内容正文:
第三节 地球公转与自转共同作用下产生的地理意义
课时1 正午太阳高度角的变化
课程标准
结合实例,说明地球运动的地理意义。
学习目标
1.理解正午太阳高度角变化的成因。2.掌握正午太阳高度角的变化规律。
1.太阳高度角
(1)含义:太阳光线与地平面的夹角。
(2) 正午太阳高度角
2.空间(纬度)变化规律:由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
3.时间(季节)变化规律(以北半球为例)
节气
最大值地区
最小值地区
夏至日
北回归线及其以北地区
南半球各地区
冬至日
南回归线及其以南地区
北半球各地区
二分日
赤道
极点
判断
1.日出时太阳高度角为0°。( √ )
2.同一纬线上正午太阳高度角相等。( √ )
3.极点一天内太阳高度角不变。( √ )
探究点 正午太阳高度角及其应用
根据2017最新楼间距国家标准规定,房屋前后间距为:普通小区居住用房可以用“楼高/楼间距=1/1.2”比值计算。并按以冬至日日照时间不低于1小时(楼房最底层窗户)为标准。小区业主可根据该标准判断楼间距是否合理。
1.小区业主为什么这么重视楼间距问题?
答案 楼间距与太阳光照相关,在太阳高度角一定的情况下楼间距的大小会影响到采光条件的好坏。
2.在下图中画出二分二至日时的正午太阳高度角空间变化曲线,并总结变化规律。
答案
变化规律:正午太阳高度角从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。
3.下表为正午太阳高度角的季节变化规律,把表格补充完整。
北回归线及其以北地区
一年有一次最大值(________日前后),一次最小值(________日前后)
南回归线及其以南地区
一年有一次最大值(________日前后),一次最小值(________日前后)
南北回归线之间(除赤道外)
一年有________最大值(________时最大),一次最小值(南半球出现在6月22日前后,北半球出现在12月22日前后)
赤道地区
一年有两次最大(________、________)、两次最小(夏至、冬至)
递变规律
来增去减(直射点向本地所在纬线移来,则正午太阳高度角________,移去则________)
答案
北回归线及其以北地区
一年有一次最大值(6月22日前后),一次最小值(12月22日前后)
南回归线及其以南地区
一年有一次最大值(12月22日前后),一次最小值(6月22日前后)
南北回归线之间(除赤道外)
一年有两次最大值(太阳直射时最大),一次最小值(南半球出现在6月22日前后,北半球出现在12月22日前后)
赤道地区
一年有两次最大(春分、秋分)、两次最小(夏至、冬至)
递变规律
来增去减(直射点向本地所在纬线移来,则正午太阳高度角增大,移去则减小)
正午太阳高度角的应用
(1)确定地方时
当某地太阳高度角达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向
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。
(3)判断日影长短及方向
太阳高度角越大,影子越短,太阳高度角越小,影子越长。一天中日影的变化规律是:日出时最长正午时最短日落时最长,且日影方向与太阳方向相反。
(4)计算楼间距
一般来说,纬度较低的地区,楼距较近;纬度较高的地区,楼距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度角,并计算影长。以我国为例(见下图),南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度角为H,则最小楼间距L为:L=h/tanH。
(5)计算热水器安装角度
应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直,其倾角和正午太阳高度角的关系为α+H=90°(如下图)。
正午太阳高度角的计算方法
(1)公式:H=90°-两点纬度差。
(2)含义
①H:观测点的正午太阳高度角。
②两点:太阳直射点、观测点。
③纬度差:若两点在同一半球,用较高纬度减去较低纬度;若两点分属于南、北半球,将两点的纬度求和。
如下图所示:
当太阳直射B点(10°N)时,A点(30°N)正午太阳高度角是:HA=90°-=90°-(30°-10°)=70°。
当太阳直射B点(10°N)时,C点(23°26′S)正午太阳高度角是:HC=90°-=90°-(10°+23°26′)=56°34′。
(2018·四川成都中学月考)我国《物权法》指出,住宅间距必须保证北面楼房底层窗台面日照时间不少于1小时(如下图)。据此回答1~2题。
1.“日照时间不少于1小时”的日期指的是( )
A.春分日 B.夏至日
C.秋分日 D.冬至日
2.按照采光要求,下列四个城市相邻同高楼房的间距最宽的应该是( )
A.北京(40°N) B.哈尔滨(45°N)
C.广州(23°N) D.台州(29