考点4 正午太阳高度与太阳视运动1.正午太阳高度的分布[问题思考] 据图回答，甲图中当地球位于A点时，全球正午太阳高度的纬度分布规律是_____________________________。

当地球由D到A位置移动的过程中，北半球各纬度正午太阳高度的变化规律是__________________________________________；当地球位于C点时，地球上________________________正午太阳高度达到一年的最大值。

答案由北回归线向南北两侧递减，北回归线正午太阳高度达到最大值90°北回归线及其以北各纬度正午太阳高度不断增大到一年中最大值，赤道与北回归线之间的纬度正午太阳高度先增大后减小南回归线及其以南解析根据正午太阳高度分布的纬度特征，结合地球的公转轨道可知，当地球位于A点时，为北半球的夏至日，太阳直射北回归线，正午太阳高度由直射点向两侧递减，太阳直射点正午太阳高度达到最大值。

当地球由D移动到A位置时，即由春分日向夏至日运动，太阳直射点开始由赤道向北回归线运动，因此，北回归线以北的点离太阳直射点距离逐步接近，正午太阳高度不断增大，而赤道与北回归线之间的点，有太阳直射的机会，当太阳直射时，正午太阳高度达到最大，当太阳直射点离开时，开始减小，因此，在此时间段内，赤道与北回归线之间的范围正午太阳高度先增大再减小。

当地球位于C点时，为冬至日，太阳直射南回归线，南回归线及其以南的范围离太阳最近，太阳高度角达到一年最大值。

[知识归纳](1)正午太阳高度的空间变化规律①文字描述：从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。

②图形描述③特别说明a.同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度相等。

b.对称规律：以直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。

(2)正午太阳高度的季节变化规律2.正午太阳高度的计算及变化[问题思考] 上图为“地球部分地区昼夜分布示意图”，图中阴影部分表示黑夜，其余部分表示白昼。

此时，丙地的正午太阳高度是________。

一年中甲、乙、丙三地正午太阳高度变化幅度分别是______、______、______。

答案36.5°47°47°47°解析据图形可知，此局部图表达的为北半球部分地区，北极圈内出现了极夜现象，因此，推断此时为冬至日，根据正午太阳高度的计算公式，可以得知此时丙地的正午太阳高度为36.5°。

据图形可知，甲、乙、丙三地均位于北回归线到北极圈之间，其一年中正午太阳高度最大时为夏至日，最小值为冬至日时，其正午太阳高度年变化幅度一致，都为47°。

[知识归纳](1)正午太阳高度的计算正午太阳高度＝90°－纬度差当所求地点与太阳直射点在同一半球时，该纬度差即为所求点与直射点纬度差的绝对值；不在同一半球时，该纬度差为二者纬度数之和。

(2)正午太阳高度的变化幅度及分布特点①南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23.5°增大到47°)，赤道上为23.5°，回归线上为47°。

②回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为47°)。

③极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由47°减小到23.5°)，极圈上为47°，极点上为23.5°。

3.太阳视运动[问题思考] (2014·12月浙江嵊州二中月考)下图为某地在一天中所看到的太阳视运动轨迹，当太阳运动至③位置时，太阳高度(θ为42°)达一天中最大，此时北京时间为14时。

根据图判断，该地的地理坐标为__________，当该地地方时为21：00时，其旗杆的影子朝向为________。

答案(69°N，90°E)东南解析从图中可以看出此日整天都可以看到太阳视运动轨迹，说明该地刚好出现极昼现象；正午时太阳在正南方，说明其位于北半球；正午太阳高度为42°，说明此时太阳直射21°N，故该地纬度为69°N；根据太阳高度达一天中最大时北京时间为14时，可求出该地经度为90°E。

据图可知当该地地方时为21：00时，太阳位于西北方，旗杆的影子朝向东南方。

[知识归纳](1)太阳周日视运动①若正东日出、正西日落，说明太阳直射赤道。

此时，北半球正午时的太阳总是在南方的天空，南半球正午时的太阳总是在北方的天空。

北极点上空的太阳总在南方的天空，南极点上空的太阳总在北方的天空。

②若太阳在地平圈以上运行的时间短于在地平圈以下的时间，说明该地处于冬半年；反之，说明处于夏半年。

(2)日出、日落的方位与昼夜长短变化的关系(北半球)时间春分日夏半年秋分日冬半年昼夜长短状况昼＝夜昼>夜昼＝夜昼<夜日出时刻(地方时)6时早于6时，夏至日最早6时晚于6时，冬至日最晚方位正东方东北方正东方东南方日落时刻(地方时)18时晚于18时，夏至日最晚18时早于18时，冬至日最早方位正西方西北方正西方西南方(3)日出、日落时日影朝向①在春秋分日，全球各地太阳从正东升起，正西落下。

