正午太阳高度角变化精讲精.ppt

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1、正午太阳高度角变化精讲课件第1页，本讲稿共32页 正午太阳高度角的变化正午太阳高度角的变化1 1、太阳高度和正午太阳高度、太阳高度和正午太阳高度太阳高度：太阳相对于地平面的高度角太阳高度：太阳相对于地平面的高度角正午太阳高度：地方时正午太阳高度：地方时1212时的太阳高度，时的太阳高度，一天太阳高度的最大值。一天太阳高度的最大值。第2页，本讲稿共32页 同一纬度太阳高同一纬度太阳高度日变化规律：度日变化规律：昼半球：大于昼半球：大于0；夜半球：小于夜半球：小于0；晨昏线：等于晨昏线：等于0。第3页，本讲稿共32页2、正午太阳高度的变化、正午太阳高度的变化n（1）正午太阳高度的纬度变化规律）正午

2、太阳高度的纬度变化规律正午太阳高度由正午太阳高度由 向向 递减。递减。太阳直射的纬线太阳直射的纬线南北两侧南北两侧二分日：由赤道向南北两侧递减二分日：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减冬至日：由南回归线向南北两侧减第4页，本讲稿共32页太阳直射点：太阳直射点：太阳直射点：太阳直射点：正午太阳高度：正午太阳高度：赤道由赤道向南北两侧递减春秋分正午太阳高度的纬度变化春秋分正午太阳高度的纬度变化第5页，本讲稿共32页夏至日正午太阳高度的纬度变化夏至日正午太阳高度的纬度变化太阳直射点：太阳直射点：太阳直射点：太阳直射点：正

3、午太阳高度：正午太阳高度：正午太阳高度：正午太阳高度：北回归线由北回归线向南北两侧递减第6页，本讲稿共32页冬至日正午太阳高度的纬度变化冬至日正午太阳高度的纬度变化太阳直射点：太阳直射点：太阳直射点：太阳直射点：正午太阳高度：正午太阳高度：南回归线由南回归线向南北两侧递减第7页，本讲稿共32页000090908080707060605050404030302020101066.5S66.5S66.5S66.5S23.5S23.5S23.5S23.5S000023.5N23.5N23.5N23.5N66.5N66.5N66.5N66.5N9090S S S S9090N N N N二分二至日不同

4、纬度正午太阳变化示意图二分二至日不同纬度正午太阳变化示意图正午太阳高度正午太阳高度夏至日夏至日冬至日冬至日春分秋分日春分秋分日第8页，本讲稿共32页 1）直射点北移（）直射点北移（12月月22到到6月月22日）：北回归线及日）：北回归线及其以北地区正午太阳高度逐渐增其以北地区正午太阳高度逐渐增 ，6月月22日日 地区正午太阳高度达到一地区正午太阳高度达到一年中的最大值，年中的最大值，达到最小值。达到最小值。2）直射点南移（）直射点南移（6月月22到到12月月22日）：南回归线日）：南回归线及其以南地区正午太阳高度逐渐增及其以南地区正午太阳高度逐渐增 ，12月月22日日 地区正午太阳高度达地区正

5、午太阳高度达到一年中的最大值，到一年中的最大值，达到最小值。达到最小值。大大北回归线及其以北北回归线及其以北 南回归线及其以南南回归线及其以南n（2）正午太阳高度的季节变化规律）正午太阳高度的季节变化规律大大北半球北半球 南半球南半球 第9页，本讲稿共32页（1）纬度变化（2）经度变化直射点正午太阳高度为90，全球各地正午太阳高度从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。某一时刻，太阳高度以太阳直射点所在经线为对称轴向两侧递减 。30 60 0 90A AN NS S二、总结太阳高度空间分布规律第10页，本讲稿共32页三、总结正午太阳高度季节变化规律（1）回归线之间（2）回归线上（3）回归线至极点之

6、间正午太阳高度最大值为90，一年有两次太阳直射现象，一年中有两个正午太阳高度最大值。正午太阳高度最大值为90，一年有一次太阳直射现象，一年中有一个正午太阳高度最大值。正午太阳高度最大值小于90，没有太阳直射现象，一年中有一个正午太阳高度最大值。第11页，本讲稿共32页【图文转换图文转换】正午太阳高度随季节变化图正午太阳高度随季节变化图aa赤道赤道 b b北回归线北回归线 c c北极圈北极圈 dd南回归线南回归线 e e南极圈南极圈abcde12.223.216.229.2312.2204308663490第12页，本讲稿共32页正午太阳高度（正午太阳高度（H H）=90=90纬度差纬度差纬度差

