内容正文:
太阳高度角与四季五带
四季更替和五带
思考
夏季中午太阳灶要调成什么角度才能聚光?
冬季中午呢?
夏季与地面角度小
冬季与地面角度大
什么是太阳高度角?
地 面
太阳高度角
(太阳高度)
正午太阳高度角
(正午太阳高度)
太阳光线与地面的夹角
正午太阳高度:一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度。
正午太阳高度角在一年中有什么样的变化?
正午太阳高度由北回归线向南、北两侧递减
北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年最大
整个南半球正午太阳高度则都达一年最小
夏至
正午太阳高度由南回归线向南、北两侧递减
南回归线及其以南地区正午太阳高度达一年最大
整个北半球正午太阳高度则都达一年最小
冬至
正午太阳高度自赤道向两极递减
南、北半球太阳辐射强度相当
春分
秋分
正午太阳高度的年变化
0°
0°
23°26′
30°
60°
90°
23°26′
30°
60°
90°
0°
30°N
30°S
90°S
90°N
60°S
60°N
冬至
夏至
春秋分
南极圈
南回归线
北回归线
北极圈
正午太阳高度
正午太阳高度
正午太阳高度的计算
H=90˚- 纬度差
纬度相差一度,正午太阳高度角对应相差一度
直射点
15°N
40°N
25°
北京(40°N)的正午太阳高度角
H北京=90°-25°=65°
15°N
23°S
38°
圣保罗(23°S)的正午太阳高度角
H圣保罗=90°-38°=52°
40°N
25°
求纬度差
相同半球:大减小
不同半球:相加
四季更替和五带
形成原因
昼夜长短和正午太阳高度的季节变化,导致太阳辐射随季节有规律的变化
四季更替
地平面
北
南
西
东
冬至
春秋分
夏至
全球日出正东,日落正西
北半球
日出东北,日落西北
北半球
日出东南,日落西南
春分 3•21
夏至 6•22
秋分 9•23
冬至 12•22
春分 3•21
全球日出正东,日落正西
全球日出正东,日落正西
天文四季
夏季:一年内白昼最长、太阳高度最高的季节
冬季:一年内白昼最短、太阳高度最低的季节
春、秋:冬夏两季的过渡季节
1
2
3
4
5
6
12
11
10
9
8
7
气候四季(北半球)
春季:3、4、5月
夏季:6、7、8月
秋季:9、10、11月
冬季:12、1、2月
南半球季节正好相反
寒带 有极昼极夜
温带 无极昼极夜,也无直射
热带 有太阳直射
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:
为了获得更充足的太阳光照,确定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。
(3)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,且日影方向背向太阳。
(4)确定当地的地理纬度:
纬度差多少度,正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度,可判断该地区纬度大小。
(5)确定楼距、楼高:
为了更好地保证各楼层都有良好的采光,楼与楼之间
应当保持适当距离。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为:L=hcotH。
(6)太阳能热水器的倾角调整:
为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角,使太阳光与受热板成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α+h=90°(如下图)。
正午太阳高度的分布规律
右图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。四地自北向南排列,依次
A.甲、乙、丙、丁
B.甲、丙、丁、乙
C.丁、乙、丙、甲
D.甲、丙、乙、丁
答案 D
解析 丙地6月22日正午太阳高度为90°,位于北回归线上;甲地12月22日正午太阳高度最低,6月22日正午太阳高度接近60°,位于北回归线以北;丁地12月22日正午太阳高度超过60°,6月22日正午太阳高度最小,位于南回归线以南;乙地接近南回归线,位于南回归线以北。所以四地自北向南排列依次是:甲、丙、乙、丁。
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正午太阳高度的相关计算
某纬度φ的正午太阳高度H=90°-|φ-δ|,其中δ为太阳直射点纬度,夏半年取正值,冬半年取负值。下图示意某地北京时间18时的太阳位置。
该地的经度为
A.30°E B.30°W
C.60°E D.60°W
该地的纬度可能为
A.10°N B.10°S
C.50°N D.50°S
答案 2.A 3.C
解析 第2题,根据题干:北京时间为18时,而该地为12时,利用时差算出该地经度为30°E,A项正确。第3题,因为题干并没有交代图示为具体哪