太阳的高度角 【范文十篇】
太阳的高度角
范文一：一、太阳高度角与正午太阳高度角的概念
太阳高度角是我们观察太阳时的仰角，也就是太阳光线与地面之间的夹角（如图1所示）。由于地球的自转，造成太阳东升西落，太阳高度角在一日内不断发生变化（如图2所示）；正午（地方时为12时）太阳位于上中天时，太阳的高度角达到最大值H，我们将此时的太阳高度角称为该日的正午太阳高度角。
二、（正午）太阳高度角的时空分布规律
1. 太阳高度角的分布规律
（1）某时刻的空间分布
如下图所示，此时刻太阳直射点A的太阳高度角为90°，从直射点向四周，随着球面的弯曲，太阳高度角递减，呈同心圆状分布，晨昏线上的太阳高度角为0°。
（2）日变化
随着地球的自转，太阳直射点沿纬线移动，球面上各点的太阳高度角均不断发生变化，其大小取决于该点到直射点的球面距离。
2. 正午太阳高度角的分布规律
（1）某日的空间分布
在上图中，A点所在的经线地方时为12时，此时的太阳高度角即为该纬线上各地的正午太阳高度角。同一纬线上各地此日的正午太阳高度角相同。A点所在纬线上正午太阳高度角为90°，从A点所在纬线向南北两侧，随着球面的弯曲，正午太阳高度角递减，且与A点之纬度比较，纬度相差多少，正午太阳高度角也相差多少。比较某日两点的正午太阳高度大小，须比较两点中哪点离太阳直射纬线近，近者正午太阳高度角大。
（2）年变化
由于太阳直射点在南北回归线之间作回归运动，某地到太阳直射纬度的距离发生变化，其正午太阳高度角随之变化。在太阳直射点移近该地所在纬线的时段，该地正午太阳高度角递增；反之，该地正午太阳高度角递减。若某地在北回归线以北（或南回归线以南），则其正午太阳高度角分别在夏冬至日达最大、最小值。若某地在南北回归线之间，则一年内有两次太阳直射，正午太阳高度角最大值达90°；在冬夏至日达到两次极小值。
3. 特殊地点的正午太阳高度
（1）极点的正午太阳高度
如下图所示，出现极昼的北极点，一日内太阳高度不变，（正午）太阳高度等于直射点的地理纬度a。
（2）与晨昏面相切的纬线上的正午太阳高度
如上图所示，A点所在纬线与晨昏面相切，其纬度应为90°-a，计算可得该日其正午太阳高度为2a。上述两地的太阳周日视运动为下图所示。
三、有关太阳高度角问题的类型与解题思路
太阳高度角类问题可以归纳为三种基本类型：比较某时刻不同地点的太阳高度、比较某日不同纬度的正午太阳高度、探究某地正午太阳高度的年变化规律。此外，因为各地正午太阳高度的大小取决于太阳直射纬度，而太阳直射纬度又影响昼夜长短、季节变化，因此，正午太阳高度问题常与昼夜长短、季节判断问题联系在�起；特定日期某时刻各地太阳高度角的大小取决于太阳直射点的经度，因此比较各地太阳高度角的大小常和时刻的计算联系在一起。下面对太阳高度角的具体运用举例进行讲解。
例1：下图为地球上某时刻太阳高度分布示意图，图中粗线为等太阳高度线，读图回答下列问题。
1. 此时北京时间为
A. 7时 B. 15时
C. 17时 D. 21时
2. 若①②两点经度相同，②③两点纬度相同，则此时刻的太阳高度
A. ①＜③ B. ①=②
C. ②=③ D. ①＞②
A. PM为昏线,PN为晨线
B. 新一天的范围约占全球的1/8
C. 新一天的范围约占全球的7/8
D. 全球昼夜平分
4. 此时Q点太阳高度的日变化图是
解题思路：
第1题，根据图中某时刻太阳高度的分布规律可知，此时太阳直射①点，其地方时为12时；据图中经度变化规律可求得①点所在经线为45°E，所以北京时间为17时。
第2题，①为太阳直射点，太阳高度大于②③；②与③纬度相同，②为正午，太阳高度大。
第3题，想象地球自转，可知PM为晨线，PN为昏线；由第1题可知135°W此时为0时，所以新一天的范围占全球的7/8。
第4题，Q点为极点，处于极昼，一日内太阳高度不变，等于直射点①的地理纬度。
答案：1. C 2. D 3. C 4. A
例2：在30°N某地使用太阳能热水器，集热板要和正午太阳光线保持垂直，则一年中倾角a的最大值是________，最小值是________。
解题思路：倾角a的大小取决于正午太阳高度。夏至日，太阳直射北回归线，该地正午太阳高度最大；冬至日，太阳直射南回归线，该地正午太阳高度最小，分别计算即可得出答案(53°26”、6°34”)。其他如日影长短、室内光照面积大小的问题，均可以看作是计算某地最大或最小正午太阳高度角的问题。
例3：在30°N某地盖两排幢高为30米的楼房，要保证北面楼房最底层终年都能在正午见到阳光，则房屋间距最小为多少
解题思路：冬至日，该地正午太阳高度最小(36°34”)，依此日正午太阳高度计算出的楼间距A，能保证全年见到阳光。公式为A=h·cot36°34”。
答案：40.5米
范文二：考查太阳高度的方式及解答规律
第一种方式是以某特定日期的太阳高度变化曲线来考查。
例如：在图是某地夏至日全天太阳高度的日变化曲线图。据此回答
1.该地的地理坐标是（ ）
A.78°17ˊN,120°E
B.66°34ˊN,120°E
C.78°17ˊN,116°E
D.23°26ˊN,120°E
【参考答案】夏至日太阳直射23°26ˊN，0点时66°34ˊN太阳高度为0°，所以图中0点时太阳高度为11°43ˊ的纬度应是78°17ˊN。北京时间12时太阳高度最高，说明此地为120°E故1题选A。
第二种是以等太阳高度线的分布图来考查。
例如：右图为地球某时刻太阳高度分布示意图，图中粗线为等太阳高度线。回答3～6题。
3.此时北京时间为（
4.若①②两点经度相同，②③两点纬度相同，则此刻的太阳
A.PM为昏线，PN为晨线
B.新一天的范围约占1/8
C.新一天的范围约点7/8
D.全球昼夜平分
6.此日Q点太阳的日变化图是（
