正午太阳高度的分布规律及应用正午太阳高度的分布规律及应用【高考热点高考热点】 正午太阳高度角的变化深刻影正午太阳高度角的变化深刻影响着人类的生产、生活，成为响着人类的生产、生活，成为高考考查的重点，高考考查的重点，试题多以试题多以图图文结合、图表结合文结合、图表结合的方式出现，的方式出现，且与现实生活联系密切，注重且与现实生活联系密切，注重读图能力、计算能力、空间思读图能力、计算能力、空间思维能力维能力的考察的考察。一、主干知识整合一、主干知识整合1. . 正午太阳高度计算公式正午太阳高度计算公式2. 正午太阳高度的时空变化规律正午太阳高度的时空变化规律(以北半球二分二至日为例以北半球二分二至日为例)(1)正午太阳高度的空间变化规律正午太阳高度的空间变化规律 全球正午太阳高度的纬度变化规律：从全球正午太阳高度的纬度变化规律：从太阳直射点太阳直射点所在纬线所在纬线 分别向南北两侧递减；离直射点距离越分别向南北两侧递减；离直射点距离越近近( (纬度差越纬度差越小小) )，正，正 午太阳高度越午太阳高度越大大。 H =90-纬度差纬度差(所求点和太阳直射点之间的纬度差所求点和太阳直射点之间的纬度差)。 夏至日夏至日：正午太阳高度由：正午太阳高度由北回归线北回归线向南北两侧递减（如图中向南北两侧递减（如图中D D折线所示）折线所示）冬至日冬至日：正午太阳高度由：正午太阳高度由南回归线南回归线向南北两侧递减（如图中向南北两侧递减（如图中C C折线所示）折线所示） 春秋分春秋分：正午太阳高度由：正午太阳高度由赤道赤道向南北两侧递减（如图中向南北两侧递减（如图中E E折线所示）折线所示）(2)(2)正午太阳高度的年变化规律正午太阳高度的年变化规律回归线之间的地区回归线之间的地区：正午太阳高度最大值为：正午太阳高度最大值为9090，全年有，全年有两两次次太阳直射现象，即一年中有太阳直射现象，即一年中有两个两个正午太阳高度最大值（图正午太阳高度最大值（图A A）回归线上回归线上：正午太阳高度的最大值为：正午太阳高度的最大值为9090，全年有，全年有一次一次太阳太阳直射现象，直射现象， 即一年中有即一年中有一个一个正午太阳高度最大值正午太阳高度最大值（图（图B B）回归线至极点之间的地区回归线至极点之间的地区：正午太阳高度最大值：正午太阳高度最大值小于小于9090，全年全年没有没有太阳直射现象。一年中有太阳直射现象。一年中有一个一个正午太阳高度最大值正午太阳高度最大值（图（图C C）a a、北回归线及其以北的纬度带北回归线及其以北的纬度带：每年：每年夏至日夏至日( (6 6月月2222日日前后前后)H)H达最达最大值，大值，冬至日冬至日( (1212月月2222日日前后前后)H)H达最小值（图达最小值（图A A）b b、南回归线及其以南的纬度带南回归线及其以南的纬度带：每年：每年冬至日冬至日H H达最大值，达最大值，夏至日夏至日H H达最小值（图达最小值（图B B）(3)太阳高度的日变化太阳高度的日变化规律。规律。 极点：在极昼期间，极点上见到太阳高度在一天之内是极点：在极昼期间，极点上见到太阳高度在一天之内是没有没有变化变化的，其太阳高度始终等于的，其太阳高度始终等于太阳直射点太阳直射点的纬度的纬度( (图图A)A)。非极点地区：非极点地区的太阳高度在一日内是有变化的。非极点地区：非极点地区的太阳高度在一日内是有变化的。一天之内有一天之内有一个一个最最大值，即当地的大值，即当地的正午正午太阳高度太阳高度( (图图B)B)。全球范围看：太阳直射点上，太阳高度角为全球范围看：太阳直射点上，太阳高度角为9090；以直射点以直射点开始，太阳高度向四周开始，太阳高度向四周降低降低，呈，呈同心圆同心圆分布分布( (即等太阳高度线即等太阳高度线) )；晨；晨昏线上太阳高度为昏线上太阳高度为00。（图。（图C C）C太阳直射点太阳直射点正午太阳高度的应用一般可以与以下问题结合进行考查：正午太阳高度的应用一般可以与以下问题结合进行考查： 1.1. 确定时间确定时间：当某地太阳高度达到一天中的最大值：当某地太阳高度达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地地方时为时，此时日影最短，当地地方时为1212时。时。2.2.根据正午太阳高度定位根据正午太阳高度定位，进而判断该地区的地理特，进而判断该地区的地理特征。征。 3.3. 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：正午太阳高度越高，日影越短，反之越长，且日影方向总是背向太阳。