正午太阳高度角的计算与应用优选课资.ppt

              1优制课程一、正午太阳高度（角）变化规律一、正午太阳高度（角）变化规律太阳的运动轨迹太阳的运动轨迹头顶头顶傍晚傍晚太阳太阳定义：正午太阳高度角是正午时太阳光线与地平面的夹定义：正午太阳高度角是正午时太阳光线与地平面的夹角，为一天中太阳高度的最大值，简称正午太阳高度角，为一天中太阳高度的最大值，简称正午太阳高度H正午正午早晨早晨2优制课程春分、秋分春分、秋分由由赤赤道道向向南南北北两两侧侧递递减减NS23232323°°°°26′26′26′26′66666666°°°°34′34′34′34′23232323°°°°26′26′26′26′66666666°°°°34′34′34′34′90909090°°°°0 0 0 0°°°°0 0 0 0°°°°3优制课程冬至冬至NS66666666°°°°34′34′34′34′43434343°°°°08′08′08′08′0 0 0 0°°°°90909090°°°°23232323°°°°26′26′26′26′46464646°°°°52′52′52′52′由南回归线向两侧递减由南回归线向两侧递减4优制课程夏至夏至NS66666666°°°°34′34′34′34′43434343°°°°08′08′08′08′0 0 0 0°°°°90909090°°°°23232323°°°°26′26′26′26′46464646°°°°52′52′52′52′由北回归线向两侧递减由北回归线向两侧递减5优制课程6优制课程二、太阳高度的计算二、太阳高度的计算其中纬度差为所求地纬度与太阳直射点纬度的差值（同其中纬度差为所求地纬度与太阳直射点纬度的差值（同减异加）减异加） 公式：公式：例例求夏至日武汉（求夏至日武汉（3131°°N N）） 的正午太阳高度的正午太阳高度求冬至日武汉（求冬至日武汉（3131°°N N）的正午太阳高度）的正午太阳高度H=90-纬度差7优制课程（（1 1）确定地方时）确定地方时（（7 7））判断山地自然带在南坡和北坡分判断山地自然带在南坡和北坡分布高度布高度（（2 2）确定房屋的朝向）确定房屋的朝向（（3 3）判断日影长短及方向）判断日影长短及方向（（4 4）判断所在的地区的纬度）判断所在的地区的纬度（（5 5）计算楼距）计算楼距（（6 6）计算热水器的安装角度）计算热水器的安装角度三、太阳高度的应用三、太阳高度的应用8优制课程（（1 1）确定地方时：）确定地方时：某地太阳高度达一天中最大值时，当地的地方时是某地太阳高度达一天中最大值时，当地的地方时是12时时 　　图为我国西藏某地我国西藏某地6月月22日太阳高度的日日太阳高度的日变化示意化示意图（未考（未考虑海拔等因素）。

据此回答海拔等因素）据此回答6～～7题6. 该地的地理坐地的地理坐标为（（ ））　　A.30°N，，90°E　　B.16°52′N，，105°E　　C.23°26′N，，120°E　　　　　　　　D.36°52′N，，150°EA9优制课程（（3 3）判断日影长短及方向）判断日影长短及方向③③南回归线以南的地区南回归线以南的地区，正午的日影，正午的日影全年朝向正南全年朝向正南（南极（南极点除外），夏至日日影最长，冬至日最短点除外），夏至日日影最长，冬至日最短              ②②北回归线以北的地区北回归线以北的地区，正午的日影，正午的日影全年朝向正北全年朝向正北（北（北极点除外），冬至日日影最长，夏至日最短极点除外），冬至日日影最长，夏至日最短①①正午太阳高度越大，日影越短正午太阳高度越大，日影越短;　反之，日影越长　反之，日影越长④④南北回归线之间的地区南北回归线之间的地区，正午日影，正午日影夏至日朝向正南夏至日朝向正南，，冬至冬至日朝向正北，日朝向正北，直射时日影最短（等于直射时日影最短（等于0））10优制课程3030°°影子长度影子长度结论：结论：太阳高度越大，影子越短；太阳高度越小，影子越长太阳高度越大，影子越短；太阳高度越小，影子越长影子长度影子长度6060°°2m2m11优制课程 某学校（某学校（1100E）地理）地理兴趣小趣小组在在平地上用立竿平地上用立竿测影的方法，逐日影的方法，逐日测算正算正午太阳高度。