【参考答案】根据图示可以判断此图是以北极点为中心的俯视图，此时晨昏线与北极圈相切，那么切点就是0时/24时，和它正对的那条经线的时间是12点，即东经45°。此时为12点，那么北京时间为17时，故3选C；根据太阳高度的变化规律，此时，纬度低的太阳高度大于纬度高的地方，而正午时又大于其它时间的，故4选D；此时地球自转方向为逆时针，故PM应为晨线，根据第4问的时间，就可以得出答案，即5题正确的为C；此时Q点为极点，这一天太阳高度始终不变，是一个定值即23°26′，故6题选A。
正午太阳高度的计算
①公式计算：H=90°-/φ-δ/
即90°-H=/φ-δ/
②利用“纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度”这一规律来计算。
第三种是以某纬线上刚刚出现极昼现象时的一天中的太阳高度变化来考查。
例如：下图为某地一天中太阳高度的变化图。据此回答7～8题。
7.该地的地理纬度是（
D.83°26″N
8.该地一年中正午太阳高度最大值那一天的太阳高度日变化曲线是下图中的
【参考答案】根据图示可知此地刚好出现极昼现象，即此地的正午太阳高度为30°，只有极圈内才有极昼现象，所以可以排除A和C，而D要是出现图中的情况，必须是夏至日，而此时不是，故7选B；此地在极圈里，所以在夏至日这一天中的太阳高度要大于0°而且有变化，故8题选C。
范文三：太阳高度角简称太阳高度(其实是角度!)
对于地球上的某个地点，太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角,专业上讲太阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角。太阳
高度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。
我们用h来表示这个角度，它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度。
太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。太阳赤纬以δ表示，观测地地理
纬度用φ表示，地方时(时角)以t表示，有太阳高度角的计算公式：
sin h＝sin φ sin δ＋cos φ cos δ cos t
日升日落，同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。日出日落时角度都为零度，正
午时太阳高度角最大。
正午时时角为0，以上公式可以简化为：
sin H＝sin φ sin δ＋cos φ cos δ
其中，H表示正午太阳高度角。
由两角和与差的三角函数公式，可得
sin H＝cos(φ－δ)
对于北半球而言，H＝90°－(φ－δ)；
对于南半球而方，H＝90°－(δ－φ)。
还是举个例子来推导，假设春分日（秋分日也可，太阳直射点在赤道）
某时刻太阳直射(0°，120°e)这一点，120°e经线上各点都是正午
这点离太阳直射点的纬度距离当然是0度啦（因为就是自己嘛）
此时，（0°，120°e）的太阳高度角就是90°（因为直射它嘛）
另外一个观测点，（1°n，120°e）与太阳直射点的纬度差为1度
此时，这一点的太阳高度角为89°（涉及立体几何计算，我就不详细推导了）
聪明的你肯定知道，（1°s，120°e）与太阳直射点的纬度差也是1度
因此，当地的太阳高度角也是89°！right！
同一时刻，下列各观测点，报告的太阳高度角度数如下：
南北纬2度（与太阳直射点相距2纬度）：88°（＝90°－2°）
南北纬3度（与太阳直射点相距3纬度）：87°（＝90°－3°）
南北纬10度（与太阳直射点相距10纬度）：80°（＝90°－10°）
南北纬30度（与太阳直射点相距30纬度）：60°（＝90°－30°）
南北纬80度（与太阳直射点相距80纬度）：10°（＝90°－80°）
南北纬90度（与太阳直射点相距90纬度）：0°（＝90°－90°）
但是，这个“纬度差”的计算可是有讲究的：
设太阳直射点纬度为θ°，观测点纬度δ°
如果θ与δ在同一半球，则“纬度差”为|θ-δ|（θ减δ差的绝对值）
如果θ与δ在异半球，则“纬度差”为θ＋δ
说起来好像很麻烦，其实只要脑袋里有个地球的模型就简单了
比如太阳直射点是北纬10°，观测点是北纬30°，纬度差当然是20°
如果太阳直射点是南纬10°，观测点是北纬30°，纬度差当然是40°
事实上，计算“正午太阳高度角”，根本就不要考虑“正午”这个因素
只要用90°减去观测点与太阳直射点的纬度差，得出的就是正午太阳高度角。
行了，就写这么多吧，即使你前面都没搞明白也没关系，只要你记住一个公式
正午太阳高度角＝90°－该地与太阳直射点纬度差
由于太阳赤纬角在周年运动中任何时刻的具体值都是严格已知的，所以它（ED）也可
以用与式（1）相类似的表达式表述，即：
ED=0.7sinθ＋0.1149sin2θ－0.1712sin3θ－0.758cosθ＋0.3656cos
2θ＋0.0201cos3θ（5）
式中θ称日角，即 θ=2πt／365.2422（2）
这里t又由两部分组成，即 t=N－N0 （3）
式中N为积日，所谓积日，就是日期在年内的顺序号，例如，1月1日其积日为1，平年12月
31日的积日为365，闰年则为366，等等。
N0=79.2×（年份－1985）－INT〔（年份－1985）／4〕
太阳方位角
太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。方位角以正南方向为零，由南向东向北为负，由南向西向北为正，如太阳在正东方，方位角为负90°，在正东北方时，方位为负135°，在正西方时方位角为90°，在正北方时为±180°。
范文四：正午太阳高度角问题
1,太阳高度角: 对于地球上的某个地点，是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，专业上讲太阳高度角是指某地太阳光线与通过该地与地心相连的地表切线的夹角。
2.正午太阳高度角:某地正午12点时的太阳高度角.
