内容正文:
第五节 地球公转的地理意义(二)
——太阳高度变化、四季和五带
知识点一 正午太阳高度的变化规律及计算
1.纬度变化规律
(1)夏至日:正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减,如图中c 折线所示。
(2)冬至日:正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减,如图中a 折线所示。
(3)春、秋分日:正午太阳高度由赤道向南北两侧递减,如图中b 折线所示。
2.季节变化规律
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至
北回归线及其以北各纬度
南半球各纬度
冬至
南回归线及其以南各纬度
北半球各纬度
春、秋分
赤道
南、北极点
正午太阳高度的分布规律
1.正午太阳高度的空间变化规律
正午太阳高度从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减;离直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大;同一纬线上正午太阳高度相等;以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线,正午太阳高度相等。
2.正午太阳高度的季节变化规律(以北半球为例)
不同地区
主要特点
图示
赤道上
两次最大,春分日和秋分日太阳直射为90°;两次最小,冬至日和夏至日时为66°34′
赤道与北回归线之间的地区
有两次直射现象,两次最大值为90°,一次最小值在12月22日
北回归线上
一次直射为最大值在6月22日达90°,一次最小值在12月22日
北回归线与北极圈之间
一次最大值小于90°,在6月22日,一次最小值在12月22日
北极点上
春分至秋分出现极昼,正午太阳高度角大于0°,其中一次最大在6月22日,秋分至春分出现极夜,正午太阳高度小于0°
[典题例析]
(2021·山东高考)某日,小李在某地(110°E,40°N)广场游玩时,发现广场平面图中的指向标模糊不清(左图)。他通过观测广场石柱影子的长度和方向(右图),确定了平面图的指向标。据此完成(1)~(2)题。
(1)该广场平面图的指向标应该是右图中的( )
A.① B.②
C.③ D.④
(2)一周后的相同时刻,小李再次测量发现该石柱的影长变长,则第二次观测日期可能在( )
A.2月16日前后 B.5月8日前后
C.8月20日前后 D.11月10日前后
[解题指导]
[答案] (1)B (2)C
正午太阳高度的计算
1.计算太阳高度(特殊点)
(1)晨昏线上太阳高度为0°。
(2)直射点上太阳高度为90°。
(3)极昼范围内的0时太阳高度:h=当地地理纬度+太阳直射点纬度-90°或者h=当地地理纬度-出现极昼的最低纬度。如6月22日,70°N的0时太阳高度角为:h=70°+23°26′-90=3°26′。
2.计算正午太阳高度
H=90°-两点纬度差(由直射点向南北两侧,纬度降1°,高度角也降1°)
两点纬度差为当地纬度与太阳直射点纬度之间的差。若两点同为北纬或南纬,两点纬度相减即为纬度差;若一点为北纬,一点为南纬,两点纬度相加即为纬度差。
3.计算当地纬度
先算出高度差,即为两点纬度差,再根据直射点纬度计算该地纬度(可能在直射点两侧有两地点,也可能只有一地点)。
如6月22日,求正午太阳高度为60°的某地纬度:
①高度角差=90°-60°=30°,则纬度差也为30°。
②位于直射点(23°26′N)北侧的该地纬度为23°26′N+30°=53°26′N,位于直射点(23°26′N)南侧的该地纬度为30°-23°26′N=6°34′S。
[典题例析]
(2022·海南高考)1909年5月,广东水师提督李准率领水师官兵乘伏波舰、琛航舰巡查南海诸岛。在今三沙市西沙区测绘地图,勘察岛屿,勒石竖旗,逐一命名,其中琛航岛(16°27′N,111°42′E)以琛航舰命名。李准滩(7°48′N,110°28′E)位于三沙市南沙区,是为了纪念李准当年巡查南海诸岛而命名(如图)。
一年内李准滩的正午太阳高度与琛航岛相比,正确的是( )
A.夏至日都达到最大值
B.始终大于琛航岛
C.冬至日都达到最小值
D.达到90°的次数多
[解析] 两地处于南北回归线之间,正午太阳高度最大值出现在太阳直射点位于当地纬度时,并不是夏至日,A错误。夏至日时太阳直射点位于北回归线,由于李准滩的纬度较低,李准滩的正午太阳高度角比琛航岛要小,B错误。冬至日,太阳直射点位于南回归线,北半球各地正午太阳高度角达到一年中的最小值,两地都属于北半球,所以冬至日都达到最小值,C正确。两地每年都有两次太阳直射,正午太阳高度达到90°的次数一样多,D错误。
[答案] C
我国科考队在南极圈内某地进行科考,如图为我国科考队员在12月22日于当地时间14时拍摄到的太阳照片。科考队还测得了该日当地最小太阳高度为10°。据此完成1~2题。
1.该地正午太阳高度约为( )
A.43° B.