太陽(yáng)高度角的計(jì)算

1、圖10一、太陽(yáng)高度的概念一、太陽(yáng)高度的概念地面太陽(yáng)光線太陽(yáng)高度角太陽(yáng)光線與地面所成的夾角。太陽(yáng)光線與地面所成的夾角。什么是地平面？什么是地平面？ 過地面某一點(diǎn)與地球表面的切面過地面某一點(diǎn)與地球表面的切面思考：思考：點(diǎn)點(diǎn)A A、B B與地心與地心 的連線與其切的連線與其切 面是一種什么面是一種什么 樣的幾何關(guān)系？樣的幾何關(guān)系？( (垂直垂直) )二、正午太陽(yáng)高度的變化二、正午太陽(yáng)高度的變化 1、正午太陽(yáng)高度的概念：、正午太陽(yáng)高度的概念： 一天中的最大值（各地地方時(shí)一天中的最大值（各地地方時(shí)12 時(shí)的太陽(yáng)高度角）。時(shí)的太陽(yáng)高度角）。 同一緯度太陽(yáng)高同一緯度太陽(yáng)高度日變化規(guī)律：度日變化規(guī)律： 晝半球

2、：大于晝半球：大于0；夜半球：小于夜半球：小于0；晨昏線：等于晨昏線：等于0。 思考思考:正午太陽(yáng)高度是否一定等于正午太陽(yáng)高度是否一定等于90?（二）正午太陽(yáng)高度的計(jì)算（二）正午太陽(yáng)高度的計(jì)算探究提示探究提示一：緯度劃定示意圖一：緯度劃定示意圖B B北極北極 B B點(diǎn)的緯度點(diǎn)的緯度探究提示探究提示B B北極北極 B B點(diǎn)的緯度點(diǎn)的緯度二二：在球面上畫正午太陽(yáng)高度：在球面上畫正午太陽(yáng)高度太太 陽(yáng)陽(yáng) 光光 線線B B點(diǎn)的 正 午點(diǎn)的 正 午太陽(yáng)高度角太陽(yáng)高度角 HHHH探究：探究：正午太陽(yáng)高度的計(jì)算正午太陽(yáng)高度的計(jì)算已知：已知：當(dāng)?shù)鼐暥葹?，太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度 為 ，求當(dāng)?shù)卣缣?yáng)高度H鞏固練習(xí)鞏固練

3、習(xí)請(qǐng)計(jì)算下列地點(diǎn)在下列日期的正請(qǐng)計(jì)算下列地點(diǎn)在下列日期的正午太陽(yáng)高度各是多少。午太陽(yáng)高度各是多少。 緯度緯度6月月22日日12月月22日日節(jié)氣節(jié)氣夏至日夏至日冬至日冬至日北京市北京市約約40N73262634 悉尼悉尼約約34S32347926新加坡新加坡約約1N673465342.正午太陽(yáng)高度分布規(guī)律：正午太陽(yáng)高度分布規(guī)律：二、正午太陽(yáng)高度的變化二、正午太陽(yáng)高度的變化 夏至日：夏至日：由北回歸線由北回歸線 向南北兩側(cè)向南北兩側(cè) 遞減。遞減。北回歸線以北地區(qū)達(dá)北回歸線以北地區(qū)達(dá)到一年中的最大值，到一年中的最大值，南半球各地達(dá)到一年南半球各地達(dá)到一年中的最小值。中的最小值。北半球夏至日冬至日：由