二.变化规律:
1.纬度变化规律:同一时刻,正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减.(距太阳直射点越近，正午太阳高度越大；反之，越小)
冬至日时，下列各地正午太阳高度角最大的是（
（2012北京高考题）在7,8月份，伦敦比北京（
） A气温高，日较差大 B风小雾大，降水多 C正午太阳高度较小 D日出晚，昼短夜长 2.季节变化规律：
夏至日，北回归线及其以北地区正午太阳高度达到最大值，整个南半球正午太阳高度达到最小值：
冬至日，南回归线及其以南地区正午太阳高度达到最大值，整个北半球正午太阳高度达最小值；
南北回归线之间地区，一年有两次最大值，一次最小值；赤道上一年有两次最大值和两次最小值。 例3
福建某中学研究性学习小组设计了可调节窗户遮阳板,实现教室良好的遮阳与采光。图5
意遮阳板设计原理,据此回答21-22题。
1.遮阳板收起室内正午太阳光照面积达一年最大值时
A. 全球昼夜平分
B. 北半球为夏季
C. 太阳直射20°S
D. 南极圈以南地区极昼
2. 济南某中学生借鉴这一设计,若两地窗户大小形状相同,则应做的调整是 ①安装高度不变,加长遮阳板
②安装高度不变,缩短遮阳板
③遮阳板长度不变,降低安装高度
④遮阳板长度不变,升高安装高度
三．公式：
1.H=90-(当地地理纬度土太阳直射点纬度) *同纬度用-号；不同纬度用+号 例4
求北京夏至日时的正午太阳高度？ 例5
求北京冬至日时的正午太阳高度？
2.温带正午太阳高度角是一个定值：46°52′（2倍的黄赤交角） 例6
内蒙古中西部地区太阳能资源非常丰富，有人打算在41°N附近的呼和浩特暗转太阳能热水器，为了充分利用太阳能，即热板应于太阳光垂直，则一年中集热板与地面的夹角调整幅度约为（
A.23°26′
3.如果太阳向着我走,正午太阳高度角变大;如果太阳背着我走,正午太阳高度角变小 例7:
(2010重庆高考题)下图为地球公转轨道示意图。地球从甲运行到乙期间，重庆的正午太阳高度(
A．逐渐减小
B．逐渐增大
C．先减小后增大
D．先增大后减小
某地北京时间6月22日6时左右日出，13时太阳高度角达到最大约83°。回答7～8题。 1、该地最可能是
B、沈阳 C、成都
2.该地当天上午太阳高度角达到36°时，布宜诺斯艾利斯（西四区）的区时约为 A、6月21日9时
B、6月21日21时 C、6月22日9时
D、6月22日21时
四．应用：
1.楼间距问题
楼间距应该考虑冬至日的正午太阳高度角（影长与正午太阳高度角成反比）为了使各楼层都有良好的采光条件，楼与楼还见应当保持适当距离。以我国为例，南楼高度为h, 该地冬日正午太阳高度为H，则最小楼间距L=hcotH 例9
为了冬季采光，居住区规划设计标准对不同纬度带的住宅间的合理间距有明确规定。分析下表（表中H是住宅的高度），完成(1)-- (2)题。 我国部分城市住宅的日照间距
(1)上表中的四个城市中所处纬度从低到高依次是（
A.①②③④
B.①④③②
C.②①③④
D.②③④①
(2)冬至日，四个城市白昼最长的是（
(3)根据表中信息，在北京修建两栋20米高的住宅楼，其理论日照间距约为（
D.40米 (4)上表反映出我国建筑物的日照间距（
A.由南向北逐渐缩小
B.由南向北逐渐扩大 C.由西向东逐渐缩小
D.由西向东逐渐扩大
2.太阳能热水器倾角问题：
为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，是太阳能与受热版之间呈直角。其倾角（α）和正午太阳高度（β）的关系是：α+β=90 例10：
如果晨昏线与某地所在经线夹角为20°，则该日正午时分海南（20°N）的太阳能电池板与建筑物外前面（墙面与地面垂直）之间最合适的夹角约为（
3.确定房屋朝向,北回归线以北地区，正午太阳方位位于南方，房屋朝向南方；南回归线以南地区相反
下图，甲、乙、丙三幅图反映了地处不同纬度的三座房屋冬、夏至阳光照射情况，每幅图中都画出了冬至和夏至两个节气的阳光，用A或B表示。下列判断正确的是
A．甲地位于极地地区
B．乙地位于北回归线以北
C．丙地位于北半球
D．图乙中，阳光A是该地夏至日的阳光 例12
下图为某地住宅建筑冬夏正午日照示意图。回答1～2题。
1．该地可能是(
A．刚果盆地
B．撒哈拉沙漠南缘 C．巴西高原
D．北美洲五大湖地区
2．仅考虑地球运动，图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有(
) ①利于夏季遮阳、冬季采光 ②冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大正午屋檐的遮阳作用逐渐增强 ④利于减少室内能源消耗 A．①②③
B．①②④ C．①③④
③春分到夏至，
范文五：? 太阳高度角：太阳光线对于地平面的交角，简称太阳高度。
一天中影子长短的变化，正午时影子最短，太阳高度角最大，清晨傍晚影子最长，太阳高度角最小。
? 正午太阳高度角：正午太阳高度角即地方时是12点的太阳高度，当地一天中最大的太阳高度。（H）
计算：H=90°- |α±β|（当地纬度与太阳直射点的差值，相同半球则相减，不同半球则相加。） 例如：A地的纬度为40°N，求A地夏至日的正午太阳高度。
夏至日太阳直射的纬度为23°26′N，与A地的纬度差为40°-23°26′=16°34′，那么H=90°-16°34′=73°26′。
如果求A地冬至日的正午太阳高度。
冬至日太阳直射的纬度为23°26′S，与A地的纬度差=40°+23°26′=63°26′，那么H=90°-63°26′=26°34′。
? 正午太阳高度角的纬度变化：同一时刻，由太阳直射点所在纬度向南北方向递减。
距离太阳直射点越近，太阳高度角越大，反之越小。
? 正午太阳高度角的季节变化：
北回归线及其以北地区，夏至日时正午太阳高度角最大，冬至日最小。 南回归线及其以南地区，冬至日时正午太阳高度角最大，夏至日最小。 赤道至北回归线之间，直射时最大，冬至最小。
