内容正文:
高频点2 昼夜长短与正午太阳高度
[对应学生用书P3]
角度1 昼夜长短的变化
(2023·海南卷)对日影和太阳高度变化的观测可以判断地理位置、地方时等要素。下面左图为甲地某日日出至日落期间标杆的日影变化示意图,当日影朝正北方向时,标杆长度与其日影长度相等。右图为乙地在同一日正午时刻的太阳高度示意图。图中时间均为北京时间。据此完成下题。
观测当日( )
A.甲地昼长夜短
B.乙地昼短夜长
C.甲地昼长大于乙地
D.甲乙两地昼夜等长
[解题分析]
D 解析:读图可知,甲地太阳从正东升起、正西落下,昼夜平分;甲地正午日影朝北,说明太阳直射点没有直射甲地。据此可知,该日为春秋分日,太阳直射赤道,全球昼夜平分,甲、乙两地昼夜等长。D项正确,A、B、C项错误。
角度2 正午太阳高度的变化
(2022·广东卷)2021年10月16日,神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,将我国3名航天员顺利送入距离地表约400千米的中国空间站。2022年4月16日,航天员安全返回地球。据此完成下题。
驻留期间,酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值( )
A.先变大后变小 B.先变小后变大
C.持续不断变大 D.始终保持不变
D 解析:在航天员驻留期间,两地始终都位于太阳直射点以北,则两地与太阳直射点的距离变化始终一致,则两地正午太阳高度角的差值始终一致,保持不变,两地正午太阳高度角的差值始终为两地纬度之差。故选D项。
1.昼夜长短的变化规律
(1)昼夜长短状况:太阳直射点所在的半球,昼长夜短,且纬度越高,昼越长,夜越短,另一半球则相反。注意:发生极昼极夜地区除外。
(2)昼夜长短变化状况:太阳直射点向北移动,北半球各地昼变长,夜变短,南半球则相反;太阳直射点向南移动,北半球各地昼变短,夜变长,南半球则相反。
2.辨生活现象定昼夜长短
(1)日出日落方位与昼夜长短
①太阳直射北半球时,日出东北,日落西北,则北半球昼长夜短,南半球相反。
②太阳直射南半球时,日出东南,日落西南,则北半球昼短夜长,南半球相反。
③太阳直射赤道时,日出正东,日落正西,则全球昼夜平分。
④刚好出现极昼的地方,北半球正北升起,正北落下;南半球正南升起,正南落下。
(2)日出日落时间与昼夜长短
①某地日出早于6时或日落晚于18时,该地昼长夜短。
②某地日出晚于6时或日落早于18时,该地昼短夜长。
③春秋分日,全球各地都是6时日出,18时日落,全球昼夜平分。
④赤道上每天都是6时日出,18时日落,昼夜平分。
3.昼夜长短的计算
(1)昼(夜)弧度法
昼长=昼弧/15°,夜长=夜弧/15°
(2)日出日落时间法
①昼长时间=2×(12-日出时间)
=2×(日落时间-12)
②夜长时间=2×(日出时间-0)
=2×(24-日落时间)
③昼长时间=日落时间-日出时间
上面计算公式中日出和日落时间均为当地地方时
3.正午太阳高度的变化规律
(1)思维过程
(2)三看法理解基本规律
①大小看“远近”——近大远小
距离直射点所在的纬线越近,正午太阳高度越大;距离越远,正午太阳高度越小。
②变化看“移动”——来增去减
太阳直射点向某地所在的方向移来时,该地的正午太阳高度逐渐增大;太阳直射点向某地所在的方向远去时,该地的正午太阳高度逐渐减小。
③位置看“数值”——90°的出现
4.正午太阳高度的计算与应用
(1)两个正午太阳高度的固定值
①极点的正午太阳高度=直射点的纬度。
②极昼(夜)圈的纬度与直射点的纬度互余。
(2)正午太阳高度与日影
一天中,正午时太阳高度最大,日影最短;日出与日落时太阳高度最小,日影最长。一天中日影长短的变化规律是:由长到短,再由短到长。
一年中,北回归线以北地区夏至日正午太阳高度最大,正午日影最短;冬至日正午太阳高度最小,正午日影最长。
(3)计算楼距、楼高
为了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(如图甲),南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度角为θ,则最小楼间距L为:L=h·cot θ。
(4)计算太阳能热水器的角度
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(α),使太阳光线与受热板成直角,其倾角和正午太阳高度的关系为α+θ=90°,如图乙,计算可得α=纬度差(当地纬度与直射点纬度的差)。
(2023·河北唐山高三一模)北京时间2023年1月1日6时30分许,浙江舟山(30°N,122°E)朱家尖海滩迎来新年的第一缕阳光(图a);6时50分许,在我国领土最东端附近的黑龙江抚远(48°N,134°E),旭日也从地平线上缓缓升起(图b)。据此完成1~2题。
1.抚远迎接新年第一缕阳光的时间要比舟山晚一些,主要原因在于两地的( )
A.经度差异 B.纬度差异