4、南回歸線向冬至日：由南回歸線向 南北兩側(cè)遞減。南北兩側(cè)遞減。2.正午太陽(yáng)高度分布規(guī)律：正午太陽(yáng)高度分布規(guī)律：二、正午太陽(yáng)高度的變化二、正午太陽(yáng)高度的變化 南回歸線以南地區(qū)南回歸線以南地區(qū)達(dá)到一年中的最大達(dá)到一年中的最大值，北半球各地達(dá)值，北半球各地達(dá)到一年中的最小值。到一年中的最小值。 二分日：由赤道向南北二分日：由赤道向南北 兩側(cè)遞減。兩側(cè)遞減。2.正午太陽(yáng)高度分布規(guī)律：正午太陽(yáng)高度分布規(guī)律：二、正午太陽(yáng)高度的變化二、正午太陽(yáng)高度的變化 (二二)、正午太陽(yáng)高度的變化、正午太陽(yáng)高度的變化 正午太陽(yáng)高度總是從正午太陽(yáng)高度總是從_ 向向 遞減。遞減。歸納：歸納：距離太陽(yáng)直射點(diǎn)越近，正午太陽(yáng)距離太陽(yáng)

5、直射點(diǎn)越近，正午太陽(yáng)高度越大，反之，正午太陽(yáng)高度越小高度越大，反之，正午太陽(yáng)高度越小300NS6060303030 60609090 00思考思考:圖中圖中分別代表什么時(shí)候的分別代表什么時(shí)候的 正午太陽(yáng)正午太陽(yáng)高度高度在同一時(shí)刻：正在同一時(shí)刻：正午太陽(yáng)高度從直午太陽(yáng)高度從直射點(diǎn)向南北兩側(cè)射點(diǎn)向南北兩側(cè)遞減遞減1.1.正午太陽(yáng)高度的緯度變化規(guī)律正午太陽(yáng)高度的緯度變化規(guī)律夏至夏至春分或秋分春分或秋分冬至冬至問：下圖折線分別表示三個(gè)不同地方的正問：下圖折線分別表示三個(gè)不同地方的正午太陽(yáng)高度年午太陽(yáng)高度年 變化情況變化情況,其中代表回歸線上的是其中代表回歸線上的是 ( )3090 600 正午太陽(yáng)高正

6、午太陽(yáng)高度度時(shí)間時(shí)間春分夏至秋分冬至三、正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用三、正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用 1、樓間距問題、樓間距問題 樓間距問題實(shí)際是一個(gè)影長(zhǎng)的問題。其基本原則是前一幢樓產(chǎn)生的影子不能擋住后一幢樓的采光（一般以太陽(yáng)光線能照射至后一幢樓的底層為標(biāo)準(zhǔn)），如下圖圖中H為正午太陽(yáng)高度，一般取當(dāng)?shù)氐淖钚≈怠Ｒ驗(yàn)檎缣?yáng)高度最小值，意味著前一幢樓的影子是一年中最長(zhǎng)的，而此時(shí)的樓間距能保證，則一年四季都能確保。故一般地北半球取冬至日的正午太陽(yáng)高度，南半球的取夏至日的正午太陽(yáng)高度。 計(jì)算過程如下： tanH=h/LtanH=h/L L=h L=hcotHcotH 結(jié)論：樓間距與正午太陽(yáng)高度大小呈反比；與前一幢樓的樓高

7、呈正比。某療養(yǎng)院（北緯某療養(yǎng)院（北緯3634） ，計(jì)劃在一幢，計(jì)劃在一幢20米高的樓房米高的樓房北面新建一幢樓房。因?yàn)榀燄B(yǎng)的需要，要求高樓的每一北面新建一幢樓房。因?yàn)榀燄B(yǎng)的需要，要求高樓的每一層一年四季都能曬到太陽(yáng)層一年四季都能曬到太陽(yáng),問：新樓至少要距原樓多少米？問：新樓至少要距原樓多少米？ 解析：當(dāng)太陽(yáng)直射南回歸線時(shí)，解析：當(dāng)太陽(yáng)直射南回歸線時(shí)，正午太陽(yáng)高度角達(dá)一年中最小值，正午太陽(yáng)高度角達(dá)一年中最小值，若此時(shí)該樓的一層能被太陽(yáng)照射若此時(shí)該樓的一層能被太陽(yáng)照射的話，則各樓層都能被陽(yáng)光照射。的話，則各樓層都能被陽(yáng)光照射。求出此時(shí)的正午太陽(yáng)高度角是求出此時(shí)的正午太陽(yáng)高度角是3030，兩樓間最小

