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高中地理正午太陽高度角公式

教育 更新时间:2024-09-25 20:38:09

高中地理正午太陽高度角公式?正午太陽高度角正午太陽高度角,指的是正午的太陽光線地平面的夾角,計算公式為:,今天小編就來聊一聊關于高中地理正午太陽高度角公式?接下來我們就一起去研究一下吧!

高中地理正午太陽高度角公式(高中地理每日講1題)1

高中地理正午太陽高度角公式

知識點

正午太陽高度角

正午太陽高度角,指的是正午的太陽光線地平面的夾角,計算公式為:

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。

注意:|β-γ|表示的是觀察者與太陽直射點的“緯度差”。當地距離太陽直射點越近,正午太陽高度角越大

圖1 正午太陽高度角(α)示意圖


例題

11、如下圖所示,M位于某條經線上,L1和L2為二至日(夏至、冬至)正午太陽光線,虛線垂直于地面。當角α、β之差小于6°時,M點的緯度範圍是( )

A. 3°S~3°N

B. 6°N~17.5°N

C. 3°S~17.5°S或3°N~17.5°N

D. 17.5°S~23.5°S或17.5°N~23.5°N

答案:A

精講精析:(1)分析M點的大緻緯度範圍。①由題幹可知,M點位于某條經線,因此圖中的圓弧形實線為經線,指示南北方向;②冬至和夏至,正午太陽分别直射南、北回歸線,而M恰好位于這兩條太陽直射光線之間,因此可以确定,M位于南、北回歸線之間,即M<23.5°

(2)計算角α和β。①圖中的α和β是太陽光線、垂線的夾角,并不是太陽高度角;②太陽高度角,是太陽光線和地面之間的夾角,恰好與圖中的α或β“互餘”,即L1的太陽高度角(L1)=90°-α,L2太陽高度角(L2)=90°-β;③因此,α=90°-L1,β=90°-L2,則|α-β|=|L1-L2|,即夏至和冬至M點的太陽高度角之差。

(3)計算M的範圍。①正午太陽高度角=90°-|當地緯度-太陽直射點緯度|,假設L1表示夏至時的太陽高度角,則L1=90°-|M-23.5°N|,L2表示冬至時的太陽高度角,則L2=90°-|M-23.5°S|,則L1-L2=|M-23.5°N|-|M-23.5°S|,M位于南北回歸線之間,即M<23.5°,去掉絕對值号,即L1-L2=-2M;③由題幹可知,|α-β|<6°,而|α-β|=|L1-L2|,因此|-2M|<6°,因此M<3°;④同理,假設L1為冬至時的太陽高度角,L2為夏至,結果依然是M<3°。因此,M點位于南北緯3°之間,即緯度範圍為3°S~3°N,選項A正确。


總結

太陽直射點的移動

本節例題的難度較大,解題思路為:①根據夏至冬至正午太陽光線的位置,初步判斷M點的緯度位置(南、北回歸線之間);②根據太陽高度角與α(或β)的關系,推導出α和β的公式;③假設此時為夏至(或冬至),結合太陽高度角的計算公式,列出L1和L2的計算公式(含有M),并根據|α-β|<6°、|α-β|=|L1-L2|,計算得出M的緯度範圍(M<3°)。

正午太陽高度角,與當地緯度、太陽直射點的緯度有關。太陽直射點在南、北回歸線之間往複移動,移動規律為:

①春分-夏至-秋分(夏半年):太陽直射北半球,太陽直射點移動路徑為:赤道——北回歸線——赤道;

②秋分-冬至-春分(冬半年):太陽直射南半球,太陽直射點移動路徑為:赤道——南回歸線——赤道。

圖2 太陽直射點的移動

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