越短，反之越长，且日影方向总是背向太阳。4.4.确定房屋朝向确定房屋朝向：北回归线以北的地区，正午太阳位：北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。于北方，房屋朝北。 5.5. 计算楼距计算楼距：一般来说，纬度越低，楼距越短；纬：一般来说，纬度越低，楼距越短；纬度越高，楼距越大，解题关键是计算当地冬至日的正午太度越高，楼距越大，解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度及影长阳高度及影长6.6. 计算热水器安装角度计算热水器安装角度7.7. 判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度例例例例1 1 1 1、右图表示某地正午太阳高度和月降水量的变化。读图回答右图表示某地正午太阳高度和月降水量的变化。读图回答（1 1）（）（2 2）题）题。（1 1）该地纬度可能为（）该地纬度可能为（ ）A.90NA.90N2326N2326N之间之间B.90SB.90S2326S2326S之间之间C.22NC.22N或或22S22SD.4030ND.4030N或或4030S4030S（2 2）该地气温及降水特征是（）该地气温及降水特征是（ ）A.A.终年高温多雨终年高温多雨B.B.夏热少雨，冬温多雨夏热少雨，冬温多雨C.C.冬温少雨，夏热多雨冬温少雨，夏热多雨D.D.夏热多雨，冬季寒冷干燥夏热多雨，冬季寒冷干燥二、重点热点探究二、重点热点探究C CC C（一）根据正午太阳高度来定位（一）根据正午太阳高度来定位知识依托：知识依托：正午太阳高度的分布正午太阳高度的分布规律，坐标图的判读规律，坐标图的判读（1 1）该小组每天测量影长时，北京时间应为）该小组每天测量影长时，北京时间应为 A.12:00 B.12:40 A.12:00 B.12:40 C.11:20 D.11:00 C.11:20 D.11:00（2 2）3 3月月2121日，当该小组进行观测时，下列城市日，当该小组进行观测时，下列城市中即将迎来旭日东升的是中即将迎来旭日东升的是 A.A.英国伦敦英国伦敦 B.B.匈牙利布达佩斯匈牙利布达佩斯( (约约1919E)E) C. C.土耳其伊斯坦布尔土耳其伊斯坦布尔( (约约2929E) E) D. D.夏威夷檀香山夏威夷檀香山( (约约158158W) W) （3 3）右图是该小组绘制的连续一年多的竿影长度）右图是该小组绘制的连续一年多的竿影长度 变化图，图中反映变化图，图中反映3 3月月2121日竿影长度的点是日竿影长度的点是 A A B B C C D D（4 4）该学校大约位于）该学校大约位于 A21.5A21.5N B21.5N B21.5S C45S C45N D45N D45S S（二）立竿测影的问题（二）立竿测影的问题 例例例例2 2 2 2、 某学校某学校(110(110E)E)地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法，地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。如右上图，垂直竖立一根逐日测算正午太阳高度。如右上图，垂直竖立一根2 2米长的竿米长的竿0P0P，正午时测得竿影长正午时测得竿影长OPOP，通过，通过tantan0P0P0P0P，算出正午太阳高，算出正午太阳高度度。据此回答（。据此回答（1 1）- -（4 4）题。）题。B BB BD DA A知识依托：知识依托：时间的计算，正午太阳高度的分布规律时间的计算，正午太阳高度的分布规律, , 太阳高度和物体影子的关系太阳高度和物体影子的关系例例例例3 3 3 3、位于北纬位于北纬36343634的某疗养院，计算在一幢的某疗养院，计算在一幢2020米高的楼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。季都能晒到太阳。（1 1）新楼至少要距原楼多少米？）新楼至少要距原楼多少米？（2 2）若黄赤交角变为）若黄赤交角变为23342334，两楼之间的距离将应如何变化，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才能保证各楼层均有较好的采光？光？