专题：昼夜长短与太阳高度的实际运用题解

专题：昼夜长短与太阳高度的实际运用题解

考纲要求：地球自转的方向、速度和周期。地球自转的地理意义。
地球公转的方向、轨道、速度和周期、黄赤交角。地球公转的地理意义。
{知识储备}：
一、昼夜长短的计算
　　①可以利用一个地区昼弧所跨的经度范围来计算，方法是在日照图上某条纬度与晨昏线有两上交点，两点之间在昼半球的部分即是白昼的时间。
②可以利用已知的日出和日落时间来求算。方法是：白昼长＝2×（12－日出时间）或白昼长＝2×（日落时间－12）。或（日落时间—日出时间）
③同一半球相同纬度地区昼长相同。而南北半球相同纬度地区的昼夜长短相反，如北纬40度的昼长是15时，那么南纬40度的地区夜长为15时。
④注意极昼区、极夜区的昼长分别是24时和0时。赤道地区的昼长永远是12时。
二、太阳高度与正午太阳高度
a晨昏线上太阳高度是0度。（并非正午太阳高度）
b太阳直射点的太阳高度是90度（也是正午太阳高度）。
c正午太阳高度从太阳直射纬线向南北两侧递减。
d某一时刻，太阳高度相同的点有无数个，即以直射点为圆心，以（900－高度角）的角距离为半径的圆。
e某一时刻，正午太阳高度相同的点可能有两个，也有可能只有一个。（位于同一经线上，与直射纬线之间的角距离相同）。
f正午太阳高度的计算公式是：h＝［900－β（当地纬度和太阳直射点纬度）］，其中β的求采用同一半球相减、不同半球相加的原则，永远取正值。
g利用垂直物体的日影计算：coth＝影长/物体长度。
h太阳能热水器的采光面与楼房顶面的夹角＝β（β同①）
i南北半球中纬度地区楼房间隔l的计算：l＝楼高×coth’（ h’即当地全年最小的正午太阳高度角，北半球为冬至日的正午太阳高度，南半球为夏至日的正午太阳高度）。在楼房布局时建议采用东北－西南向或西北－东南向。
j一个地区年正午太阳高度最大差值：
赤道地区是23026’
南北半球热带地区介于23026’和46052’之间，具体度数是（当地纬度＋23026’）。
南北半球温带地区是46052’。
南北半球寒带地区是46052’，但也可以当作当地最大正午太阳高度的数值。
关于“立杆见影”影长变化问题的探讨:
太阳高度角越大，影长越短，当正午影长为零，太阳高度角应当为90度，即太阳直射此地，由于影长与太阳高度角存在负相关,因此根据影长的变化可推测太阳高度角的变化。
由于太阳高度角存在日变化和年变化,导致影长存在日变化和年变化:
日变化分析:一天之中，由于正午太阳高度角(地方时为12点时)最大,因此影长日变化特点是:正午影长最短.
各地正午影长的年变化分析:
1、由于太阳直射点在南北回归线之间移动,北回归线以北地区,由于该地正午太阳总是在南方,影子均应朝北,因此只有朝向北方的影子,简称“北影”.由于北回归线以北地区,一年中正午太阳高度角夏至最大,冬至最小,因此,影长变化特点是:夏至最短,冬至最长,。       
2、南回归线以南地区,由于该地正午太阳总是在北方,影子均应朝南,因此只有朝向南方的影子, 简称“南影”. 因此,影长变化特点是:冬至最短,夏至最长。                  3、南北回归线之间的地区，由于太阳直射点在南北回归线之间移动，该地正午的太阳有一段时间会在南方，有一段时间会在北方，因此，该地正午既有朝北的影子，也有朝南的影子，即既有“北影”，也有“南影”。除南北回归线一年中只有一次直射机会外，介于南北回归线之间地区均有两次直射机会，因此会出现两次正午影长为零的时期（h=900）。还可细分以下两种情况：