正午太阳高度的变化规律及计算
高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆
下面甲图为非洲大陆西部某河流剖面示意图，乙图为该地6月22日正午太阳光照及塔影示意图。读图完成1—3题。
1．图示风景塔所在地12月22日与6月22日正午太阳高度之差约为 A．23．5°
B．33°
C．40°
D．47°
2．一年中，该地日平均昼长最长的月份，该地 A．日照时间最长 C．该地日出东南
B．平均正午太阳高度最大 D．公转和自转速度均最快
3．图示M河的大致流向是 A．自西向东
B．自东向西
C．自南向北
D．自北向南
【参考答案】1．B 2．C 3．A
2．该地地处南半球，日平均昼长最长的月份为12月份。影响日照时间的因素比较多，比如天气、海拔、昼长等，所以无法判断A项。太阳直射的月份（不是12月）平均正午太阳高度最大；自转速度不会变化；12月份，太阳直射南半球，该地日出东南。
3．该地纬度约为16．5°S，根据6月22日正午太阳光照的方位可知风景塔位于M河的北岸，由甲图可知北岸侵蚀岸，南半球侵蚀岸为左岸，因此甲图中M河河水由西向东流。
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正午太阳高度的计算及应用
1．正午太阳高度的计算
正午太阳高度的计算公式：H＝90°－两点纬度差。 说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。
两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。如图所示：
当太阳直射B点（10°N）时： A点（40°N）正午太阳高度：
H＝90°－AB纬度差＝90°－（40°－10°）＝60°。 C点（23°26′S）正午太阳高度：
H＝90°－BC纬度差＝90°－（10°＋23°26′）＝56°34′。
2．正午太阳高度的应用
（1）确定地方时
当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。 （2）确定房屋的朝向
确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。 （3）确定当地的地理纬度
当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日（二分二至日）正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。学科~网 （4）判断日影长短及方向
太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。
日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射时日影最短(等于0)。
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（5）确定楼间距、楼高
为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：L＝hcotH。如下图。
（6）计算太阳能热水器的安装角度
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，使太阳光与集热板成直角。 集热板与地面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度角(H)互余，即α＋H＝90°时效果最佳。如下图：
（1）判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下，由于阳坡正午太阳高度大，得到的光热多，阴坡得到的太阳光热少；因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。
（2018届江西省宜春中学高三上学期第一次诊断）武汉某建筑采用大玻璃幕墙的设计方案。为达到最佳遮阳和采光效果，设计师把该地二分二至日正午太阳高度、建筑物玻璃幕墙高度和屋檐外延长度巧妙结合起来，如下图所示。这种设计既可以增加建筑物的美观性，也可以极大地减少玻璃幕墙的日射负荷，显出很好的节能性。读图回答1—2题。
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