8、距離應(yīng)為，兩樓間最小距離應(yīng)為x=20 x=20cot 30cot 30=34.7 m=34.7 m。答案答案: 34.7 m 正午太陽(yáng)正午太陽(yáng)高度角高度角樓房影子樓房影子2、太陽(yáng)能熱水器問題、太陽(yáng)能熱水器問題【審題】太陽(yáng)能熱水器利用的實(shí)質(zhì)是熱【審題】太陽(yáng)能熱水器利用的實(shí)質(zhì)是熱 水器傾角與正午太陽(yáng)高度角之和為水器傾角與正午太陽(yáng)高度角之和為9090 某中學(xué)某中學(xué)(36360 0N N，1131130 0E E)一學(xué)生對(duì)太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行改造如圖所示，將一學(xué)生對(duì)太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行改造如圖所示，將熱水器裝在一個(gè)大玻璃箱中，并將支架改造成活動(dòng)方式。據(jù)此回答：熱水器裝在一個(gè)大玻璃箱中，并將支架改造成活動(dòng)方式。

9、據(jù)此回答：當(dāng)?shù)貥欠坑白幼铋L(zhǎng)時(shí)，為使熱水器有最當(dāng)?shù)貥欠坑白幼铋L(zhǎng)時(shí)，為使熱水器有最好的效果，調(diào)節(jié)活動(dòng)支架，使熱水器吸好的效果，調(diào)節(jié)活動(dòng)支架，使熱水器吸熱面與地面的夾角為熱面與地面的夾角為 A A23.523.50 0 B B59.559.50 0 C C66.566.50 0 D D36360 0 解析：當(dāng)?shù)貥欠坑白幼铋L(zhǎng)時(shí)，太陽(yáng)直射點(diǎn)位于南回歸線上，可解析：當(dāng)?shù)貥欠坑白幼铋L(zhǎng)時(shí)，太陽(yáng)直射點(diǎn)位于南回歸線上，可以求出該日正午太陽(yáng)高度以求出該日正午太陽(yáng)高度(H=90-(H=90-36+23.536+23.50 0= 30.5= 30.50 0) )，進(jìn)一步，進(jìn)一步計(jì)算出熱水器吸熱面與地面夾角是計(jì)算出熱水器

10、吸熱面與地面夾角是59.559.50 0。北溫帶熱帶南溫帶北寒帶南寒帶探究：探究：如果黃赤交角增大，五帶的范圍會(huì)發(fā)生怎樣的變化如果黃赤交角減小，五帶的范圍會(huì)發(fā)生怎樣的變化太陽(yáng)直射點(diǎn)的確定：太陽(yáng)直射點(diǎn)的確定：經(jīng)度：經(jīng)度： 地方時(shí)為地方時(shí)為1212點(diǎn)所在的經(jīng)度點(diǎn)所在的經(jīng)度當(dāng)北極圈出現(xiàn)極晝時(shí)，當(dāng)北極圈出現(xiàn)極晝時(shí)， 太陽(yáng)直射北回歸線太陽(yáng)直射北回歸線 當(dāng)南極圈出現(xiàn)極晝時(shí)，當(dāng)南極圈出現(xiàn)極晝時(shí)， 太陽(yáng)直射南回歸線太陽(yáng)直射南回歸線當(dāng)晨昏線與經(jīng)線圈重合時(shí)，當(dāng)晨昏線與經(jīng)線圈重合時(shí)， 太陽(yáng)直射赤道太陽(yáng)直射赤道緯度緯度下面表中所列的是下面表中所列的是12月月22日甲、乙、丙、的白晝時(shí)日甲、乙、丙、的白晝時(shí)間，根據(jù)表中

