全面突破正午太阳高度 ——分布规律及实际应用

【高考热点】 正午太阳高度角的变化深刻影响着人类的生产、生活，成为高考考查的重点，试题多以图文结合、图表结合的方式出现，且与现实生活联系密切，注重读图能力、计算能力、空间思维能力的考察。

一、主干知识整合 1. 正午太阳高度计算公式 H =90°-纬度差(所求点和太阳直射点之间的纬度差) 　　1. 正午太阳高度计算公式 H =90°-纬度差(所求点和太阳直射点之间的纬度差) 2. 正午太阳高度的时空变化规律 (以北半球二分二至日为例)　　 (1)正午太阳高度的空间变化规律 　 全球正午太阳高度的纬度变化规律：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。

如图所示的日期，下列地点：北京（39°54′N），新加坡（1°N），汕头（23 如图所示的日期，下列地点：北京（39°54′N），新加坡（1°N），汕头（23.5°N），海口（20°N），正午太阳高度角从大到小排列正确的是（ ） A.新加坡、海口、 汕头、北京 B.北京、汕头、 海口、新加坡 C.汕头、海口、 北京、新加坡 D.汕头、海口、 新加坡、北京 C

1、右下脚运动的地球是回到来处连接的地方

　 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D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C折线所示） ③春秋分：正午太阳高度由赤道 向南北两侧递减（如图中E折线所示）

a、北回归线及其以北的纬度带：每年夏至日(6月22日前后)H达最大值，冬至日(12月22日前后)H达最小值（图A） b、南回归线及其以南的纬度带：每年冬至日H达最大值，夏至日H达最小值（图B）

　　(2)正午太阳高度的年变化规律 　　 　　①回归线之间的地区：正午太阳高度最大值为90°，全年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值（图A） 　　②回归线上：正午太阳高度的最大值为90°，全年有一次太阳直射现象， 即一年中有一个正午太阳高度最大值（图B） 　　③回归线至极点之间的地区：正午太阳高度最大值小于90°，全年没有太阳直射现象。一年中有一个正午太阳高度最大值（图C）

C C 根据正午太阳高度来定位 例1、右图表示某地正午太阳高度和月降水量的变化。读图回答（1）～（2）题。 （1）该地纬度可能为（ ） （1）该地纬度可能为（ ） A.90°N～23°26′N之间 B.90°S～23°26′S之间 C.22°N或22°S D.40°30′N或40°30′S （2）该地气温及降水特征是（ ） A.终年高温多雨 B.夏热少雨，冬温多雨 C.冬温少雨，夏热多雨 D.夏热多雨，冬季寒冷干燥 　C 　C 知识依托： 正午太阳高度的分布规律，坐标图的判读

正午太阳高度的应用一般可以与以下问题结合进行考查： 1. 确定时间：当某地太阳高度达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地地方时为12时。 　　2.根据正午太阳高度定位，进而判断该地区的地理特征。 3. 判断日影长短及方向：正午太阳高度越高，日影越短，反之越长，且日影方向总是背向太阳。 　　4.确定房屋朝向：北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北;回归线之间的地区南窗和北窗均可射入 　　5. 计算楼距：一般来说，纬度越低，楼距越短；纬度越高，楼距越大，解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度及影长 　　6. 计算热水器安装角度 　　7. 判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度

判断山地自然带在阳坡和阴坡的分布高度 一般情况下，由于向阳坡正午太阳高度大，获得太阳光 热多，背阳坡得到太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而同一自然带在阳坡的分布高度较高，在阴坡的分布高度较低。

判断正午日影长短及方向 ①正午太阳高度越大，日影越短; 反之，日影越长。 ①正午太阳高度越大，日影越短;　反之，日影越长。 ②北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北（北极点除外），冬至日日影最长，夏至日最短。 ③南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南（南极点除外），夏至日日影最长，冬至日最短。 ④南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北直射时日影最短（等于0）

