电流计算公式大全举例正午太阳高度规律总结及应用

2020年10月31日发(作者：晏福生)





正午太阳高度规律总结
及应用
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正午太阳高度规律性知识总结及解题应用
河北省邢台市邢台学院地理科学系
陈霁冰风水规划研究室原创。专业从事高考地理命题研究、风水规划设计、四柱命理预测
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与正午太阳高度有关的知识是重要的考点内容之一，现将有关规律性的知识总结如下。
一、正午太阳高度角的空间变化规律及应用
【知识链接】①全球正午太阳高度的分布规律：从 太阳直射点所在纬度分别向南北两侧递
减；离直射点越近，正午太阳高度越大，反之愈小；直射点所在半 球昼长夜短，另一半球则昼
短夜长。②二分二至日的正午太阳高度分布规律应特别注意区分。
例1．在图1中，横坐标表示某日正午太阳高度，纵坐标表示纬度。读图回答1~2题。
1．该日，图中a、b、c、d四地点中，正午太阳高度
达一年中最大值的有 。
2．该日，图中a、b、c、d四地点的昼长时间由长到
短的排列顺序是（ ）
A．a—b—c—d —d—c—b —c—d—a —c—a—b
【解析】夏至日太阳直射23°26′N，北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中 最大
值，故应选a、d。太阳直射北回归线，北半球昼最长夜最短，且纬度越高昼越长，故应选B.
【答案】（1）a、d （2）B
二、正午太阳高度角的年变化规律及应用
【 知识链接】①回归线之间的地区：正午太阳高度的最大值为90°，每年有两次太阳直射
现象，即一年中 有两次正午太阳高度最大值。②回归线上，正午太阳高度的最大值为90°，每
年有一次太阳直射现象， 即一年中有一次正午太阳高度最大值。③回归线至极点之间的地区，


正午太阳高度 的最大值小于90°，每年没有太阳直射现象，一年中有一次正午太阳高度最大
值。④北回归线以北的纬 度带，每年夏至日达最大值，冬至日达最小值。⑤南回归线以南的纬
度带，每年夏至日达最小值，冬至日 达最大值。
例2．假设M地（0°，30°E）、N(23°26′S，30°E)两地正午太阳高度 分别是H
M
和H
N
，下列说
法正确的是（ ）
A．H
M
和H
N
不可能在同一天达最小值 B．每年总有某一时刻H
M
=H
N

C．每年约有9个月 H
M
＞H
N
D．任何时刻都有H
M
≥H
N

【解析】正午太阳高度的大小取决于 该地与太阳直射点之间的纬度差，离直射点越近，正
午太阳高度越大，反之愈小。由题意知：当太阳直射 北回归线时，H
M
和H
N
达一年中最小值，故
A错。当太阳直射南回 归线时，H
N
=90°，H
M
＜H
N
，故D错。当太阳直射 点在赤道与23°26′S的中
点时，H
M
=H
N
，故B正确。当 太阳直射点在0°与23°26′S的中点
与北回归线之间移动时，H
M
＞
． ．
H
N
，其时间约占全年的34，约为9个月，故C正确。
【答案】BC
三、正午太阳高度的日变化规律及应用
【知识链接】（1）在极点：在极昼期间，极点上见到 太阳高度在一天内无变化，其太阳
高度（包括正午太阳高度）始终等于太阳直射点的纬度；（2）在极圈 及其以内地区：①极昼
期间，太阳高度24小时内都大于或等于0°。②刚好出现极昼地区的纬度与直射 点纬度的和为
．．．．
90°，且该日该地区太阳高度最小值为0°；其它极昼地区该日该地区 太阳高度最小值＝当地纬
度—刚好出现极昼地区纬度。该日当地正午太阳高度＝90°－当地纬度与太阳 直射点的纬度
差。③某地某日刚好出现极昼，则该地当日正午太阳高度＝直射点纬度的2倍。（3）在赤 道
上：赤道上正午太阳高度与直射点的纬度和为90°。


例3、图2是 80°N太阳在6月22日的视运动路线图，读图回答（1）当地的正午太阳高度
是 ；（2）该地0时的太阳高度是 。
【解析】6月22日太阳直射23°26′N， 根据上述知识链接中的有
关规律可知，刚好出现极昼地区的纬度是66°34′N，显然80°N
为极昼，该地正午太阳高度=90°-(80°-23°26′)=33°26′；
该地0时 的太阳高度为该日太阳高度最小值=当地纬度—刚好出现极昼地区纬度=80-66°34′
=13°2 6′
【答案】（1）33°26′（2）13°26′
四、正午太阳高度其它应用举例
（一）.利用正午太阳高度计算地方时
【知识链接】某一天中太阳高度最大时，当地地方时为 12时，由此可推算地球上任何一
条经线上的地方时。
例4、北京市某学校（116°E，4 0°N）地理兴趣小组在平地上用立杆测影法逐日测算正午太
阳高度，该小组每天测量影长时，北京时间 为（ ）
A．12:00 B．12:16 C．11:44 D．11:00
【解析】小组测量正午太阳高度时，该学校的地方时为12时，即116°E经线上的 地方时
为12：00，北京时间的经度为120°E，二者经度差为 4°时间相差16分，即北京时间是12:16
【答案】B
（二） 利用正午太阳高度确定经纬度，进而判断相关地理特征
【知识链接】（1）某地经度的确定，主要利用 正午太阳高度所对应的地方时为12时，再
结合题中的其他隐含条件（如北京时间，国际标准时间等）通 过地方时计算求得。（2）某地
纬度的确定，主要是利用正午太阳高度角计算公式求得。（3）相关地理 特征的判断，主要是


