2017年高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：正午太陽高度

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▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：正午太陽高度的定義

從太陽直射點(diǎn)地（此處為90°）所在緯度向南北遞減，減少的度數(shù)等于當(dāng)?shù)氐乩砭暥扰c直射點(diǎn)緯度之差（一南緯、一北緯地區(qū)的差，為其數(shù)值之和）。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：正午太陽高度的規(guī)律

由于太陽直射點(diǎn)在南北回歸線之間移動(dòng)，所以：

1、在回歸線之間的地區(qū)，一年有兩次太陽直射機(jī)會(huì)，此時(shí)正午太陽高度最大，為90°。太陽直射南北回歸線時(shí)出現(xiàn)極小值。其中除赤道兩個(gè)極小值都是最小值外，其它地區(qū)以太陽直射另一半球回歸線時(shí)最小。

2、在回歸線之上的地區(qū)，一年有一次太陽直射機(jī)會(huì)，分別是夏至和冬至。

3、在回歸線之外的地區(qū)，可含南北回歸線，在太陽直射本半球回歸線時(shí)最大，直射另一半球回歸線時(shí)最小。

例如，北京約在北緯40°，在北半球夏至，太陽直射北回歸線，此時(shí)這里的正午太陽高度最大，約為73.5°；在冬至，太陽直射南回歸線，此時(shí)這里的正午太陽高度最小，約為26.5°。

因?yàn)榈厍虻墓D(zhuǎn)致使一年內(nèi)太陽在地球的直射點(diǎn)在南北回歸線之間往復(fù)一次。以北半球北回歸線穿過的地區(qū)為例：一年中當(dāng)太陽光直射北回歸線時(shí),正值我國北方的夏至節(jié)氣,正午太陽在頭頂正上方,即太陽高度角為90°,為一年中的最大值；當(dāng)太陽光直射南回歸線時(shí),正值我國北方的冬至節(jié)氣，此時(shí)的太陽高度角為43°，為一年之中的最小值。由于地球自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了太陽的視運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象(東升西落)，即太陽高度的日變化。

由于地球公轉(zhuǎn)，使太陽直射點(diǎn)南北移動(dòng)，從而產(chǎn)生了正午太陽高度的緯度變化和季節(jié)變化現(xiàn)象。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：正午太陽高度與黃赤交角

太陽直射點(diǎn)以一年為周期在南北回歸線之間移動(dòng)。夏至日太陽直射北回歸線（北緯23°26'），北回歸線以北正午太陽高度達(dá)到最大，整個(gè)南半球正午太陽高度達(dá)到最小。冬至日太陽直射南回歸線（南緯23°26'），南北情況與夏至?xí)r相反。其余時(shí)間是這兩個(gè)狀態(tài)的過渡。

黃赤交角的存在：因?yàn)槊刻煺绲奶柛叨冉亲畲?黃赤交角使太陽直射點(diǎn)南北移動(dòng),隨季節(jié)的變化而改變,正午是一天中太陽最高的時(shí)刻。這個(gè)最高的高度隨季節(jié)變化。冬至的時(shí)候北半球最低，正午的太陽能從向南的窗戶射進(jìn)大半間屋子，夏至的時(shí)候只照進(jìn)窗臺(tái)一點(diǎn)點(diǎn)。這個(gè)最高的高度還和你所在的緯度有關(guān)。如果你在北回歸線上，北緯23度26分，夏至?xí)r分正午的太陽在頭頂上，它的高度是90度；再往北，隨緯度升高，正午時(shí)分太陽的高度越低。

概念：是指赤道平面（過地心并與地軸垂直的平面）與黃道平面（地球公轉(zhuǎn)軌道面）的夾角，度數(shù)23度26分。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：正午太陽高度角的計(jì)算

H=90°-|當(dāng)?shù)鼐暥取乐鄙潼c(diǎn)緯度|，H代表當(dāng)?shù)卣缣柛叨龋?dāng)?shù)鼐暥戎杆竽车氐木暥?，直射點(diǎn)緯度是指此時(shí)直射點(diǎn)所在的緯度，如果當(dāng)?shù)鼐暥扰c直射點(diǎn)緯度在同一半球用減號(hào)，若在不同半球用加號(hào)，然后取絕對(duì)值。公式中有三個(gè)變量：H、當(dāng)?shù)鼐暥?、直射點(diǎn)緯度，知道三者其中的兩個(gè)，求第三個(gè)變量。三個(gè)變量中H一般通過物體高度和物體影子長短間接告訴或者直接告訴；當(dāng)?shù)鼐暥韧ㄟ^經(jīng)緯線圖告訴；直射點(diǎn)緯度通過日期、極晝極夜范圍或者晨昏線與經(jīng)線的夾角間接告訴。

