正午太陽高度的變化

2023-01-15 11:00:06 字數 3848 閱讀 4729

緯度距的計算如圖1所示。提示:

若所求點與陽光直射點同在南半球或者同在北半球,兩點間的緯度距為兩點中較大的緯度減去較小的緯度。如圖1,此時陽光直射北緯23.5°,為北半球夏至日,a點與直射點間的緯度距為11.

5°(35°-23.5°),正午太陽高度則為78.5°;b點與直射點間的緯度距為13.

5°(23.5°-10°),正午太陽高度則為76.5°。

注意:圖1中回歸線度數取為23.5°,下面圖3、圖4相同。

若所求點與陽光直射點分屬於南、北兩個不同半球,兩點間的緯度距為兩點緯度之和。如圖1,c點與直射點間的緯度距為53.5°(30°+23.5°),正午太陽高度則為36.5°。

③嚴格來講,隨著地球的公轉,陽光直射點的緯度每時每刻在發生著南北移動。通常情況下,直射點移動的日變化忽略不計,因此,在任何一天,正午太陽高度因緯度不同而不同,同一條緯線上的地點正午太陽高度相等。

根據a、b、c三地6月22日太陽高度日變化示意圖,回答問題。

4.a地冬至日的正午太陽高度角是

a.43°08′ b.66°34′ c.46°52′ d.23°26′

(二)正午太陽高度的應用

1、陽光照射方向、日影的長短的問題

太陽直射點:無日影

其他地點:有日影

(一)日影朝向:日影方向始終_________太陽。(取決於太陽直射點的位置)

正午日影的朝向:太陽直射點以北的地區正午日影朝向_______,以南的地區朝向________(極點除外,極夜地區正午無日影)。不同地區分布如下:

1.南回歸線以南,一年中正午日影都朝向_____;北回歸線以北,一年中正午日影都朝向_____。

2.回歸線之間的地區:赤道上一年中正午日影大約半年朝向正北,半年朝向正南。

3.極點:北極點極晝期正午日影都朝向________,南極點極晝期正午日影都朝向________。

(二)日影長短(取決於太陽高度角的大小)

1. 太陽高度角越大影子越短

2. 太陽高度角越小影子越長

(1)一天中,日出、日落時的日影最______,正午時的日影最______。

(2)正午日影長度:①夏至( ):正午日影達全年最長________;達全年最短

②冬至( ):正午日影達全年最長________;達全年最短

③南北回歸線之間日影達全年最短;

0°—23.5°n達全年最長

0°—23.5°s達全年最長

例1:北京一年中正午日影最長的日期________,正午日影最短的日期一年中正午日影朝向是否變化________,正午日影朝向什麼方向________

例2:一年中日影始終朝向正南的緯度範圍

例3:若在12月22日,正午影長與樓房高度相同且指向正北,正午太陽高度為________該地的緯度是_________

2、樓房間距的問題:

建房時,為保證一樓全年均有陽光照到,兩樓之間的最短距離等於一年中太陽高度最小時樓房的影長 (h為當地的正午太陽高度最小值)l應大於等於hcoth。

例1:在30°n某地蓋兩排幢高為30公尺的樓房,要保證北面樓房最底層終年都能在正午見到陽光,則房屋間距最小為多少?

例2在30°n某地蓋兩排幢樓房,房屋間距為30公尺,要保證北面樓房最底層終年都能在正午見到陽光,則樓房最高為多少?

3、熱水器的角度問題:

太陽能熱水器的集熱板要根據正午太陽高度的季節變化而調整角度,集熱板與地面之間的夾角應等於當天正午太陽高度的餘角。α+h=90°時效果最佳。

例1:在30°n某地使用太陽能熱水器,集熱板要和正午太陽光線保持垂直,則一年中傾角a的最大值是________,最小值是________,一年中傾角的調整幅度為_________

