正午太陽高度變化規(guī)律圖解與訓(xùn)練

太陽高度是太陽光線相對地面的夾角(即太陽在當(dāng)?shù)氐难鼋?,在太陽直射點(diǎn)處太陽高度最大,為90°,在晨昏線上則為0°。而正午太陽高度就是各地一日內(nèi)最大的太陽高度，也即地方時(shí)為12點(diǎn)的太陽高度。正午太陽高度的變化包括同一時(shí)間隨緯度的變化和同一地點(diǎn)（緯度）在一年中隨季節(jié)的變化。由于這兩種變化的直接原因都是太陽直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動（如圖1左），因此，要理解和掌握正午太陽高度的變化規(guī)律需要從太陽直射

圖1

點(diǎn)和正午太陽高度變化的關(guān)系來入手。圖2是平行的太陽光線照射在球面上的狀況，從中可以得出正午太陽高度的一些基本規(guī)律（H表示正午太陽高度，下同）。HD＜HB＜HA＞HC＞HE表明：從緯度分布看，太陽直射點(diǎn)所在緯度正午太陽高度最大，并由此向南北兩側(cè)遞減，在太陽直射點(diǎn)南北兩側(cè)的對稱點(diǎn)上，正午太陽高度相等。HA＞HC＞HE，HA＞HB＞HD表明：距離太陽直射點(diǎn)所在緯度近時(shí)，正午太陽高度大，反之正午太陽高度小。

　　下面通過圖解來分析正午太陽高度的變化規(guī)律，幫助學(xué)生直觀掌握、理解其基本規(guī)律。首先對圖1左圖進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將圖中經(jīng)線圈的右半部“拉直”，可得到圖1右圖。兩圖均表示夏至日太陽直射北回歸線，冬至日太陽直射南回歸線，春分日和秋分日（以下簡稱二分日）太陽直射赤道。這里以圖1右圖為基礎(chǔ)來深入分析正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律和緯度分布規(guī)律。

（一）正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律

這里我們分六個(gè)方面進(jìn)行分析。假設(shè)P為滿足條件的任意一地點(diǎn)，H1，H2，H3分別表示夏至日、二分日、冬至日時(shí)P地的正午太陽高度，H4為太陽直射南北回歸線之間某地P時(shí)的正午太陽高度。

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