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第三章地球的运动第11课时正午太阳高度的变化

关键能力提升

能力点正午太阳高度及应用

精讲点拨

1.正午太阳高度的计算方法

公式：H＝90°－两点纬度差。

说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。如图所示：

当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度：H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。C点(23.5°S)正午太阳高度：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°。

2．正午太阳高度的年变化幅度

(1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越大(由23.5°增大到47°)，赤道上为23.5°，回归线上为47°。

(2)回归线与极圈之间：各纬度正午太阳高度年变化幅度相同(均为47°)。

(3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越小(由47°减小到23.5°)，极圈上为47°，极点上为23.5°。

3．正午太阳高度的应用

(1)确定地方时

当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。

(2)判断所在地区的纬度

当太阳直射点位置一定时，如果知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。

(3)确定房屋的朝向

为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。

①北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。

②南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。

(4)判断日影长短及方向

太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射时日影最短(等于0)。

(5)计算楼间距、楼高

为了保证一楼全年有阳光照到，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝QUOTEhtanHhtanH(H：冬至日正午太阳高度)。

(6)计算太阳能热水器的安装角度

如上图所示，集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度互余，当α＋H＝90°时太阳能热水器使用效果最佳。

[思维拓展]等太阳高度线图

等太阳高度线图是用等太阳高度线(由太阳高度角相等的各点连接而成的线)来反映某一时刻太阳高度的全球分布状况。其实质是以太阳直射点为中心的昼半球俯视图。

如图所示：此时刻太阳直射点A的太阳高度角为90°，从直射点向四周随着球面的弯曲与直射点距离不断扩大，太阳高度角也不断减小。相同太阳高度的点连成的线呈同心圆分布，0°等太阳高度线为晨昏线。

真题感悟

[典例][2020·天津卷]图1为我国某地一住宅小区示意图，图2中四个方向的阴影分别为小区内某栋住宅楼二至日8：00和16：00的日影。读图文材料，回答(1)～(2)题。

(1)该小区最可能位于()

A．北京B．银川C．杭州D．海口

(2)小区内各住宅楼楼高一致，休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段是()

A.夏至日8：00～12：00

B．夏至日12：00～16：00

C．冬至日8：00～12：00

D．冬至日12：00～16：00

[解题能力培养]

[答案](1)(2)

[借题发挥]判断日影长短及方向

(1)日影长短

(2)日影朝向

变式演练

[2022·福建卷]非对称结构保温大棚的保温被通常白天收卷至顶部，以便棚内作物进行光合作用，收卷的保温被在棚内地面形成遮阴带(下图)。陕西省某地理研学小组观测当地大棚正午地面遮阴带的年内变化(忽略收卷的保温被厚度影响)，发现棚内地面遮阴带在2月26日出现，3月29日面积最大，一段时间后变小。据此完成1～2题。

1．棚内正午地面遮阴带面积开始变小的日期出现在()

A．6月29日前后B．9月15日前后

C．10月16日前后D．12月14日前后

2．仅支撑柱高度增加1米，则棚内正午地面最大遮阴带()

A．出现日期提前，面积减小

B．出现日期提前，面积不变

C．出现日期推迟，面积增大

D．出现日期推迟，面积不变

关键能力提升

能力点

[真题感悟]

[典例]答案：(1)D(2)C

[变式演练]

1～2.解析：第1题，根据所学知识，同一地区，太阳直射点纬度相同的日期，正午太阳高度角相同，根据材料2月26日棚内出现遮阴带，此后遮阴带面积逐渐增大，3月29日面积最