第1章 第2节第2课时 正午太阳高度的变化（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高二地理选择性必修1同步学案（湘教版2019）

第2课时　正午太阳高度的变化 一、正午太阳高度的变化 1．太阳高度与正午太阳高度： (1)太阳高度(甲图)：太阳光线与地平面之间的夹角(即太阳在当地的仰角)。在太阳直射点上，太阳高度为90°；在晨昏线(圈)上，太阳高度为0°。 (2)正午太阳高度(乙图)：一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度。 2．正午太阳高度的变化规律： (1)纬度分布。 同一时刻，各地正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。 时间(北半球) 正午太阳高度变化规律 春、秋分日 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 (2)季节变化。 时间 (北半球) 正午太阳高度最大值地区 正午太阳高度最小值地区 夏至日 北回归线及其以北地区 南半球各纬度地区 冬至日 南回归线及其以南地区 北半球各纬度地区 二分日 赤道 极点 【思考】　不同地区正午太阳方位有什么不同？ 提示：太阳直射点以北地区，正午时太阳位于观测地的正南方向。太阳直射点以南地区，正午时太阳位于观测地的正北方向。极昼、极夜地区除外。太阳直射点所在纬线，正午时太阳位于观测地的上中天。 二、正午太阳高度角计算及应用 1．正午太阳高度的计算： (1)公式：H＝90°－两点纬度差 (2)说明：“两点”指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。如图所示： 例如：当太阳直射B点(10°N)时： A点(40°N)正午太阳高度： H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60° C点(23.5°S)正午太阳高度： H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5° 2．判断一年中正午太阳高度最大值和最小值的时间： 纬度 最大值出现时间 最小值出现时间 赤道 春分和秋分 夏至和冬至 续表 纬度 最大值出现时间 最小值出现时间 北回归线及 以北地区 夏至 冬至 南回归线及 以南地区 冬至 夏至 【思考】　从改善住宅采光条件考虑，我国南北方楼间距有何差异？ 提示：由于北方的正午太阳高度相对南方地区较小，为使楼房底层获得较好的采光，北方楼间距一般应大于南方。 探究一　正午太阳高度的变化规律 　　　建造建筑物，不得违反国家有关工程建设标准，妨碍相邻建筑物的通风、采光和日照。下图为济南在二分二至日的正午太阳高度示意图。 【问题探究】 (1)材料中描述的影响建筑物采光和日照的主要因素是什么？ (2)材料中，①②③分别表示哪一天的正午太阳高度？其中，决定济南楼间距大小的是哪一个？这一天，全球正午太阳高度的变化规律是怎样的？ 提示：(1)正午太阳高度。 (2)①表示夏至日，②表示春分日和秋分日，③表示冬至日。其中，③决定济南楼间距的大小。冬至日，全球正午太阳高度自南回归线向南北两侧递减。 [方法技巧] 　正午太阳高度的变化规律 　(1)纬度变化。 　(2)季节变化。 探究二　正午太阳高度的应用 　　　《城市居住区规划设计标准》中指出住宅建筑的间距应符合相关规定，如Ⅴ、Ⅵ气候区冬至日日照时数不应低于1小时，对特定情况，还应符合下列规定：老年人居住建筑日照标准不应低于冬至日日照时数2小时；在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低，既有住宅建筑进行无障碍改造加装电梯除外；旧区改建项目内新建住宅建筑日照标准不应低于大寒日日照时数1小时。 【问题探究】 (1)在我国的大部分地区，楼高一定的情况下，室内的采光状况与楼间距有何关系？ (2)我国制定的《城市居住区规划设计标准》中某些建筑气候区对住宅接受日照时间的最低标准，为什么要以冬至日来衡量？ (3)在北京购买商品住宅时，如果想验证开发商关于“全年都可见到阳光”的销售宣传语的真实性，我们应选择在什么时间去看房？ 提示：(1)我国大部分地区都位于北回归线以北，楼高一定的情况下南北方向上的楼间距越小，室内的采光时间越短；反之则越长。 (2)冬至日时我国各地的正午太阳高度达到一年中的最小值。 (3)选择在冬至日前后去看房。 [方法技巧] 　正午太阳高度的应用 (1)确定地方时。 某地太阳高度达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。 (2)确定房屋的朝向。 北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；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，正午日影越短；正午太阳高度越小，正午日影越长，且日影方向背向太阳。 (4)太阳能热水器的安装。 太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化而调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角，如下图所示，α＋H＝90°时效果最佳。 在集热板(真空管)的倾角α与正午太阳高度H互余的情况下，太阳能热水器的热能利用率最高。为了更有效地利用太阳能，从理论上讲集热板的倾角α应随季节的变化进行调节。 (5)室内采光。 一般情况下，正午太阳高度越大，照射到房间里的面积越小，即夏季照射面积小，冬季照射面积大。北回归线以北的地区，太阳光线正午从南窗射入；南回归线以南的地区，太阳光线正午从北窗射入。 (6)确定地理纬度。 根据正午太阳高度计算公式可计算出当地地理纬度。 (7)推算楼间距。 纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。如下图所示，我国某地，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。 下图为“我国某地春分日正午太阳光线与头顶夹角示意图”。据此回答1～2题。 1．次日该地正午太阳高度将(　　) A．变大　 　　　　　B．变小 C．不变 D．不确定 2．该地夏至日正午太阳高度是(　　) A．28° B．62° C．38.5° D．85.5° 1．A　2.D　第1题，春分日次日，太阳直射点由赤道北移，图示为我国某地，位于赤道以北，则正午太阳高度将变大，A项正确。第2题，图示为我国某地春分日正午太阳光线与头顶夹角示意图，则根据正午太阳光线与头顶的夹角可计算出此时的正午太阳高度为62°，此时太阳直射赤道，根据正午太阳高度的计算公式“正午太阳高度＝90°－纬度差”可知，当地的纬度为28°N；夏至日太阳直射北回归线(23.5°N)，代入公式计算可知，该地夏至日正午太阳高度是85.5°，D项正确。 　　吉林(126°33′E，44°N)某同学对传统的太阳能热水器进行了改造(下图)。为使集热效率达到最高，应保持正午太阳光与集热板垂直。据此完成3～4题。 3．集热板与地面夹角最大值与最小值分别为(　　) A．46.5°　23.5° B．69.5°　22.5° C．66.5°　22.5° D．67.5°　20.5° 4．若采用“立竿测影”的方法测定某日太阳直射点的纬度时，必须观测和记录的数据(竹竿长度已知)是(　　) A．日最短竿影长度 B．日最短竿影方位 C．北京时间 D．白昼长度 3．D　4.A　第3题，读图可知，集热板与地面夹角应与正午太阳高度角互余；当地纬度为44°N，最大正午太阳高度为90°－(44°－23.5°)＝69.5°，集热板与地面夹角最小值应为90°－69.5°＝20.5°；最小正午太阳高度为90°－(44°＋23.5°)＝22.5°，因此集热板与地面夹角最大值应为90°－22.5°＝67.5°。第4题，通过记录当日最短的竿影长度，才能根据竹竿和竿影的长度计算出当日正午太阳高度，进而根据正午太阳高度的计算公式计算出当日太阳直射点的纬度。 学科网（北京）股份有限公司 $$