赤道至南回归线之间，直射时最大，夏至最小。
南北回归线之间地区，一年有两次直射，回归线上只有一次。
应用（下页）
范文六：太阳高度角的计算
某地某时的太阳高度角(α)=90°-(当地纬度-太阳直射点纬度)。(注:北纬为正，南纬为负)如宁波(30°N)夏至日的太阳高度为:90°-(30°-23.5°)=83.5°；北京(40°N)冬至日的太阳高度为:90°-[40°-(-23°)]=26.5°;赤道春分日的太阳高度为:90°-(0°-0°)=90°;赤道冬至日的太阳高度为:90°-[0°-(-23.5°)]=113.5°,当太阳高度(α)＞90°时，则太阳高度应为180°-α，即为当地的太阳高度，因此赤道冬至日的太阳高度为:180°-113.5°=66.5°。 太阳高度角简称太阳高度(其实是角度!)
对于地球上的某个地点,太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角.太阳
高度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素.我们用h来表示这个角度,它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度.太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化.太阳赤纬以δ表示,观测地地理 纬度用φ表示,地方时(时角)以t表示,有太阳高度角的计算公式：
sin h＝sin φ sin δ＋sin φ cos δ cos t
日升日落,同一地点一天内太阳高度角是不断变化的.日出日落时角度都为零度,正
午时太阳高度角最大.
正午时时角为0,以上公式可以简化为：
sin H＝sin φ sin δ＋sin φ cos δ
其中,H表示正午太阳高度角.由两角和与差的三角函数公式,可得 sin H＝cos(φ－δ)
因此,对于北半球而言,H＝90°－(φ－δ)； 对于南半球而方,H＝90°－(δ－φ).还是举个例子来推导,假设春分日（秋分日也可,太阳直射点在赤道） 某时刻太阳直射(0°,120°E)这一点,120°e经线上各点都是正午 这点离太阳直射点的纬度距离当然是0度啦（因为就是自己嘛） 此时（,0°,120°E）的太阳高度角就是90°（因为直射它嘛） 另外一个观测点（,1°N,120°E）与太阳直射点的纬度差为1度 此时,这一点的太阳高度角为89°（涉及立体何计算,我就不详细推导了） 聪明的你肯定知道,（1°S,120°E）与太阳直射点的纬度差也是1度 因此,当地的太阳高度角也是89°!right!同一时刻,下列各观测点,报告的太阳高度角度如下：南北纬2度（与太阳直射点相距2纬度）：88°（＝90°－2°） 南北纬3度（与太直射点相距3纬度）：87°（＝90°－3°） 南北纬10度（与太阳直射点相距10纬度）：80°（＝90°－10°） 南北纬30度（与太阳直射点相距30纬度）：60°（＝90°－30°） 南北纬80度（与太阳直射点相距80纬度）：10°（＝90°－80°） 南北纬90度（与太阳直射点相距90纬度）：0°（＝90°－90°） 但是,这个“纬度差”的计算可是有讲究的：设太阳直射点纬度为θ°,观测点纬度δ° 如果θ与δ在同一半球,则“纬度差”为|θ-δ|（θ减δ差的绝对值） 如果θ与δ在异半球,则“纬度差”为θ＋δ 说起来好像很麻烦,其实只要脑袋里有个地球的模型就简单了 比如太阳直射点是北纬10°,观测点是北纬30°,纬度差当然是20° 如果太阳直射点是南纬10°,观测点是北纬30°,纬度差当然是40°
事实上,计算“正午太阳高度角”,根本就不要考虑“正午”这个因素 只要用90°减去观测点与太阳直射点的纬度差,得出的就是正午太阳高度角.行了,就写这么多吧,即使你前面都没搞明白也没关系,只要你记住一个公式 正午太阳高度角＝90°－该地与太阳直射点纬度差
由于太阳赤纬角在周年运动中任何时刻的具体值都是严格已知的,所以它（ED）也可 以用与式（1）相类似的表达式表述,即：ED=0.7sinθ＋0.1149sin2θ－0.1712sin3θ－0.758cosθ＋0.3656cos 2θ＋0.0201cos3θ（5） 式中θ称日角,即 θ=2πt／365.2422（2） 这里t又由两部分组成,即 t=N－N0 （3） 式中N为积日,所谓积日,就是日期在年内的顺序号,例如,1月1日其积日为1,平年12月 31日的积日为365,闰年则为366,等等.N0=79.2×（年份－1985）—INT〔（年份－1985）／4〕
范文七：太阳高度角的计算---用于建筑设计计算日照时间
一、太阳高度角hs求算公式 Sinhs=sinδsinφ+cosδcosφcosω……（1）
式中δ为太阳赤纬，表示太阳光线与地球赤道面的夹角，一年四季每天都在变动着，冬至日δ=－23°27′，春分日和秋分日δ=0°，夏至日δ=23°27′；
φ为测点纬度，如北京φ=39°48′、西安φ=34°18′、上海
φ=31°10′、杭州φ=30°19′、临海φ=28°51′、福州φ=26°05′、台北φ=25°20′、广州φ=23°08′；
ω为太阳时角，以当地正午为0°，上午为负，每小时－15°，下午为正，每小时+15°，ω在赤道面上每小时变化为 =15°，ω所表示的是真太阳时，与时钟不同。现举例计算于下：
1．求北纬30°地方冬至日正午时刻和下午1时、2时（均指地方时）的太阳高度角。
①正午时刻太阳时角为0°，即ω=0° 将δ=－23°27′、φ=30°、ω=0°代入（1）式
得Sinh正午=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos0° =－0.+0.0×1 =－0.56=0.5956
h正午=36°33′（查正弦数学用表所得，下同）
