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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15N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15N,处于极昼现象的范围为75N~90N,所以B点的纬度为75N;据此时北京时间2时,可得B点的经度为90W;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)75N,90W 24 25 (2)由太阳直射点向四周逐渐递减 (3)EA 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2326S,为6634N,得:
H=90-|6634-(-2326)|=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。
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