内容正文:
1.22 正午太阳高度角的变化
课 前 速 记
1.地球公转方向为自西向东,周期为365日6时9分10秒,称为1恒星年。
2.1月初,地球位于近日点附近,公转速度较快;7月初,地球位于远日点附近,公转速度较慢。
3.黄赤交角是23°26′,它的存在使太阳直射点在南、北回归线之间往返移动,运动周期为365日5时48分46秒,叫作1回归年。
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任务设定
结合实例,说明正午太阳高度角的变化及其在生活的应用
1.结合二分二至日太阳照射地球示意图,理解正午太阳高度的空间和时间分布规律。
2.能够运用地球公转和太阳直射点的移动规律解释生活中的一些现象。
1.正午太阳高度角变化的原因是什么?
2.正午太阳高度角的变化规律是什么?
知识精讲
知识点01 正午太阳高度角的变化
三、正午太阳高度角的变化
1.概念
(1)太阳高度角: 与 之间的夹角。
(2)正午太阳高度:一天中太阳高度最大值出现在 。
2.变化原因:黄赤交角的存在、 的南北移动。
3.变化规律
(1)纬度分布
同一时刻,各地正午太阳高度从 所在纬度向南北两侧递减。
春、秋分日
由 向南北两侧递减
夏至日
由 向南北两侧递减
冬至日
由 向南北两侧递减
(2)季节变化
节气
最大值地区
最小值地区
夏至
北回归线及其以北地区
的各纬度地区
冬至
北半球的各纬度地区
春分、秋分
极点
[特别提醒] 太阳高度与正午太阳高度不同。太阳高度是太阳光线与地面所成的夹角,在一天当中是不断变化的。在晨昏线上的各地太阳高度为0°,昼半球上的各地太阳高度大于0°,夜半球上的各地太阳高度小于0°。太阳高度最大值为90°;正午太阳高度是一日内最大的太阳高度,即当地地方时12时的太阳高度。
太阳高度的日变化是由地球自转运动产生的,
正午太阳高度的年变化是由地球公转运动产生的。
【学生思考】夏至日,正午太阳高度分布规律:
冬至日,正午太阳高度分布规律:
二分日,正午太阳高度分布规律:
归纳提升
1.正午太阳高度的变化
(1)正午太阳高度的纬度变化规律
同一纬度,正午太阳高度相同。同一时刻从太阳直射纬度向南北两侧递减:
(2)正午太阳高度的季节变化规律
同一地点,正午太阳高度的大小随季节变化而变化:
2.正午太阳高度的计算
某地正午太阳高度H的大小,可用下面的公式来计算:H=90°-|φ±δ|(同半球减,异半球加)。其中φ为当地地理纬度,δ为直射点的纬度。|φ±δ|为某地纬度与直射点纬度的差值。
3.正午太阳高度的应用
(1)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。
(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
正午太阳高度越大,影子越短,正午太阳高度越小,影子越长。
一天中日影的变化规律是日出最长正午最短日落最长,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,楼间距较近;纬度较高的地区,楼间距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度,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为H,则最小楼间距L=h·cot H。
【及时训练】城市住宅小区规划时,对采光条件有明确的规定。下表反映了我国部分城市住宅地日照间距要求(表中H为住宅楼高度,适用于住宅呈南北朝向的平原地区)。据此回答下题。
城市
冬至日正午太阳高度
日照间距
甲
24°45′
2.02H
乙
40°28′
1.18H
丙
35°21′
1.41H
丁
26°36′
1.86H
(1)在我国多数城市的居住建筑日照标准中,都以冬至日作为标准日,原因是( )
A.冬至日气温低 B.冬至日降水多
C.冬至日白昼时间最短 D.冬至日正午太阳高度最小
(2)位于北纬30°的杭州某住宅小区在规划建设两幢楼高均为30 m的住宅时,其楼间距应不
小于(tan35°≈0.7,tan45°=1,tan 60°≈1.732)( )
A.35 m B.40 m