则北纬30°地方冬至日正午时刻的太阳高度角为36°33′； ②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°，即ω=15° 得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos15°
=－0.56×0.9659 =－0.5=0.5685 h下午1时=34°39′
则北纬30°地方冬至日上午11时和下午1时（均指地方时，下同）的太阳高度角为34°39′；
③下午2时(上午10时与此高度角同),太阳时角为30°，即ω=30° 得Sinh下午2时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos30° =－0.56×0.8660 =－0.1=0.4892 h下午2时=29°17′
则北纬30°地方冬至日上午10时和下午2时的太阳高度角为
29°17′； 2．求浙江临海市冬至日正午和下午1时、2时（均指地方时）的太阳高度角。临海城关位在北纬28°51′，即φ=28°51′
①正午时刻太阳时角ω=0°
将δ=－23°27′、φ=28°51′、ω=0°代入（1）式 得
=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos0°=
0.6+0.5×1=－0.3=0.6113
h正午=37°41′
则临海冬至日正午时刻的太阳高度角为37°41′；
②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°，即ω=15°
得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos15°=－0.3×0.9659=－0.9=0.5839
h下午1时=35°44′
则临海冬至日上午11时和下午1时的太阳高度角为35°44′； ③下午2时(上午10时与此高度角同),太阳时角为30°，即ω=30°
得Sinh下午2时=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos30°=－0.3×0.8660=－0.7=0.5037
h下午2时=30°15′
则临海冬至日上午10时和下午2时的太阳高度角为30°15′。 今列冬至日各纬度各时次的太阳高度角表于下，见表－1 表－1
冬至日各纬度各时次的太阳高度角表
二、太阳赤纬δ求算公式
δ(n)=0..4057476cos（ +0.1532310） －0.0058798 cos（ +0.2070988）
－0.0032334 cos（ +0.6201293）……（2）
式中n为一年中某日的日期序数，所求的太阳赤纬是个平均值，单位是弧度，实际使用时应化为度才是。日常使用中，太阳赤纬δ一般可查阅太阳赤纬表所得，也可从地球仪上的黄道线上所标的日期所在位置读取纬度数值所得，不需另行计算，今列24节气所在日的太阳赤纬δ值于下，见表－2。 表－2
二十四节气所在日的太阳赤纬δ值
三、太阳方位角αs求算公式 sinαs= 或cosαs= ……（3）
式中ω为太阳时角，δ为太阳赤纬，h为太阳高度角，φ为地球上某一测点的纬度。
1、求浙江临海冬至日下午3时（指地方时，下同）的太阳高度角
h下午3时和方位角α下午3时以及东南朝向垂直外墙（或窗面）的太阳光线入射角i下午3时的值。
解①将临海的纬度φ=28°51′、冬至日δ=－23°27′、下午3时的ω=45°代入（1）式，求太阳高度h下午3时的值。
得Sinh下午3时=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos45° =－0.6+0.5×0.7071 =－0.0=0.3760 h下午3时=22°05′
则临海冬至日下午3时的太阳高度角为22°05′。
②将h=22°05′，ω=3×15°=45°，δ=－23°27′代入（3）式，求冬至日下午3时的太阳方位角α下午3时的值。
得sinα下午3时= = =0.7002 则α下午3时=44°27′ 或是cosα下午3时= = = =0.7137 =h下午3时=44°28′
则临海冬至日下午3时的太阳方位角为南偏西44°28′
③太阳光线入射角i表示太阳光线与墙面法线（或窗面法线）n的夹角，太阳光线入射角i求算公式为：
cosi=sinhscosε+coshssinεcosθ……（4）
式中hs为太阳高度角，临海冬至日下午3时h下午3时=22°05′ ε为墙面与水平面的夹角，当墙面垂直与水平面时，ε=90°
θ为日墙方位角，即太阳光与墙面法线两者在水平面上投影间的夹角，即θ=太阳方位角α－墙面方位角β，东南朝向的墙面方位角β为
－45°（正南为0°，
偏东为负，偏西为正）
今将hs=22°05′、ε=90°、θ=α－β=44°27′－（－45°） =89°27′代入（4）式
得cosi下午3时=sin22°05′cos90°+cos22°05′sin90°cos89°27′ 因cos90°=0，sin90°=1，则上式变为
cosi下午3时=cos22°05′cos89°27′=0.6=0.0089 i下午3时=89°31′
则临海冬至日下午3时太阳光对东南朝向的墙面入射角89°31′
2、求上海10月1日下午3时的太阳高度角h下午3时和方位角α下午3时以及东南朝向垂直外墙上的太阳光线入射角i下午3时的值。
解①将上海的纬度φ=31°10′，10月1日的太阳赤纬δ=－2°54′、下午3时的太阳时角ω=3×15°=45°代入（1）式，求出此时的太阳高度h下午3时的值。
得Sinh下午3时=sin(-2°54′)sin31°10′+cos(-2°54′)cos31°10′cos45° =－0.5+0.7×0.7071 =－0.27=0.5780 h下午3时=35°18′
则上海10月1日下午3时的太阳高度角为35°18′。
②将h=35°18′，太阳时角ω=3×15°=45°，δ=－2°54′代入（3）式，求太阳方位角α下午3时的值。
得sinα下午3时= = =0.8653 α下午3时=59°55′
则上海10月1日下午3时的太阳方位角在南偏西59°55′。
