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正午太陽高度規律性知識總結及解題應用


陳計兵

  與正午太陽高度有關的知識是重要的考點內容之一,現將有關規律性的知識總結如下。
  一、 正午太陽高度的空間變化規律及應用
  【知識鏈接】 (1) 全球正午太陽高度的分布規律:從太陽直射點所在緯度分別向南北兩側遞減;離直射點越近,正午太陽高度越大,反之越小;直射點所在半球晝長夜短,另一半球則晝短夜長。(2) 二分二至日的正午太陽高度分布規律應特別注意區分。
  例1在圖1中,橫坐標表示某日正午太陽高度,縱坐標表示緯度。讀圖回答1~2題。
  
  1. 該日,圖中a、b、c、d四地點中,正午太陽高度達一年中最大值的有________。
  2. 該日,圖中a、b、c、d四地點的晝長時間由長到短的排列順序是()
  A. a-b-c-d B. a-d-c-b
  C. b-c-d-a D. d-c-a-b
  【解析】夏至日太陽直射23°26′N,北回歸線及其以北地區正午太陽高度達一年中最大值,故應填a、d。太陽直射北回歸線,北半球晝最長夜最短,且緯度越高晝越長,故應選B。
  【答案】(1) a、d (2) B
  二、 正午太陽高度的年變化規律及應用
  【知識鏈接】(1) 回歸線之間的地區:正午太陽高度的最大值為90°,每年有兩次太陽直射現象,即一年中有兩次正午太陽高度達最大值。(2) 回歸線上,正午太陽高度的最大值為90°,每年有一次太陽直射現象,即一年中有一次正午太陽高度達最大值。(3) 回歸線至極點之間的地區,正午太陽高度的最大值小于90°,每年沒有太陽直射現象,一年中有一次正午太陽高度達最大值。(4) 北回歸線以北的緯度帶,每年夏至日正午太陽高度達最大值,冬至日達最小值。(5) 南回歸線以南的緯度帶,正午太陽高度每年夏至日達最小值,冬至日達最大值。
  例2假設M(0°,30°E)、N(23°26′S,30°E)兩地正午太陽高度分別是HM和HN,下列說法正確的是
  ()
  A. HM和HN不可能在同一天達最小值
  B. 每年總有某一時刻HM = HN
  C. 每年約有9個月 HM > HN
  D. 任何時刻HM ≥ HN
  【解析】正午太陽高度的大小取決于該地與太陽直射點之間的緯度差,離直射點越近,正午太陽高度越大,反之越小。由題意知:當太陽直射北回歸線時,HM和HN達一年中最小值,故A錯。當太陽直射南回歸線時,HN = 90°,HM<HN,故D錯。當太陽直射點在赤道與23°26′S的中點時,HM=HN,故B正確。當太陽直射點在0°與23°26′S的中點與北回歸線之間移動時,HM>HN,其時間約占全年的3/4,約為9個月,故C正確。
  【答案】BC
  三、 正午太陽高度的日變化規律及應用
  【知識鏈接】 (1) 在極點:在極晝期間,極點上見到太陽高度在一天內無變化,其太陽高度(包括正午太陽高度)始終等于太陽直射點的緯度。(2) 在極圈及其以內地區:① 極晝期間,太陽高度24小時內都大于或等于0°。② 剛好出現極晝地區的緯度與直射點緯度的和為90°,且該日該地區太陽高度最小值為0°;其他極晝地區該日該地區太陽高度最小值=當地緯度-剛好出現極晝地區緯度。該日當地正午太陽高度=90°-當地緯度與太陽直射點的緯度差。③ 某地某日剛好出現極晝,則該地當日正午太陽高度=直射點緯度的2倍。(3)在赤道上:赤道上正午太陽高度與直射點的緯度和為90°。
  例3圖2是80°N緯線上太陽在6月22日的視運動路線圖,則當地的正午太陽高度是________;(2)該地0時的太陽高度是________。
  
  【解析】6月22日太陽直射23°26′N,根據上述知識鏈接中的有關規律可知,剛好出現極晝地區的緯度是66°34′N,顯然80°N為極晝,該地正午太陽高度=90°-(80°-23°26′)=33°26′;該地0時的太陽高度為該日太陽高度最小值=當地緯度-剛好出現極晝地區緯度=80°-66°34′=13°26′
  【答案】 33°26′13°26′
  四、 正午太陽高度其他應用舉例
  (一) 利用正午太陽高度計算地方時
  【知識鏈接】某一天中太陽高度最大時,當地地方時為12時,由此可推算地球上任何一條經線上的地方時。
  例4北京市某學校(116°E,40°N)地理興趣小組在平地上用立桿測影法逐日測算正午太陽高度,該小組每天測量影長時,北京時間為() ......
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