（一）立竿测影的问题 例2、 某学校(110°E)地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。如右上图，垂直竖立一根2米长的竿0P，正午时测得竿影长OP′，通过tanα＝0P／0P′，算出正午太阳高度α。据此回答（1）-（4）题。 B （1）该小组每天测量影长时，北京时间应为 A.12:00 B.12:40 C.11:20 D.11:00 （2）3月21日，当该小组进行观测时，下列城市中即将迎来旭日东升的是 A.英国伦敦 B.匈牙利布达佩斯(约19°E) C.土耳其伊斯坦布尔(约29°E) D.夏威夷檀香山(约158°W) （3）右图是该小组绘制的连续一年多的竿影长度 变化图，图中反映3月21日竿影长度的点是 A．① B．② C．③ D．④ （4）该学校大约位于 A21.5°N B21.5°S C45°N D45°S B D A 知识依托： 时间的计算，正午太阳高度的分布规律, 太阳高度和物体影子的关系

（二）楼房间距的问题 　　例3、位于北纬36°34′的某疗养院，计算在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。 （1）新楼至少要距原楼多少米？ （2）若黄赤交角变为23°34′， 两楼之间的距离将应如何变化， 才能保证各楼层均有较好的采 光？ 34.7 m 解题思路：为保证新楼的每一层一年四季都能晒到太阳，则两楼的间距应大于等于南楼的最大影长，即冬至日的影长 间隔应增大 解题思路：黄赤交角增大则该 地冬至日的正午太阳高度将变小 知识依托： 正午太阳高度的分布规律、计算，太阳高度和物体影长的关系

计算热水器的安装角度 太阳能热水器集热面与太阳光线垂直 太阳能热水器集热面与地面夹角同正午太阳高度互余

（三）热水器的角度问题 例4.某校所在地(120ºE、40ºN)安置一台太阳能热水器，为充分利用太阳能，根据太阳高度的季节变化调整其支架倾角。下列四幅日照图中与热水器安置方式搭配不合理的是 D N N A B 63º26′ 16º34′ S S C D 40º 23º26′ 知识依托： 地球自转的方向，晨昏线的特点与节气的判断，正午太阳高度的计算，正午太阳高度和太阳辐射的关系

三、太阳高度分布规律及等太阳高度线图 1、太阳高度的空间分布规律：从直射点向四周递减，至晨昏线为0。 2、等太阳高度线

等太阳高度线图的判读:　 （1）、太阳高度为0°的等太阳高度线为晨昏线 一般图中最大的圆圈为晨昏线，且太阳直射经线以东最大半圆为昏线，以西最大半圆为晨线　 （2）、图中的中心点为太阳直射点 通过该点的经线地方时为12点 通过该点的纬线即为此日太阳直射的纬线,其正午太阳高度角为90 °

（3）、经纬度大小的判读 ①、在太阳直射的经线上,太阳高度角相差多少度,纬度就相差多少度 ②、如果太阳直射赤道,则赤道上太阳高度相差多少度,经度就相差多少度 ③、如果太阳直射其他纬线,此纬线上太阳高度相差多少度,经度的差值一定大于太阳高度的差值.

（4）、太阳直射经线上的纬度跨度为180° ①、当太阳直射赤道上，此经线最北点为北极，最南点为南极 ②、当太阳直射北半球时，北极点位于最北点以南，北极点与最北点之间纬度差等于直射点的纬度度数 ③、当太阳直射南半球时，南极点位于最南点以北，南极点与最南点之间的纬度差等于直射点的纬度度数

等太阳高度线图的判读技巧： 1．图的中心为太阳直射点，太阳高度以该点为中心向四周逐渐降低；通过该点的经线即太阳直射的经线，地方时是12点；通过该点的纬线即为太阳直射的纬线，其正午太阳高度为90度。 2．在太阳直射的经线上，太阳高度相差多少度，纬度就相差多少度；如果太阳直射赤道，则赤道上太阳高度相差多少度，经度就相差多少度；如果太阳直射点不在赤道，则在太阳直射的纬线上太阳高度相差多少度，经度的差值一定大于太阳高度的差值。

