内容正文:
思考:我们这里的热水器集热板面一般朝向哪里?为什么?一年中它与地面的夹角变化吗?达到充分利用太阳能了吗?
一、 相关概念辨析
地面
太阳光线
太阳高度角
太阳光线与地面所成的夹角(即太阳在当地的仰角) (0°≦H≦90°)
1、太阳高度
日出日落时(晨昏线上)太阳高度为0°,太阳直射点上,太阳高度是90°。
注意:不一定是90°
2、正午太阳高度:
一、相关概念辨析
H
某地一天当中最大的太阳高度,即地方时为12点时
的太阳高度。
探究一:正午太阳高度的变化规律
“观察并归纳二分二至日正午太阳高度随纬度的变化特征”
春秋二分日:
由赤道向南北两侧递减
夏至日:
由北回归线向南北两侧递减
冬至日:
由南回归线向南北两侧递减
观察动画,思考:太阳直射点南北移动时,A地H有何变化,何时达到最大值和最小值?
探究二:离太阳直射远近与正午太阳高度大小的关系
关系:近大远小
极值: 夏至日,北回归线及其以北各纬度正午太阳高度达一年最大值,南半球各纬度正午太阳高度达一年最小值。冬至日,南回归线及其以南各纬度正午太阳高度达一年最大值,北半球各纬度正午太阳高度达一年最小值。
观察动画,思考太阳直射南北移动时,北半球各地正午太阳高度有何变化
结合课文中关于正午太阳高度变化的描述,依据图1-16、图1-17中的相关数据,在图1-18中分别绘出夏至日、冬至日正午太阳高度的纬度分布。
23.5°
66.5°
90°
正午太阳高度
0°
90°S
66.5°S
23.5°S
0°
23.5°N
66.5°N
90°N
图1-18 正午高度的纬度分布
冬至日
夏至日
二分日
活 动1
探究三:正午太阳高度的计算
δ
H
α
β
φ
12点
太阳直射点
A′
B
δ
H
φ
12点
太阳直射点
A
B
根据图你能推出正午太阳高度计算公式吗?
H=900 - 两地纬度差
例3:比较夏至日长沙(28°N)、海口(20°N)和昆明(25°N)正午太阳高度的大小?
例2:已知夏至日某地正午太阳高度是70°,求该地的纬度?
练习:
例1:求夏至日北京的正午太阳高度?
探究四:正午太阳高度的在日常生活中的实际应用
(1)确定地方时
(2)判断影长及方向
(3)确定房屋的朝向
(4)楼房间距问题
(5)太阳能热水器的角度问题
(6)确定当地的地理纬度
H
α
1. 热水器安装问题
焦作某家属楼顶安装太阳能热水器,为了使热水器最大限度的获得太阳光热,集热管与楼顶的夹角一年中调幅应是多少?(焦作地理纬度约35度)
集热管/板
探究四:正午太阳高度的在日常生活中的实际应用
案例:某校所在地(120°E,40°N)安置一台太阳能热水器,为了获得最多的太阳光热,提高利用效率,需要根据太阳高度的变化随季节调整其支架倾角,下列四幅日照图中与热水器安置方式搭配不合理的是
D
2
11
2.买房问题
房地产开发商在我国某城市(北纬30°) 建造了两栋商品住宅楼,南楼69米,间距40米。某户居民买了北楼一层的一套房子,于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住。(tan36.5°≈0.7、tan45°≈1、tan60°≈1.732)
计算回答该房屋一年中中午被南楼挡住的时间大约是:
A.1个月 B.3个月
C.6个月 D.9个月
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______,房屋坐_____朝______;
在南回归线以南地区,正午太阳位于______,房屋坐_____朝______。
正南
北
南
正北
南
北
三、确定房屋的朝向
正午太阳高度的变化
知识结构
1.概念
2.纬度分布
(空间)
3.季节变化
4.计算
5.应用
太阳高度
正午太阳高度
春/秋分 由赤道向南北两方递减
夏至日 由北回归线向南北两方递减
冬至日 由南回归线向南北两方递减
北回归线以北地区:夏至最大,冬至最小
南回归线以北地区:冬至最大,夏至最小
回归线之间地区:两次直射,回归线上一次
H=90°-纬度差 (同半球减异半球加)
③. 房屋朝向
①.热水器角度调整
②.楼距计算
(时间)
(2016·江苏卷)下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图。为保证冬季太阳能最佳利用效果,图中热水器安装角度合理的是据此完成下题。
A.① B.② C.③ D.④
放置倾度=90°-H冬=“纬距”
=90°-90°+(40°+23.5°)
=63.5°
15
$$