11、數(shù)據(jù)回答間，根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答:甲地乙地丙地丁地白晝時(shí)間白晝時(shí)間5h309h0911h2513h561. 四地中屬于南半球的是四地中屬于南半球的是: A.甲地甲地 B.乙地乙地 C.丙地丙地 D.丁地丁地2. 四地所處緯度按從高到低順序排列的是四地所處緯度按從高到低順序排列的是: A.甲乙丙丁甲乙丙丁 B.甲乙丁丙甲乙丁丙 C.丙丁乙甲丙丁乙甲 D.丁丙乙甲丁丙乙甲DB讀圖讀圖13,回答下列問題：（回答下列問題：（6分）分）（1）此時(shí)太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的地理位置是）此時(shí)太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的地理位置是 （2）此時(shí)北半球?yàn)椋┐藭r(shí)北半球?yàn)?節(jié)氣。節(jié)氣。（3）C點(diǎn)晝長(zhǎng)為點(diǎn)晝長(zhǎng)為 小時(shí)小時(shí),此時(shí)此時(shí)C點(diǎn)地方時(shí)為點(diǎn)

12、地方時(shí)為 。 1 1若此刻西半球?yàn)橐拱肴舸丝涛靼肭驗(yàn)橐拱肭颍?yáng)直射點(diǎn)的經(jīng)度球，太陽(yáng)直射點(diǎn)的經(jīng)度是：是：A A東經(jīng)東經(jīng)7070 B B東經(jīng)東經(jīng)9090C C西經(jīng)西經(jīng)7070 D D西經(jīng)西經(jīng)1101102 2此日在：此日在：A A3 3月月2121日前后日前后B B6 6月月2222日前后日前后 C C9 9月月2323日前后日前后 D D1212月月2222日前后日前后 公轉(zhuǎn)方向公轉(zhuǎn)方向思維切入：地球在公轉(zhuǎn)軌道上的位置。由地球公轉(zhuǎn)方向及地軸傾斜方向可判斷。AC（2 2）當(dāng)）當(dāng)DEDE為晨線，此日太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置為晨線，此日太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置是是 。（3 3）當(dāng)）當(dāng)ABAB為晨線，此日是為晨線，此

13、日是 節(jié)氣；當(dāng)節(jié)氣；當(dāng)DFDF為晨線，此日是為晨線，此日是 節(jié)氣；當(dāng)節(jié)氣；當(dāng)ADAD為晨線，此為晨線，此日是日是 節(jié)氣。節(jié)氣。（4 4）若）若DEDE為晨線，此刻北京時(shí)間是為晨線，此刻北京時(shí)間是 _ _ 點(diǎn)。當(dāng)北京時(shí)間是點(diǎn)。當(dāng)北京時(shí)間是8 8點(diǎn)正，點(diǎn)正，DFDF是是 線。線。（1 1）當(dāng)）當(dāng)ACAC為晨線時(shí)，為晨線時(shí)，此時(shí)是此時(shí)是 前后，前后，判斷理由判斷理由是是 。6月22日北極圈內(nèi)出現(xiàn)極晝（23.523.5N , 0N , 0) )冬至冬至冬至冬至春分或秋分春分或秋分2020晨線晨線 M南南由于地球自轉(zhuǎn)，沿地表水平運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)生偏移由于地球自轉(zhuǎn)，沿地表水平運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)生偏移晨晨11D EC