(2010江蘇地理,3~4)下圖為6月22日與12月22日地球表面四地正午太陽高度。讀圖回答21~22題。

21.四地按地球自轉線速度由大到小排列,依次是 (  )。

a.甲、乙、丙、丁 b.乙、丙、丁、甲

c.丙、丁、甲、乙 d.丁、甲、乙、丙

22.四地自北向南排列,依次是 (  )。

a.甲、乙、丙、丁 b.甲、丙、丁、乙

c.丁、乙、丙、甲 d.甲、丙、乙、丁

23.(經典題)下圖中,當a、c值相差20°時,該地的緯度值為 (  )。

a.23°n b.63°n c.43.5°n d.27°n

(2014江西八校聯考)讀「4~8月部分實地不同緯度四地正午太陽高度變化示意圖(a月早於b月)」,完成6~7題。

6.圖中①②③④四地自南往北的正確排序是 (  )。

a.①②③④ b.①②④③ c.③②④① d.④③②①

7.下列敘述正確的是 (  )。

a.地球自轉線速度④大於b.晝夜長短的年變化幅度①小於②

c.正午太陽高度的年變化幅度③小於④ d.a月某日日影在地面的轉動角度②小於③

下圖為某經線在某天中四個時刻的晝夜緯度分布情況和該經線上m地在這一天中的太陽高度分布圖。讀圖回答14~15題。

據圖中④時m地所在經線晝夜狀況和太陽高度情況判斷,太陽直射點位於 (  )。

a.20°n,15°e b.20°s,165°w

c.0°,15°e d.0°,165°w

15.在這一天中,下列說法正確的是 (  )。

a.m地在圖示①時,太陽位於m地的東北方向

b.羅馬天氣為氣溫高、乾燥

c.北京羽絨服熱銷

d.這一天過後,北京太陽能熱水器支架應調高

解析第21題,考查不同地點、不同日期的正午太陽高度大小比較,意在考查學生對全球各地不同時期正午太陽高度分布規律的掌握情況。丙地6月22日正午太陽高度達90°,位於北回歸線上;乙地12月22日正午太陽高度接近90°,且6月22日的正午太陽高度也較大,故乙地位於南回歸線以北不遠處,比丙地更靠近赤道;丁地12月22日的正午太陽高度大於甲地6月22日的正午太陽高度、丁地6月22日的正午太陽高度大於甲地12月22日的正午太陽高度,故這兩地均位於回歸線與極點之間,且所處半球不同,但丁地的緯度比甲地低。第22題,考查正午太陽高度的地區分布,意在考查學生根據不同時期正午太陽高度判斷緯度位置的能力。

結合兩個日期正午太陽高度的大小和上題的分析可知,甲位於北回歸線以北較遠處,丙位於北回歸線上,乙位於南回歸線以北不遠處,丁位於南回歸線以南,故四地自北向南依次為甲、丙、乙、丁。

答案解析第一步:根據圖中夏至日正午太陽高度達一年中最大,而冬至日達一年中最小,可判斷出該地位於北回歸線以及其以北地區。第二步:

c值可表示春分日與夏至日的正午太陽高度差值,即太陽直射點在春分日和夏至日之間的移動幅度,則c值為23°26′,且圖中a小於c,a與c相差20°,則a為3.5°,即該地區冬至日正午太陽高度為3.5°。

第三步:結合正午太陽高度計算公式:h=90°-緯度差,可計算出當地緯度為63°n,故選b。

答案 b

解析由「該地當天上午太陽高度角達到36°時」可知,該地處於北京時間6月22日6時與6月22日13時之間,計算知此時布宜諾斯艾利斯區時處於6月21日18時到6月22日1時之間。

答案 b

解析第6題,4~8月太陽直射點在北半球運動,①地在某日正午太陽高度角為0°,說明位於南半球,位置最南;②地6月22日前後正午太陽高度最小,但大於60°,應位於赤道附近;③地正午太陽高度先增大,再減小,且最大值小於90°,說明位於北回歸線以北;④地正午太陽高度先減小後增大,且正午太陽高度角較大,說明位於赤道與北回歸線之間。第7題,緯度越高,地球自轉線速度越小,晝夜長短的變化幅度越大;由③④所處的緯度可知,正午太陽高度年變化幅度③大於④;由圖可知,a月為6月,b月為7月,6月份③地晝長大於②地,故日影轉動角度大於②地。

答案解析第14題,圖中④時北京時間為19時,可求出太陽直射點所在經線為15°e;根據該經線這一天的晝夜長短情況可知,太陽直射20°n。第15題,m地在圖示①時,地方時為0時,此時太陽位於m地的正北方向;這一天太陽直射20°n,北半球為夏季,位於地中海氣候區的羅馬炎熱乾燥;這一天後,太陽直射點可能往北也可能往南移動,北京太陽能熱水器支架可能調高,也可能調低。答案

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