③将h=35°18′、ε=90°（墙面垂直于地面）、β=－45°、
θ=α－β=59°55′+45°=104°55′代入（4）式，求此时太阳光线对东南朝向墙面的入射角i下午3时。
得cosi下午3时= sinhscosε+coshssinεcosθ =sin35°18′cos90°+cos35°18′sin90°cos104°55′ = cos35°18′cos104°55′=0.8161×（－0.2574） =－0.2101
i下午3时=180°－77°53′=102°07′
则上海10月1日下午3时太阳光对东南朝向的墙面入射角为
102°07′。 以上有关计算公式可供建筑规划设计部门参考使用
河南省驻马店市驿城区板桥镇 经度:113.97
纬度:32.996178
范文八：高一地理导学案
正午太阳高度角
学习目标：
1、掌握正午太阳高度角变化的规律；
2、学会分析正午太阳高度角变化规律在实际生活中的应用案例。
重点难点：
1、学习重点：正午太阳高度角变化的规律
2、学习难点：正午太阳高度角的计算
学习过程：
一、自主学习
1、 太阳高度角
（1） 太阳高度角的概念：太阳光线与地平面之间的夹角
（2） 太阳高度的空间分布
昼半球的等太阳高度线分布图
分析：1）昼半球的中心为太阳直射点，其太阳高度为90度。
2）昼半球的外缘是一个圆，即昼夜半球的分界线晨昏线，其太阳高度为0度。
3）太阳高度的空间分布规律是从直射点向四周递减。
2、正午太阳高度角
（1）正午太阳高度角的概念：一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度角。
（2）纬度变化规律
同一时刻，正午太阳高度自太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。
例：冬至日从南回归线向南北两侧递减。
（3） 季节变化规律
夏至日，北回归线及其以北地区达一年中最大值，南半球达年内最小值。
冬至日，南回归线及其以北地区达一年中最大值，北半球达年内最小值。
即 什么时间离太阳直射点近，什么时间正午太阳高度就大；什么时间太阳直射点向该地接近，什么时间该地太阳高度就增大；反之，则相反。
3、正午太阳高度的计算公式
H=90°-直射点与所求地点纬度之差
二、合作探究
1、 如何利用正午太阳高度确定地方时或当地的地理经度？
例：某地理兴趣小组利用测影子长短的方法来测量我校的经度，发现一天中某直立竹竿的影子在北京时间12:24时最短，请问我校所在的经度是多少？
2、 如何利用正午太阳高度确定当地的地理纬度？
例：我国一位中学生在某一天观测太阳高度的变化，当他在P点测到太阳高度最大值出现时，刚好是北京时间12时40分，此时的太阳高度h=36°34′,若当天为冬至日，这位中学生的经纬度位置是？
3、 如何利用正午太阳高度确定房屋的朝向？
北回归线以北的地区，正午时太阳位于南方，房屋朝向南方；南回归线以南的地区，正午时太阳位于北方，房屋朝向北方。
4、如何利用正午太阳高度确定日影长短及方向？
（1）日影的长短
结论：正午太阳高度角越大，日影越短。直射时影长为零。
（2）正午日影的朝向
位于直射点以北地区，正午日影朝北；位于直射点以南地区，正午日影朝南。（南北极点除外）
结论：北回归线以北地区，一年中正午人影始终朝北，南回归线以南地区正午人影始终朝南
范文九：正午太阳高度的变化 四季更替和五带
学习目标：
1、说出太阳高度与正午太阳高度的不同含义及其不同的变化原因。
2、利用“二分二至日太阳照射地球示意图”，归纳正午太阳高度的季节变化和空间分布
特点及其在图上的表现。
3、初步掌握正午太阳高度的年变化在生产生活中的应用
【知识梳理】
一 、太阳高度和正午太阳高度角：
1.太阳高度：
太阳高度，也叫太阳高度角，指
的夹角（α）。
2.正午太阳高度角： 当地
的时候，太阳高度角达到一天中最大
值，称为正午太阳高度角。
二、正午太阳高度角的变化
1.正午太阳高度随纬度变化：由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
①春分日和秋分日，由
向南北两极低减
②夏至日，由
向南北两极递减
③冬至日，由
向南北两极递减
2.正午太阳高度的季节变化:任一地点，一年中离太阳直射点所在纬度最近时，正午太阳高度达最大值；反之，达最小值。
①北回归线以北，每年
日前后正午太阳高度达最大值，
日前后达最小值；
②南回归线以南，每年
日前后正午太阳高度达最大值，
日前后达最小值。
③南北回归线之间的地区，一年中，有
次太阳直射，太阳直射时，正午太阳高度达最
值；离太阳直射点所在纬度最远时，达最
填写下表：正午太阳高度H随纬度和季节的变化规律
三、四季更替和五带
1、四季更替
夏季是一年中
冬季是一年中
2、五带的界限：以
为界限。五带反应了
【练习巩固】
1、汕头市太阳高度直射井底时，昼长达到一年中最大值的地区是（
A、北回归线及其以北地区
C、南回归线及其以南地区
2、北半球冬至日，正午太阳高度达一年中最大值的范围是（
A、23°26?S-90°S
B、0°-90°S
C、23°26?S-23°26?N
D、0°-23°26?N
3.我国北京住宅区的楼房间距理论上应该比南方宽，理由是：（
A、北方地形平坦开阔
B、北方冬季白昼时间更长
C、北方正午太阳高度角更小
D、南方气候更温暖湿润
4、北京市某学校的操场上有一根旗杆，在一年当中该旗杆正午影子最长的节气是（
下图为某地某日内太阳高度变化示意图，该日太阳高度最大时物影朝向正南，完成5-6题。
5．当该地一日内物影最短时，太阳直射点位于
A．23°26′N；30°W
B．17°S；150°W
C．23°26′S；30°E
D．17°N；150°W
6．图示季节，下列现象正确的是
A．北半球白昼逐渐缩短
B．北印度洋向西航行船只顺风顺
C．地中海气候正值多雨期
D．地球公转速度渐快
7.高考结束这天，下列四地太阳高度的日变化与右图中曲线组合正确的是
A.北京—甲
新加坡—丁?