3．如果图中标注了太阳高度的数值，则视具体数值而判断：一是最外侧的大圆圈为0°等太阳高度线，即为晨昏线，一般是太阳直射经线以东最大的半圆为昏线，以西最大的半圆为晨线；二是图中最大的圆圈不是0°等太阳高度线，那它就不是晨昏线。如果图中没有标注太阳高度的数值，一般来讲，图中最外侧的大圆圈上太阳高度为0°，即晨昏线。 4．由于太阳直射经线上太阳高度南北跨度为180度，当太阳直射赤道时，此经线最北点为北极点，最南点为南极点；太阳直射北半球时，北极点在最北点以南，图上没有南极点；太阳直射南半球时，相反。

图1是某地某日太阳高度分布图，回答： （1）从图中可以看出，太阳高度的分布是 。 （2）该图的节气应该是　　　　。 （3）此时北京时间是 。 直射点向四周降低 夏至日 20时

图1是某地某日太阳高度分布图，回答： （4）A点所在经线的经度是 （5）C点的经度值 （大于或小于）23°26′。 180° 大于

A A (1)．图中同心圆表示晨昏线的是 A．0°等值线 B．23°26′等值线 C．66°34′等值线 D．90°等值线 右图为地球上某一时刻太阳高度分布图(图中同心圆为太阳高度值相同地点的连线，数字表示太阳高度值)．据此回答1—2题。 A (1)．图中同心圆表示晨昏线的是 A．0°等值线 B．23°26′等值线 C．66°34′等值线 D．90°等值线 (2) 有关此刻太阳高度分布规律的叙述，正确的是 A．从太阳直射点向四周降低 B．从北回归线向四周降低 C．从太阳直射点向两极递减 D．从北回归线向两极递减 A

下图为某时刻太阳高度分布状况（同心圆为等太阳高度线，圆心为90°） 1．此刻北京时间是 A．10:00 B．14:00 C．08:40 D．15:20 2．①②两地经度相同，①③两地纬度相同，则此刻的太阳高度 A．①＞② B．①＝② C．①＜③ D．①＝③ 3．甲地的昼夜长短情况是 A．昼夜平分 B．昼短夜长 C．极夜 D．极昼 D A D

例5、下图为地球某时刻太阳高度分布的示意图。完成（1）～（3）题。 　例5、下图为地球某时刻太阳高度分布的示意图。完成（1）～（3）题。 （1）此时，北京时间为 　A. 2时 　　 B. 8时 C. 14时　　 D. 20时 （2）此时，正在交易的股票市场 (交易时间为上午9：30—11：30， 下午1：00—3：00)是 　　　　　　　　　 A. 纽约　　 B. 东京　 C. 悉尼　　D. 法兰克福 （3） 此时可能出现的现象是 　　　　　　　　　 A. 安大略湖畔曙光初现　　 B. 白令海峡烈日当空 C. 火地岛午夜太阳高照　　 D. 尼罗河畔夜幕深沉 D D Ａ 太阳直射点 S 0度经线中午12点 知识依托： 某一时刻太阳高度的分布规律，时间的计算

三、四季更替 （1）天文四季 中国传统四季 “四立法” 欧美国家四季 “二分二至法” （北温带一些国家采用） （2）气候四季 夏季 春季 3、 4、 5 6、 7、 8 9、10、11 12、1、 2 春季 夏季 秋季 冬季

四、五带划分 同一时间，昼夜长短和正午太阳高度随纬度变化，使得太阳辐射具向有从低纬向高纬递减的规律。 ⑴如果黄赤交角变小，则五带会怎么变化？ ⑵如果黄赤交角变大，五带又会怎么变化？ 23.5°N 23.5°S 66.5°S 66.5°N