7、是指所求地与直射点的纬度差。纬度差是指所求地与直射点的纬度差。注意：注意：若直射点与所求点位于若直射点与所求点位于同一半球同一半球，则该纬度，则该纬度差为两地纬度之差为两地纬度之差差；若直射点与所求点位于若直射点与所求点位于不同半球不同半球，则该纬度，则该纬度差为两地纬度之差为两地纬度之和和。3 正午太阳高度的计算正午太阳高度的计算第13页，本讲稿共32页如：求北京（400N）冬至日的正午太阳高度角？步骤：1 标直射点、所求点纬度，2 算纬度差 H=900-（40 23.50）=26.50+第14页，本讲稿共32页4、正午太阳高度角的应用第15页，本讲稿共32页NS0北回归线北回归线南回归线南

8、回归线北回归线以北地区，正午影子朝向北回归线以北地区，正午影子朝向 ，夏至日时影子最夏至日时影子最 ，冬至日时影子最，冬至日时影子最 。南回归线及其以南情况相反。南回归线及其以南情况相反。3.219.23次年次年3.2112.226.223.21次年次年6.22正北正北短短长长（1 1）判断日影长短及方向）判断日影长短及方向 第16页，本讲稿共32页 判断日影长短及方向mou某学校操场，O处有一垂直与地面的旗杆,OP表示正午时旗杆的影子，其长度随季节发生变化。6月22日缩短为零，M处有一棵树，OM垂直OP，读图回答：月 日OP最长，M处的树位于旗杆的_ 方向，其精确纬度P POOMM第17页，

9、本讲稿共32页基本原理是影子与太阳光线的照射方向相反，当某人在北回归线上时，他被太阳直射，影子为一点，当直射点在北回归线以南时，他的正午影子始终朝正北。正午太阳高度与正午影子的朝向正午太阳高度与正午影子的朝向 基本原理基本原理提示思考提示思考 一年中正午物体影子始终朝正北的地区是（）地区 正午物体影子始终朝正南的地区是（）地区。北回归线以北北回归线以北除北极点，加南极点南回归线以南南回归线以南除南极点，加北极点第18页，本讲稿共32页hL（2 2）计算楼距。）计算楼距。一般来说，纬度较低的地区，楼距较小，纬度较高的地区，一般来说，纬度较低的地区，楼距较小，纬度较高的地区，楼距较大。算最小楼距关

10、键是计算当地楼距较大。算最小楼距关键是计算当地冬至日冬至日的正午太阳高的正午太阳高度时的楼距。度时的楼距。tanHL=h第19页，本讲稿共32页正午太阳高度与建筑物的采光问题 1、北纬38一开阔平地上，在楼高为H的楼房北面盖新楼，欲使新楼底层全年太阳光线不被遮挡，两楼距离不小于（1999年广东卷）某地正午太阳高度的大小：某地正午太阳高度的大小：H=90-H=90-式中式中H H为正午太阳高度；为正午太阳高度；为当地纬度，取正值；为当地纬度，取正值；为太阳直为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。A.H tan(90-38)A.H tan(

11、90-38)B.H tan(90-38-23.5)B.H tan(90-38-23.5)C.H cot(90-38)C.H cot(90-38)D.Hcot(90-38-23.5)D.Hcot(90-38-23.5)第20页，本讲稿共32页基基本本原原理理是是前前一一幢幢楼楼在在太太阳阳最最低低时时不不挡挡住住后后一一幢幢楼楼的的阳阳光光(如如右右图图,在在北北半半球球纬纬度度为为,楼楼高高为为h,h,若若冬冬至至日日的的太太阳阳也也能能照照到到一一楼楼,则则全全年年一一楼楼阳阳光光充充足足)。在在充充分分考考虑虑土土地地的的利利用用面面积积和和采采光光良良好好的的情情况况下下,两两幢幢楼楼之

