背向太阳。越小，正午日影越长；日影方向背向太阳。北回归线以北（除北极）：正午影子全年朝北北回归线以北（除北极）：正午影子全年朝北 正午正午影子全年朝北影子全年朝北南回归线以南（除南极）：正午影子全年朝南南回归线以南（除南极）：正午影子全年朝南 正午正午影子全年朝南影子全年朝南南北回归线之间正午影子南北回归线之间正午影子: 既可朝南也可朝北既可朝南也可朝北案例案例4：近年来，我国房地：近年来，我国房地产业发展迅速，越来越展迅速，越来越多的居民多的居民乔迁新居，居住条件和迁新居，居住条件和环境境显著改善。著改善。 为了更好地保了更好地保证各楼各楼层都有良好的采光，楼与楼都有良好的采光，楼与楼之之间应当保持适当距离。以我国当保持适当距离。以我国为例（如例（如图），），南楼高度南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼最小楼间距距L为：L=h/tgH或者或者L=hctgH案例案例5：在楼房布局时建议采用东北西南向或：在楼房布局时建议采用东北西南向或西北东南向西北东南向(如下图如下图)，有什么好处？，有什么好处？N NS SE EW W主要的目的是为了在正午时前楼不会影响后主要的目的是为了在正午时前楼不会影响后楼采光的情况下，减小楼间距，腾出更多的楼采光的情况下，减小楼间距，腾出更多的可利用土地。可利用土地。（4）根据阳光照射方向、合理设置房屋）根据阳光照射方向、合理设置房屋的朝向，获得更充足的阳光，确定楼高和的朝向，获得更充足的阳光，确定楼高和楼距楼距1、如图、如图35所示，位于北纬所示，位于北纬3634的某疗养院，计的某疗养院，计算在一幢算在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养的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。新楼需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。新楼至少要距原楼多少米？至少要距原楼多少米？11.42、上海市（、上海市（31N附近）某小区楼房高度为附近）某小区楼房高度为36米（每层高度米（每层高度3米，不考虑楼板厚度），楼房间距为米，不考虑楼板厚度），楼房间距为40米。所购房屋至少在米。所购房屋至少在几层以上（包含该层）才能保证房间一年四季有充足的阳光（几层以上（包含该层）才能保证房间一年四季有充足的阳光（ ）A、3层层 B、4层层 C、 9层层 D、10层层 B房地房地产公司要建公司要建2座塔楼、座塔楼、2座低楼，准座低楼，准备采用相同的楼采用相同的楼间距距均以最南均以最南侧的两楼的两楼间的最短楼的最短楼间距距为标准，准，则合理的布局方合理的布局方案有：案有：BD（4）根据阳光照射方向，合理设置房屋的朝向，形式，根据阳光照射方向，合理设置房屋的朝向，形式，获得更充足的阳光；确定楼距、楼高获得更充足的阳光；确定楼距、楼高 在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋门窗朝在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋门窗朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋门南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋门窗朝北。窗朝北。 为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应为了更好地保证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，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距，则最小楼间距L为为：或或hctgH h/tgH案例案例6：太阳能：太阳能热水器水器为了了获得最多太阳光得最多太阳光热，集，集热管所在的面管所在的面应与太阳光与太阳光线垂直，所以太阳能垂直，所以太阳能热水水器器倾角角应不断不断调整的整的调整：整：其其倾角和正午太阳高度角的关系角和正午太阳高度角的关系为试推算太阳能推算太阳能热水器的安装水器的安装倾角与当地角与当地纬度的度的关系关系 太阳能热水器的安装倾角纬度差太阳能热水器的安装倾角纬度差(即当地纬即当地纬度和太阳直射点纬度的差值度和太阳直射点纬度的差值)。 其倾角和正午太阳高度角的关系为其倾角和正午太阳高度角的关系为+h=90（为倾角，为倾角，h为正午太阳高度）为正午太阳高度）6、洛阳（、洛阳（112E，35N）一学生对太阳能热水）一学生对太阳能热水器进行了改造（如图），器进行了改造（如图）， 把热水装在一个大玻璃把热水装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。据此回答箱中，并将支架改造成活动方式。据此回答 9月月23日，为使热水器有最好的效果，调节支日，为使热水器有最好的效果，调节支架使热水器吸热面与地面的夹角为（架使热水器吸热面与地面的夹角为（ ）A.2326B.35 C.6634 D.55 7、在、在29.6N附近的日光城拉萨安装太阳能热水附近的日光城拉萨安装太阳能热水器，为了充分利用太阳能，应尽可能使一年内正器，为了充分利用太阳能，应尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直，集热板与地面交午太阳光线与集热板保持垂直，集热板与地面交角的调整幅度约为（角的调整幅度约为（ ）：）： A、2326 B、30 C、4652 D、60CD某校所在地(120E、40N)安置一台太阳能热水器，为充分利用太阳能，根据太阳高度的季节变化调整其支架倾角。通过计算判断下列四图做法是否正确。16346326402326A AB BC CD D1. 确定时间：确定时间：当某地太阳高度达到一天中的最大值时，当某地太阳高度达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地地方时为此时日影最短，当地地方时为12时时。2. 确定确定纬度纬度：3. 判断日影长短及方向：判断日影长短及方向：正午太阳高度越高，日影越短，正午太阳高度越高，日影越短，且日影方向总是背向太阳。且日影方向总是背向太阳。4. 确定确定房屋朝向房屋朝向 ， 计算楼计算楼间间距距 和楼高：和楼高： 北回归线以北的北回归线以北的地区，正午太阳始终位于南方，房屋朝南；在南回归线以地区，正午太阳始终位于南方，房屋朝南；在南回归线以南的地区，正午太阳始终位于北方，房屋朝北。南的地区，正午太阳始终位于北方，房屋朝北。 一般来说，纬度越低，楼一般来说，纬度越低，楼间间距越短；纬度越高，楼距越短；纬度越高，楼间间距距越大，解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度越大，解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度,并计并计算算影长影长5. 计算热水器安装角度计算热水器安装角度： 要最大地利用太阳能要最大地利用太阳能,应使太应使太阳能热水器的集热面与太阳光热垂直。故阳能热水器的集热面与太阳光热垂直。故热水器与地面的热水器与地面的夹角等于夹角等于该地该地与太阳直射点的纬度差与太阳直射点的纬度差。总结：正午总结：正午太阳高度的应用：太阳高度的应用：这是是华北地区某房地北地区某房地产公司开公司开发的一的一张多多层商品房三楼平面示意商品房三楼平面示意图，读图回答：回答：（1）该小区商品房阳台的朝向以偏小区商品房阳台的朝向以偏 （南或北）（南或北）为佳，原因是佳，原因是（2）为保保证C、D两两栋楼的底楼楼的底楼终年都能接收到阳光照射，年都能接收到阳光照射，设计者在者在规划划东西向街道的西向街道的宽度度时，需要考，需要考虑当地正午太阳高度最低当地正午太阳高度最低时 （日期）的太阳高度和（日期）的太阳高度和（A、B、C、D）哪）哪栋楼的高度楼的高度（3）如果你来）如果你来选房，从房，从环境看最好的是境看最好的是 A. A304 B.B302 C.C303 D.D301(4)你考你考虑了哪些因素了哪些因素南南冬季可获得充足的阳光冬季可获得充足的阳光12、22A、BA通风、采光、通风、采光、噪声、绿化噪声、绿化图11为某地住宅建筑冬夏正午日照示意图，仅考虑地球运动,图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有利于夏季遮阳，冬季采光冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强利于减少室内能源消耗A. B. C. D. C