如下午太阳高度如下图，垂直，垂直竖立一根立一根2米的竿米的竿OP，正午，正午时测得竿影得竿影长OP’，通，通过canα＝＝OP/OP’算出正午太阳高度算出正午太阳高度α据此回答：据此回答：⑴⑴该小小组每天量每天量测影影长时，北京，北京时间应为（　　）（　　） A.12∶ ∶00　　 B.12∶ ∶40　　 C.11∶ ∶20　　 D.11∶ ∶00B（（2）下图是该小组绘制的连续一年多）下图是该小组绘制的连续一年多的竿影长度变化图，图中反映了的竿影长度变化图，图中反映了3月月21日竿影长度的点是（　　）日竿影长度的点是（　　）　　　　A.①①　　　　B.②②　　　　　　C.③③　　　　D.④④（（3）该学校大约位于（　　））该学校大约位于（　　）　　　　A.21.5°N　　　　B.21.5°S　　　　　　　　C.45°N　　　　　　D.45°SDA12优制课程　某学校操场上，　某学校操场上，O O处有一垂直于地面的旗杆处有一垂直于地面的旗杆OPOP表示正午时旗杆在地面的影子，其长度随季表示正午时旗杆在地面的影子，其长度随季节发生变化，节发生变化，6 6月月2222日缩短为零。

日缩短为零M M处有一棵树，处有一棵树，OMOM垂直于垂直于OPOP读图丁回答：读图丁回答：（（1 1）＿＿月＿＿日）＿＿月＿＿日OPOP最长最长（（2 2））M M处的树位于旗杆处的树位于旗杆的＿＿＿方向，其精确的＿＿＿方向，其精确的纬度是＿＿的纬度是＿＿1222正东正东23°26′N13优制课程甲、乙、丙是地甲、乙、丙是地处不同不同纬度的三座房屋二至日的阳光照度的三座房屋二至日的阳光照射情况（射情况（a a或或b b），），读图后回答后回答 17 17．．对三地的位置判断正确的是（三地的位置判断正确的是（ ））　　　　　　A A．三地都位于北半球．三地都位于北半球　　　　　　　　　　　　B B．甲地位于赤道与南回．甲地位于赤道与南回归线之之间　　　　　　C C．乙地位于南温．乙地位于南温带　　　　　　　　　　　　　　D D．丙地位于南温．丙地位于南温带D14优制课程（（4 4）判断所在的地区的纬度）判断所在的地区的纬度　　图中四条曲中四条曲线分分别表示表示A、、B、、C、、D四地，四地，6月月22日太日太阳高度的全天阳高度的全天变化情况，据此判断下列各化情况，据此判断下列各选项中，中，对四地四地纬度位置的度位置的说法与法与图示情况相符合的是（示情况相符合的是（ 　　 ））①①A.23°26′N　　 B.46°52′N C.66°34′N　　　　　　D.90°N②②A.90°N　　　　B.66°34′N C.23°26′N D.0°③③A.0°　　　　B.23°26′N C.90°N　　　　 D.66°34′N④④A.23°26′N　　 B.46°52′N C.90°N 　　　　 D.66°34′N②②15优制课程（（1）夏至时，）夏至时，B地的正午太阳高度为地的正午太阳高度为       。