12、之间间的的最最适适合合距距离离是是L=h L=h cot90-(+2326)cot90-(+2326)。假假如如黄黄赤赤交交角角变变大大，对对北北半半球球的的开开发发商商来来说说，由由于于冬冬至至日日的的阳阳光光更更低低，所所以以楼楼间间距距要扩大，相应的利润也会减少。要扩大，相应的利润也会减少。图HLh正午太阳高度与建筑物的采光问题正午太阳高度与建筑物的采光问题 基本原理基本原理第21页，本讲稿共32页（3）太阳能热水器的安装角度）太阳能热水器的安装角度读右图，思考怎样最大程度的利用太阳能？读右图，思考怎样最大程度的利用太阳能？第22页，本讲稿共32页安装角度安装角度a=90H(正午太阳高度

13、角正午太阳高度角)（3）太阳能热水器的安装角度）太阳能热水器的安装角度第23页，本讲稿共32页基基本本原原理理是是太太阳阳高高度度随随季季节节而而变变,但但始始终终要要使使太太阳阳光光线线与与太太阳阳能能热热水水器器真真空空吸吸热热管管保保持持最最大大夹夹角角,以以取取得得最最好好的的吸吸热热效效果果。在在右右图图直直角角三三角角形形中中,某某天天的的正正午午太太阳阳高高度度角角H=90-H=90-|-|,|-|,则则=90-H=|-|,90-H=|-|,即即 太太阳阳能能热热水水器器与与地地面面的的最最佳佳夹夹角角应应该该是是直直射射点点与与当当地地地地理理纬纬度度的差值。的差值。H正午太阳

14、高度与太阳能热水器的最佳角度调节正午太阳高度与太阳能热水器的最佳角度调节 基本原理基本原理第24页，本讲稿共32页 例：例：在北纬在北纬3030附近的日光城拉萨安装太阳能热水器，附近的日光城拉萨安装太阳能热水器，为了充分利用太阳能，冬至日集热板与地面夹角的为为了充分利用太阳能，冬至日集热板与地面夹角的为（）A.6.5 B.30 A.6.5 B.30 C.53.5 D.60C.53.5 D.60a冬至冬至30 23.5 53.5a直射点与所求点的直射点与所求点的纬度间隔纬度间隔第25页，本讲稿共32页例3.某校所在地(120E、40N)安置一台太阳能热水器，为充分利用太阳能，根据太阳高度的季节变

15、化调整 其支架倾角。通过计算判断下列四图做法是否正确。16346326402326A AB BC CD D第26页，本讲稿共32页p p看图思考太阳高度的空间分布规律A AN NS S1212时时地方时地方时B B30 60 0 90A AN NS SB B以直射点为中心呈同心圆状以直射点为中心呈同心圆状呈同心圆式向四周递减。“中心点”的太阳高度为90 ，最，最大圆圈的太阳高度是大圆圈的太阳高度是0 0 。第27页，本讲稿共32页【动动手动动手】请画出请画出6 6月月2222日：日：90N90N、40N40N、北、北 回归线、赤道的太阳日变化图。回归线、赤道的太阳日变化图。第28页，本讲稿共3

16、2页23267326906634地方时地方时太阳高度太阳高度4168122420第29页，本讲稿共32页(2009年高考四川文综卷)下图是经纬网图，已知M地位于赤道，N地比P地先见到日落；此刻，图中70纬线以内为极昼，再过8小时，N地太阳高度达当日最大。读图回答(1)(2)题。例例4第30页，本讲稿共32页(1)此刻，太阳直射点附近有()A世界著名渔场 B世界著名油田C暖流流经地区 D热带沙漠地区(2)图幅范围内()A此刻，各地在同一日B此刻，大部分地区是黑夜C此日后，各地白昼逐渐增长D此季节，N地原野一片枯黄第31页，本讲稿共32页【解析】(1)材料中N地比P地先见到日落，且N、P在同一纬线，由此推出N地在P地东侧，确定该图为南半球，N在30E；再经过8小时N地太阳高度达当日最大，可得出此时太阳直射点的经度为150E；图中70纬线以内为极昼，可得出太阳直射点的纬度为20S，因而此时太阳直射点坐标为(20S,150E)，应在澳大利亚东北部，为东澳大利亚暖流。第32页，本讲稿共32页