B.北京—丁
新加坡—甲?
C.北京—丁
新加坡—丙?
D.北京—丙
新加坡—丁
下图为某地一天中太阳高度的日变化图。据此回答
8.该地的地理纬度是（
D.83°26″N
9.该地一年中正午太阳高度最大值那一天的太阳高度日变化曲线是下图中的（
下图是位于120°E经线上不同纬度三地夏至日的正午太阳高度角。读图回答10～11题。
10．三地的纬度从高到低的排序是（
11．此日昼长时间从短到长的排序是（
读图，回答12～13题。
12．图甲和图乙中分别反映纬度较低的两条曲线是(
13．下列城市中，正午太阳高度的变化与曲线①最接近的是(
由于黄赤交角的存在，地球在公转过程中，昼夜长短和正午太阳高度是随纬度和季节的变化而变
化的。据此完成14～15题。
14．2011年春节(2月3日)期间，厦门市昼长和正午太阳高度的变化趋势是(
A．昼越来越长，正午太阳高度越来越大
B．昼越来越短，正午太阳高度越来越大
C．昼越来越长，正午太阳高度越来越小
D．昼越来越短，正午太阳高度越来越小
15．厦门市在下列日期中，正午太阳高度最大的是(
C．11月1日
16．读“南极为中心的投影图”，下图中最外圈为赤道，虚线表示回归线与极圈，AB代表晨线，OM、ON为日期分界线，∠MOC＝45°，回答下列问题。
(1)在图外围正确画出地球自转的方向，在图上标出45°W经线的度数，此时太阳直射点的坐标是______。
(2)在图上相应位置用斜线画出夜半球。
(3)如果有一架飞机沿着晨昏线从A飞到C，其飞行方向是先向再向
(4)此日，地球公转速度较。
(5)此日过后，北京的昼夜长短及变化情况是(
A．昼长夜短，且昼渐长夜渐短
B．昼长夜短，但昼渐短夜渐长
C．昼短夜长，且昼渐短夜渐长
D．昼短夜长，但昼渐长夜渐短
(6)此时A点太阳高度为度，全球正午太阳高度的变化规律是。
范文十：《正午太阳高度角的变化》教案
【三维目标】
知识与能力： 1、掌握正午太阳高度的概念。
2、通过读图分析正午太阳高度角的变化规律。
3、通过读图计算某地正午太阳高度的大小。
过程与方法：1、合作学习，提出疑问，质疑探究。
2、在读图分析过程中，激发学生探究地理问题的兴趣和动机、从而提高学习的积极性。 情感与态度：结合身边的实际，学习对生活有用的地理，培养学生热爱自然的情怀。
【教学重点】1、正午太阳高度角的变化规律。2、某地正午太阳高度角的计算。
【教学难点】1、 正午太阳高度随季节的变化规律。2、 正午太阳高度角的应用。
【课时安排】 2课时
【时间】10月12日、10月13日
“加1”：课前预习：课本P21，正午太阳高度角变化预习材料，优化设计14页有关太阳高度角的内容。 第1时导学案提纲：
学习目标：1、掌握正午太阳高度的概念。
2、通过读图分析正午太阳高度角的变化规律。 学习重点：正午太阳高度角的变化规律。
学习难点：正午太阳高度随季节的变化规律。
教学“7”环节：
一、导。导入新课，讲明学习目标、重难点。(图片导入：“阳光花园”的困惑)
二、思：自主学习。
问题一、太阳高度的基本概念（理解）
1、太阳高度角： 太阳光线 与地平面 之间的夹角，简称太阳高度。
2、一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度角。读太阳高
度的日变化图，完成：（1）在图中找出正午太阳高度：
（2）日出和日落时的太阳高度为多少？（3）比较白昼和黑夜太阳
高度与0的关系。 。
；日出和日落时的太阳高度为0；白昼的太阳高度大于0。黑夜太阳高
问题二、正午太阳高度角的变化规律（重点难点）
1、正午太阳高度的纬度变化
活动1，读正午太阳高度角预习材料中的“二分二至日不同纬度的正午太阳高度角”图或地图册P16，完成思考问题。（1）、读“二分日全球正午太阳高度角”图，思考：太阳直射哪条纬线？比较北回归线、北极圈和北极点三处正午太阳高度的大小？
太阳直射赤道；北回归线的大于北极圈，而北极圈得大于北极点
这一天，正午太阳高度的纬度分布有什么规律？
规律为正午太阳高度自赤道向南北两侧递减。
（2）读“北半球夏至日（6月22日前后）”图，思考：太阳直射哪条纬线？正午太阳高度的纬度分布有什么规律？
正午太阳高度自北回归线向南北两侧递减。
（3）读“北半球冬至日（12月22日前后）”图，思考：太阳直射哪条纬线？正午太阳高度的纬度分布有什么规律？
正午太阳高度自南回归线向南北两侧递减。
总规律：正午太阳高度从
太阳直射点
向南北两侧递 减
。离直射点越近正午太阳高度越
；离直射点越远正午太阳高度越
2、正午太阳高度的季节变化
活动2，读太阳高度角预习材料中的“二分二至日不同纬度的正午太阳高度角”图及正午太阳高度的季节变化，完成下列表格。
【拓展】如图12，比较A、B、C、D四点正午太阳高度的大小。
A大于B大于C大于D
三、议：合作探究。
要求：各小组针对上述问题，动笔答题，同桌互查。组内展示、矫正。在组长带领下，小组内讨论上述问题，组长简单记出要点，寻找正确答案并质疑（组内不能解决的问题）。
四、展：展示反馈。各小组派代表上去展示。
五、评：补充、点评、精讲。
六、助：组内帮助还没有理解或掌握的难点。
七、测：巩固检测：见课件.