通过区域定位的方法，并辅以推理、比较、排除、联想等思维 方法，得出该区域典型的地理特
征。
例5、我国某中学地理兴趣小组开展“当地经纬度测算研 究”活动，其操作方法是：在一年
中白昼最短的这一天，选择操场上Q处
垂直竖立一根竹竿（杆 长3米），画一
个半径3米的圆圈，将观测到的杆顶端
在地面对应的投影变化记录在操场平地< br>上。读图3，回答1~3题
1．观测地的地理坐标为（ ）
A．21°34′N,°E B．26°34′S ,120°E
C．21°34′N,110°E D．20°34′N,110°E
2．当杆影顶端的投影在P点时，竹竿影子的朝向为（ ）
A．东南 B．西南
C．西北 D．东北
3．此时，下列地理现象最可信的是（ ）
A. 墨累—达令盆地正值剪羊毛的季节 B.坦桑尼亚的天然动物园草木茂盛
C.北京的正午太阳高度达一年中的最大值 D.威尼斯迎来一年中的旅游旺季
【解析 】该地杆影最短时，地方时为12：00，此时北京时间为12：40，据此可算出该地
经度为110° E；此时杆长等于影长，正午太阳高度角是45°，该日是该校一年中白昼时间最短的
日子，说明太阳直 射23°26′S，根据正午太阳高度角计算公式可求得该学校纬度是21°34′N，
故应选C；杆影 顶端的投影在P点时，北京时间为10：30，此时110°E的地方时为9：50，太

< br>阳位于观测点东南上空，杆影应朝西北，故选C；此时为南半球夏季，坦桑尼亚为热带草原气
候， 草木茂盛。
【答案】1．C 2．C 3．B
（三）利用正午太阳高度推算两地间的距离
【知识链接】在同一时刻，地球上两点间的正午太 阳高度差等于两点间的纬度间隔，利用
这一推论可求的两地间的实际距离，并进行相关为问题的解答。
例6．在一幅6月22日光照图上有甲已两地，都位于北半球，当太阳在同一时刻位于其
上中天 时，测的甲地的太阳高度为59°，乙地为35°，且两地间的图上距离为厘米，该图的比
例尺为 。
【解析】太阳于同一时刻位于甲、乙两地的上中天，说明甲、乙两地在同一条经线上，两
地 的正午太阳高度差为59°-35°=24°，也就是两地的纬度差是24°，两地的实际距离约为24
×111=2664（千米）。
【答案】1：6 000 000
(四)正午太阳高度与楼房间距的问题：
【知识链接】一般来说，纬度越低，楼距越短；纬度 越高，楼距越大；解题的关键是计算
当地最小的正午太阳高度角。为保证一楼全年均有阳光照到，应考虑 两楼之间的最短距离与楼
高、地形（平地、阴坡和阳坡）的关系。如图3~4所示（为方便计算，不考虑 后幢房屋窗台至
地面高度，且房屋朝向均为正南正北向）。

① 平地最短楼距计算（图4）：D=LtanH
后
后
前
L
② 阳坡最短楼距计算（图5）：D=L(tanH+tanα)
H
前
L
H
前
后
H
D
③
D
阴坡最短楼距计算（图6）：D= L(tanH
α
－

tanα)
阳坡
图5
D
α
阴坡
图
(L
4
—前幢房屋高度;H—为冬至日当地的正午太阳高度; α—坡度角；D—最短楼距)
图6


例7．地形因素对建筑物布局的影响是多方面的，如自然通风、日照效果等。建筑 物的间
距越小越能节约建筑用地，为了保证山坡上的建筑物地层有日光照射，山坡上的建筑物应有合理的日照间距。下列叙述正确的是（ ）
① 在向阳坡，坡度越大，建筑物间距越小
② 在向阳坡，坡度越小，建筑物间距越小
③ 在背阳坡，坡度越大，建筑物间距越大
④ 在背阳坡，坡度越大，建筑物间距越小
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
【解析】直接利用上述公式，通过数学关系可直接分析得出结论。在阳 坡，D和tanα呈反
相关；在背阳坡，D和tanα呈正相关。故A正确。
【答案】A
（五）利用正午太阳高度解决太阳能热水器最佳支架倾角问题
【知识链接】为最有效利用太阳 能，太阳能热水器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α应等于 当天正午太阳高度角H的余角（图7）。实际上该
倾角就是热水器所在地纬度与太阳直射点纬度的纬度差 。
集热板
阳光
H
α
图7

