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一、定性分析

1．正午太阳高度的空间变化规律

①文字描述：从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；离直射点距离越近（纬度差越小），正午太阳高度越大。

②图形描述：

③特别说明：

a.同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度相等。

b.对称规律：以直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。

2．正午太阳高度的季节变化规律

二、定量计算

1．正午太阳高度的计算

正午太阳高度＝90°－纬度差

当所求地点与太阳直射点在同一半球时，该纬度差即为所求点与直射点纬度差的绝对值；不在同一半球时，该纬度差为二者纬度数之和。

2．正午太阳高度的变化幅度及分布特点

（1）南北回归线之间：

纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大（由23.5°增大到47°），赤道上为23.5°，回归线上为47°。

（2）回归线至极圈之间：

各纬度正午太阳高度变化幅度相同（均为47°）。

（3）极圈以内地区：

纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小（由47°减小到23.5°），极圈上为47°，极点上为23.5°。

（4）某一地点，太阳高度还有时间的变化，正午时太阳高度是一天中最大的，早上和傍晚最小。

三、相关应用

（1）确定地方时

当某地太阳高度达一天中的最大值时，日影最短，当地的地方时是12时。

（2）确定房屋的朝向

为了获得更充足的太阳光照，房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋一般朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋一般朝北。

（3）判断日影长短及方向

正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高度越小，日影越长；日影方向背向太阳。

（4）确定当地的地理纬度

与太阳直射点的纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日（二分二至日）正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。

（5）确定楼间距、楼高

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，一般来说，纬度较低的地方楼间距较小，纬度较高的地区楼间距较大。最小楼间距＝前楼高度×tanH/1（H为当地一年中最小的正午太阳高度）。

（6）太阳能热水器的倾角调整

为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光线与受热板成直角。倾角α+正午太阳高度角h＝90°。