例如：某一地區(qū)的正午太陽高度角的大小,決定了該地的太陽輻射量的多少,那么,一個(gè)地區(qū)的正午太陽高度角是否可計(jì)算出來呢

我們已經(jīng)知道,地球繞太陽公轉(zhuǎn),由于地軸的傾斜,地軸與軌道平面始終保持著大概66`34'的夾角,這樣,才引起太陽直射點(diǎn)在南北緯23`26’之間往返移動(dòng),并決定了太陽可能直射的范圍：春,秋分日,太陽直射赤道---即直射點(diǎn)的緯度為0`；冬至日,太陽直射南回歸線--即直射點(diǎn)的緯度為23`26’S；夏至日,太陽直射北回歸線--即直射點(diǎn)的緯度為23`26’N.如果某地的緯度已經(jīng)知道,依據(jù)下面的公式就可以計(jì)算出此地的正午太陽高度角的大?。?/p>

H=90`-緯差（緯差是指某地的地理緯度與當(dāng)日直射點(diǎn)所在緯度之間的差值）

例如：A地的緯度為40`N,求A地夏至日的正午太陽高度.

夏至日太陽直射的緯度為23`26’N,與A地的緯度差=40`-23`26’=16`34’,那么H=90`-16`34’=73`26’.

如果求A地冬至日的正午太陽高度.冬至日太陽直射的緯度為23`26’S,與A地的緯度差=40`+23`26’=63`26’,那么H=90`-63`26’=26`34’

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：正午太陽高度的應(yīng)用

①計(jì)算樓距。

為了使樓房底層獲得充足的太陽光照，一般來說。緯度較低的地區(qū)樓距較小，緯度較高的地區(qū)樓距較大。解題關(guān)鍵是計(jì)算當(dāng)?shù)囟寥盏恼缣柛叨?即一年中最小的正午太陽高度)，并計(jì)算影長。

公式：L=Hcotθ

L樓間距；H前一樓高；θ一年中最小的正午太陽高度角。

②計(jì)算熱水器安裝角度。

要最大限度地利用太陽能資源，應(yīng)該合理設(shè)計(jì)太陽能熱水器的傾斜角度，使太陽能熱水器集熱板與太陽光線垂直，提高太陽能熱水器的效率。

公式：α=90o-H

α太陽能集熱板與地平面的夾角；H正午太陽高度角。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：關(guān)于正午太陽高度角的例題

（2012浙江卷文綜）25.地表點(diǎn)Q與太陽直射點(diǎn)所在緯線之間的緯度差為α，其正午太陽高度為H。若H等于α，則Q點(diǎn)的緯度變化范圍是（）

A.21.5°至68.5°B.11.5°至68.5°C.21.5°至78.5°D.11.5°至45°11

【答案】A

【解析1】利用公式推導(dǎo)法：根據(jù)正午太陽高度角計(jì)算公式：H=90°-∣Φ-δ∣其中Φ為當(dāng)?shù)氐乩砭暥?δ在當(dāng)?shù)囟肽耆　?”，當(dāng)?shù)叵陌肽耆　?”。

依據(jù)題意可知（1）、地表點(diǎn)Q的地理緯度為Φ；（2）、∣Φ-δ∣=a；（3）、H=a→a=90°-a→a=45°=∣Φ-δ∣δ€〔0°，23.5°〕Φ€〔0°，90°〕∣Φ-δ∣=45°去掉絕對(duì)值符號(hào)Φ-δ=±45°

①Φ-δ=-45°∵δ€〔0°，23.5°〕Φ€〔0°，90°〕∴Φ=δ-45°<0°舍去

②Φ-δ=45°Φ=45°+δ

Ⅰ、夏半年時(shí)Φ=45°+δ∵δ€〔0°，23.5°〕∴Φ1€〔45°，68.5°〕

Ⅱ、冬半年時(shí)Φ=45°-δ∵δ€〔0°，23.5°〕∴Φ2€〔21.5°，45°〕

綜上：Φ€Φ1∪Φ2即Φ€〔21.5°，68.5°〕選A.

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