例8、我国某 地一学校楼顶上太阳能热水器装置（参见图7），太阳能吸热管
与楼面的夹角为α，秋分日为充分利用太 阳能，需将α调至36°，要使该地的太阳能在一年内尽
可能使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（ ）


° ° ° °
【解析】首先根据秋分日α=36°，知此时正午太阳高度是90°－36°=54°；再由正午太阳高 度
角计算公式求出该学校纬度是36°N。因α随当地正午太阳高度的变化而变化，求出36°N地区冬
至日和夏至日时α的值，差值约47°，即为调整幅度。
【答案】C
（六）正午太阳高度与日影关系问题
【知识链接】正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高 度越小，日影越长；日影方向背
向太阳。
例9、图8为某地等高线示意图。某天文爱好者在某 市旅游时，在A山顶测得北极星高度
是36°34′，在B山顶测得北极星高度是36°36′。据此， 完成下题。
城市规划在D地建设一新的居民小区，又担心小区处在A山顶的阴影区，日照不足，有碍< br>身体健康，山顶A阴影最长的范围可能是（ ）
～1039m ～424m ～346m ～220m
【解析】北极星的高度等于当地的地理纬度，可知A在36°34′ N，B在36°36′N；冬至日，山
顶A的阴影在一年中的正午是最长的，此时的正午太阳高度角H= 90°－（23°26′+36°34′）=30°；
山顶A的可能高度介于500～600m间，根据 三角函数可求出山顶A的阴影是866～1039m。
【答案】A
（七）正午太阳高度角与地理纬度相等点的计算
【知识链接】在太阳直射点所在半球，正午太 阳高度角正好与地理纬度相等的点为直射点
的纬度与90°之和的一半；在另一半球，相等点的纬度为直 射点的纬度与90°之差的绝对值的
一半。


例10、6月22日，某地的地理纬度和正午太阳高度角恰好相等，则该地最有可能位于
（ ）
A.墨累－达令盆地 B.恒河平原 C.东欧平原 D.黄土高原
【解析】依据上述知识链接中的结论，推知位于北半球某地的纬度是56°43′N；位于南半
球某地 的纬度是33°17′S。综合分析应选A、C。
【答案】A C
（八）太阳两次直射某地的时间推算
【知识链接】一年中，南北回归线之间某地的正午太阳高 度有两次最大值（等于90°）。
太阳两次直射某地的时间基本上是对称的。南半球以12月22日对称 ，北半球以6月22日对
称。
例11.我国海口市某学校（20°N，110°E）学生，发 现一年中该校操场未悬挂旗的旗杆有两
次“有杆无影”现象。那么，观察到这两次现象的日期和北京时间 最有可能是（ ）
A．5月1日12：00和 8月10日12：00
B．5月1日12：40和 8月10日12：40
C．6月5日12：00和7月10日12：00
D．6月5日12：40和7月10日12：40
【解析】由110°E的地方时为12时， 可求出北京时间为12：40。太阳直射点在南北回归
线之间每天移动的度数是23°26′×4／36 5。据此可推算由春分移到20°N的时间大致是6月5日
左右，北半球同一纬度太阳两次直社的时间关 于6月22日对称。故下次直射时间应在7月10
日左右。
【答案】D
（九）正午太阳高度在等太阳高度图上的运用


【知识链接】在等太阳高 度图上，正午太阳高度有以下规律：①图中的中心为太阳直射
点，太阳高度为90°，直射点所在经线上 的地方时为12时；②在太阳直射的经线上，正午太阳
高度相差多少度，纬度就相差多少度；③如果太阳 直射赤道，则直射点经线上正午太阳高度相
差度数与纬度、经度相差度数相等。如果直射点不在赤道，则 直射经线上正午太阳高度的差值
一定小于经度的差值。
例12、图9为地球上某一时刻太阳高度分布图，图中同心圆为等太阳高度线，回答：
（1）此时北京时间为 月 日
时。
（2）图中A、B两点间的距离约 。
（3）A点此时的太阳高度与A点的正午太阳高度的
差值是 。 < br>【解析】由图分析，①此日为6月22日；太阳直射经线为120°W，地方时为12时，北京
时 间为4时。②B点与B点所在经线上正午太阳高度为30°的点的纬度差=90°－30°=60°，距离为60°×111Km／1°＝6660 km；因A在以B为圆心，太阳高度角为30°的圆上，所以A、B的距离
6660 km。③A的正午太阳高度＝90°－（°+°）=43°，A点此时的太阳高度为30°，故其差值为13°
【答案】（1）6月22日4时；（2）6660 km；（3）13°