34.7 m34.7 m间隔应增大间隔应增大（三）楼房间距的问题（三）楼房间距的问题 知识依托：知识依托：正午太阳高度的分布规律、计算，太阳高度和物体正午太阳高度的分布规律、计算，太阳高度和物体影长的关系影长的关系解题思路：为保证新楼的每一层一年四季都能晒到太阳，则两解题思路：为保证新楼的每一层一年四季都能晒到太阳，则两楼的间距应大于等于南楼的最大影长，即冬至日的影长楼的间距应大于等于南楼的最大影长，即冬至日的影长解题思路：黄赤交角增大则该解题思路：黄赤交角增大则该地冬至日的正午太阳高度将变小地冬至日的正午太阳高度将变小例例例例4 4 4 4. .某校所在地某校所在地(120(120E E、4040N)N)安置一台太阳能热水器，为充分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。下列利用太阳能，根据太阳高度的季节变化调整其支架倾角。下列四幅日照图中与热水器安置方式搭配不合理的是四幅日照图中与热水器安置方式搭配不合理的是 1634632640402326A AB BC CD DD D（四）热水器的角度问题（四）热水器的角度问题 知识依托：知识依托： 地球自转的方向，晨昏线的特点与节气的判断，正午地球自转的方向，晨昏线的特点与节气的判断，正午太阳高度的计算，正午太阳高度和太阳辐射的关系太阳高度的计算，正午太阳高度和太阳辐射的关系NNSS例例例例5 5 5 5、下图为地球某时刻太阳高度分布的示意图。完成（下图为地球某时刻太阳高度分布的示意图。完成（1 1）（3 3）题。）题。（1）此时，北京时间为）此时，北京时间为A. 2时时 B. 8时时 C. 14时时 D. 20时时（2）此时，正在交易的股票市场）此时，正在交易的股票市场 (交易时间为上午交易时间为上午9：3011：30，下午下午1：003：00)是是 A. 纽约纽约 B. 东京东京 C. 悉尼悉尼D. 法兰克福法兰克福（3） 此时可能出现的现象是此时可能出现的现象是 A. 安大略湖畔曙光初现安大略湖畔曙光初现 B. 白令海峡烈日当空白令海峡烈日当空 C. 火地岛午夜太阳高照火地岛午夜太阳高照 D. 尼罗河畔夜幕深沉尼罗河畔夜幕深沉 D DD D （五）等太阳高度线问题（五）等太阳高度线问题知识依托：知识依托：某一时刻太阳高度的分布规某一时刻太阳高度的分布规律，时间的计算律，时间的计算0 0度经线度经线中午中午1212点点太阳直射点太阳直射点S等太阳高度线图的判读技巧：等太阳高度线图的判读技巧：1 1图的中心为太阳直射点图的中心为太阳直射点，太阳高度以该点为中心，太阳高度以该点为中心向四周逐渐降低；向四周逐渐降低；通过该点的经线通过该点的经线即太阳直射的经即太阳直射的经线，线，地方时是地方时是1212点点；通过该点的纬线通过该点的纬线即为太阳直射即为太阳直射的纬线，其的纬线，其正午太阳高度为正午太阳高度为9090度度。2 2在太阳直射的经线上在太阳直射的经线上，太阳高度相差多少度，太阳高度相差多少度，纬度就相差多少度；如果太阳纬度就相差多少度；如果太阳直射赤道直射赤道，则，则赤道上赤道上太阳高度相差多少度，经度就相差多少度太阳高度相差多少度，经度就相差多少度；如果太；如果太阳直射点阳直射点不在赤道不在赤道，则，则在太阳直射的纬线上在太阳直射的纬线上太阳高太阳高度相差多少度，经度的差值一定度相差多少度，经度的差值一定大于大于太阳高度的差太阳高度的差值值。3 3如果图中标注了太阳高度的数值如果图中标注了太阳高度的数值，则视具，则视具体数值而判断：一是体数值而判断：一是最外侧的大圆圈为最外侧的大圆圈为00等太等太阳高度线，即为晨昏线阳高度线，即为晨昏线，一般是太阳直射经线以，一般是太阳直射经线以东最大的半圆为昏线，以西最大的半圆为晨线；东最大的半圆为昏线，以西最大的半圆为晨线；二是图中最大的圆圈不是二是图中最大的圆圈不是00等太阳高度线，那等太阳高度线，那它就不是晨昏线。它就不是晨昏线。如果图中没有标注太阳高度的如果图中没有标注太阳高度的数值数值，一般来讲，图中最外侧的大圆圈上太阳高，一般来讲，图中最外侧的大圆圈上太阳高度为度为00，即晨昏线。，即晨昏线。4 4由于太阳直射经线上太阳高度南北跨度为由于太阳直射经线上太阳高度南北跨度为180180度，度，当太阳直射赤道时，此经线最北点为北当太阳直射赤道时，此经线最北点为北极点，最南点为南极点极点，最南点为南极点；太阳直射北半球时，北太阳直射北半球时，北极点在最北点以南，图上没有南极点极点在最北点以南，图上没有南极点；太阳直射太阳直射南半球时，相反南半球时，相反。