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高中地理正午太陽高度講解
高中地理正午太陽高度講解
更新时间:2025-04-04 09:26:19
知識點
  • 1. 正午太陽高度角

正午太陽高度角,指的是當地時間12:00時,太陽光線與地平面的夾角(下圖中的α)。太陽高度角的大小,與太陽直射點的位置、觀察者的緯度有關,計算公式如下:

α = 90° - | β - γ |

其中α為正午太陽高度角,β為觀察者所處的緯度,γ為太陽直射點的緯度。觀察者距離太陽直射點越近,正午太陽高度角越大。在計算時,β-γ表示的是兩地的緯度差。當β與γ不處于同一個半球時,計算時應當轉換為加法,例如:40°N-23°26′S=63°26′。

高中地理正午太陽高度講解(高中地理每日講1題)1

圖1 正午太陽高度角

  • 2. 太陽能闆的最佳角度

當太陽光線垂直于太陽能闆時,光能的利用率最高。此時太陽高度角α與太陽能闆的角度β“互餘”,即:α β=90°。

高中地理正午太陽高度講解(高中地理每日講1題)2

圖2 太陽能闆的最佳角度


例題

高中地理正午太陽高度講解(高中地理每日講1題)3

圖3 例題

答案:C、D

精講精析:(1)判斷圖中的南北方向。①該地區的緯度為40°N,而太陽直射點的緯度為23°26′N~23°26′S,即太陽直射點一直位于該地區的南邊;②屋頂的太陽能應該迎着太陽的方向,因此太陽能的朝向,即為南方,即圖中的右側為南方,左側為北方。

(2)分析樹種的選擇。①落葉闊葉林夏季枝葉豐富,冬季隻剩枝幹;常綠闊葉林一年四季枝葉豐富;②夏季時天氣炎熱,太陽位于南面,因此夏季時房屋南面的樹木應該枝葉豐富,遮擋陽光,因此這兩種樹木都滿足條件;③冬季時天氣寒冷,因此房屋南面的樹木應該稀疏一些,透過更多的陽光,因此南側應該為落葉闊葉林;冬季時我國盛行西北風,此時北方應該種植枝葉茂盛、能夠擋風的樹木,因此為常綠闊葉林。綜合來看,南側應種植落葉闊葉林,夏季乘涼、冬季透光;北側應種植常綠闊葉林,冬季擋風。

(3)判斷冬季太陽能的角度。①太陽光線垂直于太陽能闆時,太陽能的加熱效果最好,此時太陽高度角 太陽能闆角度=90°;②冬至時,太陽直射南回歸線,此時太陽高度角=90°-|40°N-23°26′S|=26°34′,則此時太陽能闆的角度=90°-太陽高度角(26°34′)=63°26′;③同理,在秋分時太陽直射赤道,此時太陽高度角為50°,太陽能闆的最佳角度為40°。秋分-立冬-冬至,則可以推斷立冬時的太陽能闆最佳角度介于40°~63°26′之間,估算為52°;④在整個冬季,冬至的太陽高度角最小,太陽能能闆的角度最大;立冬時太陽高度角最大,太陽能闆的最佳角度最小。因此在整個冬季,太陽能闆最合适的角度應該為52°~63°26′,因此選項D正确。


總結
  • 太陽直射點的移動

由于地球的自轉平面(赤道面)與公轉平面(黃道面)存在着夾角:黃赤交角(23°26′),因此在一個回歸年中(365日5時48分46秒),太陽直射點在23°26′N~0°~23°26′S之間往複移動,如下圖所示:

①夏半年(春分-夏至-秋分),太陽直射點由赤道開始,先向北移動到北回歸線,後向南回到赤道。北半球所有地區晝長夜短,北極點附近出現極晝

②冬半年(秋分-冬至-春分),太陽直射點由赤道開始,先向南移動到南回歸線,後向北回到赤道,北半球所有地區晝短夜長,北極點附近出現極夜

高中地理正午太陽高度講解(高中地理每日講1題)4

圖4 太陽直射點的移動

【每晚20:00,每日一題,學好地理】

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