2）在）在A、、B、、C、、D四地中，纬度最高的是四地中，纬度最高的是      地21°34′  D16优制课程太阳高度太阳高度越低，楼越低，楼距越远距越远底楼终年采底楼终年采光条件：太光条件：太阳高度最小阳高度最小时也有光线时也有光线照射照射（（5 5））. .楼间距问题楼间距问题17优制课程分析题意：即求正午太分析题意：即求正午太分析题意：即求正午太分析题意：即求正午太阳高度最小时南楼的影阳高度最小时南楼的影阳高度最小时南楼的影阳高度最小时南楼的影子长度子长度子长度子长度步骤步骤步骤步骤1 1：：：：计算此地一年计算此地一年计算此地一年计算此地一年中最小的正午太阳高度中最小的正午太阳高度中最小的正午太阳高度中最小的正午太阳高度NS20m20m?例例夏至日，在夏至日，在36°34’N建两栋建两栋20米高的楼房，要使南楼米高的楼房，要使南楼的影子正午时分终年不遮挡北楼，两楼的间距最小的影子正午时分终年不遮挡北楼，两楼的间距最小应为多少米？应为多少米？ H步骤步骤步骤步骤2 2：：：：利用三角函数利用三角函数利用三角函数利用三角函数计算影长计算影长计算影长计算影长18优制课程太阳能热水器太阳能热水器的倾角调整的倾角调整 为了更好地利用太为了更好地利用太阳能，应不断调整阳能，应不断调整太阳能热水器与楼太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角顶平面之间的倾角使使太阳光线与太阳光线与受热板之间成受热板之间成直角。

直角 H水箱集热管调节杆α太阳能热水器集热管太阳能热水器集热管的倾角和正午太阳高的倾角和正午太阳高度角的关系为度角的关系为：： a a＋＋H=90H=90º（６）计算热水器的安装角度（６）计算热水器的安装角度19优制课程　在４０　在４０°°Ｎ一东西向的楼房顶部安装一太阳能热水器，请问：Ｎ一东西向的楼房顶部安装一太阳能热水器，请问： 〈〈１１〉〉在１２月２２日这一天，太阳能热水器真空管平面与楼房在１２月２２日这一天，太阳能热水器真空管平面与楼房顶部的倾角最佳值应为多少？顶部的倾角最佳值应为多少？〈〈２２〉〉为了充分利用太阳能，尽可能使一年内正午太阳光线与集为了充分利用太阳能，尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直，集热板与地面夹角的调整幅度约为（　）热板保持垂直，集热板与地面夹角的调整幅度约为（　）　　Ａ．２３．５　　Ａ．２３．５°°　Ｂ．３０　Ｂ．３０°°　Ｃ．４７　Ｃ．４７°°　　Ｄ．６０　　Ｄ．６０°°C20优制课程　洛阳（　洛阳（112°E，，35°N）一学生）一学生对太阳能太阳能热水器水器进行了改造（如行了改造（如图），），把把热水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。

据此回答方式据此回答2～～4题3. 下列地区中，使用太阳能下列地区中，使用太阳能热水器效果最水器效果最好的是（好的是（ ））　　A.海口海口　　　　B.重重庆 　　C.拉拉萨　　　　D.吐吐鲁番番4.当当热水器的吸水器的吸热面与地面面与地面夹角角调节到最大到最大值时（（ ））　　A.南太平洋漂浮的冰山南太平洋漂浮的冰山较多多　　B.松花江正松花江正值第一次汛期第一次汛期　　C.黄土高原上流水的侵黄土高原上流水的侵蚀作用最作用最为强强烈烈　　D.澳大利澳大利亚农田中的小麦开始返青田中的小麦开始返青　　2.9月月23日，日，为使使热水器有最好的效果，水器有最好的效果，调节支架使支架使热水器吸水器吸热面与地面的面与地面的夹角角为（（ ）　　　）　　　　　　　A.23°26′　　　　 B.35° 　　　　C.66°34′　　D.55°BCA21优制课程22优制课程。