1．正午太阳高度是（
A．一定大于0
B．是当地区时12点的太阳高度
C．一定是90
D．是一天中太阳高度的最大值
2．同一条纬线上，各地（
A．地方时相同
B．正午太阳高度相同
C．获得太阳辐射相同
D．日出、日落区时相同
3．北京市正午太阳高度由大到小按日期的排列，正确的是（
A．7月1日，3月1日，1月1日
B．5月1日，1月1日，3月1日
C．3月1日，5月1日，1月1日
D．1月1日，5月1日，3月1日
4、读图题：
（1）这一天是 日的阳光照射图，此时我国的节气是 。
（2）太阳直射点的纬线是
。这天，正午太阳高度的纬度变化规律是
知识小结：
①同一时刻：由直射点向递减。
②夏至日：由向南北两侧递减，北回归线及其
以北各纬度，达一年中最大值； 正午太阳高度的变化
一年中的最小值。
③冬至日：由向南北两侧递减，南回归线及其
以南各纬度，达一年中最大值；
一年中的最小值。
④春秋分：由
课后作业：
想想：某地中午太阳高度角如何计算，它与某地所在的纬度、太阳直射点所在的纬度有何
加2：课外作业（完成太阳高度角精选作业）
加3: 辅导对象、内容与措施。
教学反思：
第2时导学案提纲：
学习目标：1、通过读图计算某地正午太阳高度的大小。
2、在读图分析过程中，激发学生探究地理问题的兴趣和动机、从而提高学习的积极性。
学习重点：某地正午太阳高度角的计算。
学习难点：正午太阳高度角的应用。
教学“7”环节：
一、导。导入新课，讲明学习目标、重难点。（复习式导入）
二、思：自主学习。
问题：某地正午太阳高度角的计算
活动3，读下图，总结某地正午太阳高度角的计算
90????； （α表示所求地点纬度，β太阳直射点纬度。）
（1）总结公式：H＝
纬度差（纬度差： 即所求地点纬度与太阳直射点所在纬度的距离 。）
(2) 比较判断：①同一日，比较两地正午太阳高度角大小，实际上是比较两地到直射点的纬距。
②同一地点，比较不同时间正午太阳高度角大小，实际上也是比较该地点到直射点的纬距。
【试一试】1、夏至日，10°N，10°S的正午太阳高度分别为多少?
夏至日，10°N，10°S的正午太阳高度分别为76°34′和56°34′
2、澧县（约30°N），在二分二至日的太阳高度分别为多少？
【拓展】正午太阳高度角的应用
（1）确定地方时
如果某地一天中太阳高度达到最大值，那么此时该地的地方时为12时。
（2）判断日影长短及方向
一般太阳方位与物影朝向相反。但是，极点一致，即北极太阳永远在南，影子也永远朝南；南极则相反。
（3）太阳能热水器倾角问题
太阳能热水器倾角为90度减去当地正午太阳高度
（4）确定楼房高度和间距
楼房高度和间距以一年中太阳高度最小的那天作为参考条件。
三、议：合作探究。
要求：各小组针对上述问题，动笔答题，同桌互查。组内展示、矫正。在组长带领下，小组内讨论上述问题，组长简单记出要点，寻找正确答案并质疑（组内不能解决的问题）。
四、展：展示反馈。各小组派代表上去展示。
五、评：补充、点评、精讲。
六、助：组内帮助还没有理解或掌握的难点。
七、测：巩固检测：见课件.
北回归线及其以北地区，正午影子朝向
，夏至日时影子最
，冬至日时影子最长
南回归线及其以南情况相反。
近年来，我国房地产业发展迅速，房地产开发商在某
城市（ 36? 34′N ）建造的两幢商品住宅楼。一居民购买了位于北楼一层的一套房子，要使北楼终年阳光不被挡住，两楼之间的楼距至少应为多少米？
冬至日正午太阳高度为30°，所以两楼之间的楼距大约为51米。
某中学(36°N，113°E)一学生对太阳能热水器进行改造如图所示，将热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：当地楼房影子最长时，为使热水器有最好的效果，调节活动支架，使热水器吸热面与地面的夹角为( B
知识小结：记住太阳高度角的计算公式并学会运用。H=
加3：课外作业。
教学反思：