摘要:正午太阳高度问题是高中地理教学中的一个难点,也是一个高频考点,因此,教师必须在教学中为学生创设情境,分解难点,各个击破,完成教学目的 关键词:太阳高度;判读;计算;应用
中图分类号:G632 文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)07-0186-01
一、大阳高度和正午太阳高度的含义
(1)太阳高度是太阳高度角的简称,表示太阳光线对当地地平面的倾角。在晨昏线上,正午太阳高度等于0° , 从空间上看,晨昏圈与太阳光线相切,太阳光线与晨昏线所在的大圆垂直。
(2)太阳高度的分布规律:在直射点上,太阳高度为 90° ,以该点为中心,向四周呈同心圆状递减。
(3)一日内最大的太阳高度,称为正午太阳高度,此时观测者的地方时为12 时。正午太阳高度反映了世界的太阳辐射强弱状况。
二、太阳高度的日变化规律
(1)极点上,在极昼期间,极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的,其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度。
(2)非极点地区,太阳高度在一日之内是有变化的,一天之内基本有一个最大值,即当地的正午太阳高度。
三、正午太阳高度的年变化规律
(1)回归线之间:正午太阳高度最大值为 90° ,每年有两次太阳直射现象,即一年中有两个正午太阳高度最大值。
(2)回归线上:正午太阳高度最大值为 90° ,一年中只有一次太阳直射现象,即一年中只有一个正午太阳高度最大值。
(3)回归线至极点之间:正午太阳高度最大值小于 90°,一年中只有一个正午太阳高度最大值。
四、正午太阳高度的计算
(1)公式法: H = 90°- 纬距(所求地点和太阳直射点之间的差)
(2)利用光照图求特殊位置的太阳高度,极点的太阳高度等于直射点的纬度
(3)利用“立竿见影法”求正午太阳高度
(4)利用理论计算:
A.极点的太阳高度等于太阳直射点的纬度
B.极昼最低纬度的正午太阳高度等于太阳直射点纬度数的2倍
C.极昼(夜)的最低纬度与太阳直射点的纬度互余
D.极昼地区,某地正午太阳高度与子夜太阳高度之和的一半等于极点的正午太阳高度,也等于太阳直射点的纬度数
E.在极昼区内,如果朝南的正午太阳高度大于朝北的子夜太阳高度,则此地在北半球,反之在南半球
F.在极昼区内,某地正午太阳高度与极昼最低纬度的正午太阳高度的关系:纬度升高一度,正午太阳高度减小一度,反之,增加一度;与子夜太阳高度的关系:纬度升高一度子夜太阳高度增大一度,反之减小一度
若直射点与所求地点同在南半球或者同在北半球,两点差为大值减去小值;若直射点与所求地点分属于南北不同半球,两点差为两地纬度之和。若计算出某地正午太阳高度等于零,说明此点在极夜边缘线上;若小于零,说明此点此时为极夜。
五、正午太阳高度的应用
(1)确定地理位置:当太阳直射点位置一定时,如果我们能够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度,正午太阳高度就相差多少度”的规律,求出当地的地理位置。
(2)确定地方时:当某地太阳高度达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是 12 时。
(3)确定房屋的朝向:为了获得较充足的太阳光线,确定该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,房屋朝南。在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。
(4)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。
案例
例:读图3―10,图中ED为昏线,读后回答下列问题。
(1)此时太阳直射点的地理坐标是。
(2)A、B两地正午太阳高度角较大的是 ,A、B两地日出较早的。
(3)此时赤道上昼的范围是 。
(4)为使地处32°N的太阳能热水器最大限度地利用太阳光能,这一天应将太阳能热水器的真空管平面与楼顶之间的夹角α调整为。
图3―10
解析:此题主要考查太阳光照图读图分析能力和正午太阳高度规律的应用。
根据地球自转方向和ED为昏线,则北极圈上为极昼,时间为6月22日,太阳直射北回归线,
70°E正好把夜半球平分,所以直射点在(23°26′N,110°W),根据正午太阳高度的分布规律,正午太阳高度A>B;根据昼夜长短的规律,北半球 纬度越高白昼越长,日出越早,故B早于A;因赤道上昼长为12小时,70°E为0时,故赤道上白昼应以110°W为对称轴东西各跨90°,故白昼范围应为160°E～180°～20°W;第(4)题根据给定条件,φ=32°N,δ=23°26′N,太阳光线与真空管平面垂直,H=90°-|φ-δ|H=81°26′,α+H=90°,α=8°34′。
答案:(1)23°26′N,110°W (2)A B (3)160°E～180°～20°W
(4)8°34′
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