14、 G（二）晨昏線的特點(diǎn)（二）晨昏線的特點(diǎn)當(dāng)北京時(shí)間當(dāng)北京時(shí)間2005年年9月月8日日11時(shí)時(shí)18分時(shí)，位于白晝分時(shí)，位于白晝的地區(qū)占全球的地區(qū)占全球A一半一半 B 一大半一大半 C 一小半一小半 D 無(wú)法計(jì)算無(wú)法計(jì)算(1)晨昏線平分地球晨昏線平分地球,是過地心的大圓是過地心的大圓.(2).(2).晨昏圈平面與太陽(yáng)光線垂直晨昏圈平面與太陽(yáng)光線垂直圖二是圖二是6月月22日地球晝?nèi)盏厍驎円狗植紶顩r圖，夜分布狀況圖，其中其中NS為地軸，為地軸，AB為為晨昏線。在圖上畫出太晨昏線。在圖上畫出太陽(yáng)光線、南北回歸線、陽(yáng)光線、南北回歸線、和南北極圈。和南北極圈。(3)晨昏圈始終平分赤道，赤道全年晝夜等長(zhǎng)晨昏圈

15、始終平分赤道，赤道全年晝夜等長(zhǎng)晨線與赤道的交晨線與赤道的交點(diǎn)所在經(jīng)線的地點(diǎn)所在經(jīng)線的地方時(shí)為方時(shí)為6點(diǎn)，昏線點(diǎn)，昏線與赤道的交點(diǎn)所與赤道的交點(diǎn)所在經(jīng)線的地方時(shí)在經(jīng)線的地方時(shí)為為18點(diǎn)。點(diǎn)。 如圖如圖1所示，北京時(shí)間為所示，北京時(shí)間為 A12月月22 日日 12時(shí)時(shí) B12月月22 日日 24時(shí)時(shí) C3月月21日日6時(shí)時(shí) D6月月12日日0時(shí)時(shí)3圖圖 兩點(diǎn)兩點(diǎn)A地方時(shí)相同地方時(shí)相同 B晝夜長(zhǎng)短相同晝夜長(zhǎng)短相同 C 太陽(yáng)高度相同太陽(yáng)高度相同 D氣候類型相同氣候類型相同BC(4).(4).晨昏圈與經(jīng)線的關(guān)系晨昏圈與經(jīng)線的關(guān)系 晨昏圈與經(jīng)線圈可以吻晨昏圈與經(jīng)線圈可以吻合，這時(shí)是春秋分日，合，這時(shí)是春秋

16、分日，此時(shí)陽(yáng)光直射赤道，晨此時(shí)陽(yáng)光直射赤道，晨昏圈經(jīng)過南北極點(diǎn)，與昏圈經(jīng)過南北極點(diǎn)，與經(jīng)線圈重合。其它時(shí)間經(jīng)線圈重合。其它時(shí)間兩者都存在著夾角，受兩者都存在著夾角，受黃赤交角的制約，夾角黃赤交角的制約，夾角介于介于0023026之間，之間，冬至日、夏至日最大。冬至日、夏至日最大。 由晨昏圈與經(jīng)線圈的關(guān)系，由晨昏圈與經(jīng)線圈的關(guān)系，判斷出太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置：判斷出太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置： 晨昏圈與經(jīng)線圈的夾角與晨昏圈與經(jīng)線圈的夾角與太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度值相等。太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度值相等。90 90（1）此圖是）此圖是 （填日期）（填日期） 前后的太陽(yáng)光照?qǐng)D。前后的太陽(yáng)光照?qǐng)D。 （2）太陽(yáng)直射點(diǎn)的地理坐標(biāo)）太陽(yáng)直射點(diǎn)的地理坐標(biāo) 。（3）此時(shí)北半球晝夜長(zhǎng)短的分布規(guī)律）此時(shí)北半球晝夜長(zhǎng)短的分布規(guī)律 是是 。（4）此時(shí)地球正位于公轉(zhuǎn)軌道上的）此時(shí)地球正位于公轉(zhuǎn)軌道上的 （選填：近日點(diǎn)或遠(yuǎn)日點(diǎn)）（選填：近日點(diǎn)或遠(yuǎn)日點(diǎn)）（5）此時(shí)南半球的季節(jié)是）此時(shí)南半球的