?一文挖掘高考试题中的所有“太阳”问题!( 四 )


(2)观察点(A)位于赤道时,太阳的运动轨迹不发生倾斜,夏半年太阳东北升起、西北落下;春分/秋分时正东升起、正西落下;冬半年时东南升起、西南落下 。
(3)观察点位于南半球时,太阳的运动轨迹向北倾斜,夏半年(北半球的夏半年)太阳东北升起、西北落下;夏至时正东升起、正西落下;冬半年时东南升起、西南落下 。谭老师地理工作室综合整理
总体来说,在太阳轨迹的倾斜方向上:当观察者(A)位于北半球时,太阳轨迹向南倾斜;当它位于南半球时,太阳轨迹向北倾斜;当它位于赤道时,太阳轨迹不发生倾斜 。在日出、日落的方向上:①当太阳直射北半球时(夏半年),不论观察点(A)位于南半球或者北半球,都是东北日出、西北日落;②太阳直射赤道时,正东日出、正西日落;③太阳直射南半球时,太阳东南升起、西南落下 。
太阳高度角是指对于地球上的某个地点,太阳光的入射方向与该地点所在的地平面的夹角 。
太阳高度角简称太阳高度(其实是 角度),以下均用简称 。
当太阳直射地面时,太阳高度为90°,此时太阳辐射强度最大,没有比90°再大的太阳高度了 。
太阳高度随着地方时和太阳直射纬度的变化而变化 。
暂且不讨论太阳直射纬度,一天之中,随着太阳东升西落,太阳高度也在不断地变化,日出日落时太阳高度为 零度,正午时太阳高度达到一天中 最大值 。
注意:一天中的最大值并不一定是90° 。
所以,太阳高度似乎没有什么 特殊性,只要是日出日落的地点太阳高度就为零,没有随着纬度的变化而变化 。不仅如此,想知道某地某日8:00的太阳高度就 够你算上一阵子,另一地同一日期8:00的太阳高度又够你算上一阵子 。
能不能找到一个比较特殊又好算的太阳高度呢?
回答是肯定的 。
那就是 正午太阳高度!
正午太阳高度指的是一天当中最大的太阳高度,它特殊在随着纬度会发生变化,不仅如此,它的计算也是极为方便的 。
如何计算呢?
首先明确一点:太阳直射点是日心与地心的连线和地面的交点 。
且太阳直射点的正午太阳高度为90° 。
假设太阳直射点在A点(纬度为δ),而观测者在B点(纬度为φ),求观测者所在地的正午太阳高度为H 。
(1)δ和φ在相同半球,如图所示
这就是简单的三角形,平行线求角度H,通过延长B点地平面到太阳光线,最终得出:
H=90°-(φ-δ)①
括号中 (φ-δ)的就是A、B两地的纬度差 。
(2)δ和φ在不同半球,如图所示
同理,得出:
H=90°-(φ+δ)②
括号中 (φ+δ)的就是A、B两地的纬度差 。
由公式 ①② 可以推导得出:
H=90°- |φ±δ| ③
当φ和δ位于 相同半球时用“-” 号
当φ和δ位于 不同半球时用“+”号
同理绝对值符号中 |φ±δ| 表示的所求点和直射点的纬度差 。
一、太阳高度角与正午太阳高度角的关系
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 。
太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化 。
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 。
二、正午太阳高度的考查涉及以下几方面 。
(1)规律:从直射点往南北两侧递减;离直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大 。
(2)最值:直射北回归线,北回归线以北地区达一年中最大值,整个南半球达一年中最小值;相反,直射南回归线时,南回归线以南地区达一年中最大值;整个北半球达一年中最小值 。


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