高中地理:太阳高度与正午太阳高度

一、太阳高度

太阳光线与地平线（面）的夹角，叫太阳高度角，通常用h来表示。

太阳高度的变化规律：

（1）同一地点，不同时刻：日出、日落后，太阳恰好位于地平线上，太阳高度为0°；日出后太阳高度逐渐增大，正午时达到一天中最大值；正午过后，太阳高度逐渐减小。

（2）同一时刻，不同地点：太阳高度从太阳直射点向四周呈同心圆递减。在太阳直射点上，太阳高度是90°，距离太阳直射点90°的球面大圆上的太阳高度为0°，即为晨昏圈。昼半球上各地的太阳高度总是大于0°，夜半球上各地的太阳高度总是小于0°。

例1、下图为北京时间2时的全球太阳高度等值线较长，图中15°N纬线与经线圈BAD垂直相交于A点。读图回答下列问题。

（1）B地的地理坐标是__________，该日B地昼长为_______小时，全球属于新的一天的范围占__________%。

（2）从图中可以看出此刻太阳高度的分布规律是_____________________________。

（3）A、E、C三地影子由长到短的顺序为___________，此刻晨昏线与经线的夹角为_______________。

解析：由图可知，此时太阳直射15°N，处于极昼现象的范围为75°N~90°N，所以B点的纬度为75°N；据此时北京时间2时，可得B点的经度为90°W；B点处于极昼状态，可得其昼长为24时；据此时北京时间2时，可得180°经线的地方时为6时，新的一天占6小时，为全球的25%。

参考答案：（1）75°N，90°W 24 25

（2）由太阳直射点向四周逐渐递减

（3）E>C>A 15°

二、正午太阳高度

正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度，通常用H来表示。

正午太阳高度的大小随纬度和季节变化而有规律地变化：

就纬度分布而言，春、秋分日，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减；夏至日，由北回归线向南北两侧递减；冬至日，由南回归线向南北两侧递减。

就季节变化而言，在北回归线以北的地区，每年夏至日H达最大值，每年冬至日达最小值；南回归线以南的地区，情况正好相反。在南北回归线之间的地区，每年两次受到太阳直射。

1、正午太阳高度变化规律的应用

（1）判断某日正午太阳高度随纬度的变化规律

根据日期确定太阳直射点的纬度位置，因正午太阳高度从直射点所在纬线向南北两侧递减，即得某日正午太阳高度的分布规律。

（2）比较两地正午太阳高度的大小及日影的长短

同一时间，正午太阳高度以太阳直射点所在的纬线为轴，南北两侧呈对称分布，离直射点越近，正午太阳高度越大，日影越短。太阳直射点的正午太阳高度为90°，日影为零。比较两地正午太阳高度的大小，即看两地分别与直射点纬距的大小。

2、正午太阳高度的计算

一地的正午太阳高度可用下面公式计算：H=90°，其中H为正午太阳高度，为当地地理纬度，永远取正值；为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。

例2、冬至日时，北极圈上各地的正午太阳高度是多少？

解析：据公式H=90°，又据题意为23°26′S，为66°34′N，得：

H=90°-|66°34′-（-23°26′）|=0°

答案：0°

3、联系生产、生活的案例

（1）北回归线以北地区建房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系如下图（H为冬至日当地的正午太阳高度）

解析：北回归线以北地区一楼全年均有阳光照到，只要保证太阳高度最小时（冬至日），阳光能照到，则一年四季均不会被挡光。又因直角三角形中，，即得：应大于。

（2）太阳能热水器的集热板要据正午太阳高度的季节变化而调整角度，太阳光线应垂直于集热板，即集热板与地面之间的夹角应等于当天H的余角，如下图所示时效果最佳。