因此日出时日影朝西，日落时日影朝东。

②北半球夏半年，太阳直射北半球，全球各地(极昼极夜区域除外)太阳从东北方升起，西北方落下，因而日出时日影朝向西南，日落时日影朝向东南。

③北半球冬半年，太阳直射南半球，全球各地(极昼极夜区域除外)太阳从东南方升起，西南方落下，因而日出时日影朝向西北，日落时日影朝向东北。

真题回顾考向预测2015.10 28题(3)2016.4 28题(3)1.正午太阳高度的计算与变化幅度2.日出日落的方位判定3.以综合问答或者填空形式考查考向一正午太阳高度的计算及变化典例剖析地表点Q与太阳直射点所在纬线之间的纬度差为α，其正午太阳高度为H，若H等于α，则点Q的纬度变化范围是____________。

答案21.5°～68.5°解析解答本题的关键是掌握正午太阳高度的计算方法。

根据正午太阳高度之差等于纬度之差可得：H＝90°－α，由题干知H＝α，可求得α＝45°，太阳直射点的最北端和最南端是23.5°，因此Q点的地理纬度－23.5°＝45°或Q点的地理纬度－(－23.5°)＝45°，即Q点的地理纬度变化范围是21.5°至68.5°。

跟踪训练下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。

四地自北向南排列，依次是____________________。

答案甲、丙、乙、丁解析丙地6月22日正午太阳高度为90°，位于北回归线上；甲地12月22日正午太阳高度最低，6月22日正午太阳高度接近60°，位于北回归线以北；丁地12月22日正午太阳高度超过60°，6月22日正午太阳高度最小，位于南回归线以南；乙地接近南回归线，位于南回归线以北。

所以四地自北向南排列依次是：甲、丙、乙、丁。

考向二正午太阳高度的分布与应用典例剖析武汉某中学研究性学习小组，设计了窗户遮阳板，实现教室良好的遮阳与采光(图中所示为夏至和冬至的太阳光线)。

当室内正午太阳光照面积达一年中最大时，____________________出现了极昼现象。

为实现教室良好的遮阳与采光，图中a、b、c、d 中设计最为合理的遮阳板是______。

答案南极圈及其以南地区 b解析武汉室内正午太阳光照面积达一年中最大时，是其一年中正午太阳高度最小时，为北半球的冬至日，太阳直射南回归线，南极圈及其以南地区为极昼。

挡板c、d长度太长，挡住了一年中大部分时间的阳光，室内采光条件差；挡板a位置低，遮阳效果差。

挡板b高度和长度适合，这样的采光效果最好。

拓展应用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，日影最短，当地的地方时是12时。

(2)确定房屋的朝向为了获得更充足的太阳光照，房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。

在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋一般朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋一般朝北。

(3)判断日影长短及方向正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高度越小，日影越长；日影方向背向太阳。

如图1中各点旗杆的日影长短及日影所在方向(图中是6月22日前后，经线和纬线的交点是太阳直射点)。

(4)确定当地的地理纬度与太阳直射点的纬度差多少度，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。

(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，见图2，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＝h cotH。

(6)太阳能热水器的倾角调整：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，使太阳光线与受热板成直角，见图3。

其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如图3)。

跟踪训练(2016·9月浙江台州市选考质量评估)阅读图文资料，完成下列问题。

材料耶稣像是里约热内卢的标志性景点，雕像正面朝东。

在第31届夏季奥运会期间(里约时间8月5日～21日)，航拍镜头画面多次切换到耶稣像背衬一轮金色落日的美妙景色(图2)。

图1为南美部分区域图。

航拍者的位置在耶稣雕像正面的________方。

若要在同一地点拍摄到同样场景，最近要等到次年的__________(里约日期)期间。

答案东南4月23日～5月9日易错辨析关于影子问题直射点以北地区：正午太阳在正南方向；物体影子指向北方。

直射点以南地区：正午太阳在正北方向；物体影子指向南方。

即：①北回归线以北：正午太阳终年在正南方向；物体影子指向北方。

②南回归线以南：正午太阳终年在正北方向；物体影子指向南方。

③南北回归线之间：太阳直射点在某地南侧，正午太阳在其正南方向；太阳直射点在某地北侧，正午太阳在其正北方向。

考向三太阳视运动典例剖析读“北半球观测点a某日的太阳视运动轨迹图”，观测点a的地方时为21：00时，a地旗杆的影子指向______方向。

答案东南解析可依据以下步骤进行判定：①根据太阳视运动的路径从极地上空俯视呈顺时针，可知从极地上空俯视，地球呈逆时针自转，该地为北极地区；②北极地区正午太阳在正南方向天空，且太阳高度最大，即c为正南，然后可知e为正北，b为正东，d为正西，图中数字对应的地方时，1为12：00，3大致为18：00，5为24：00，7大致为6：00，可知21：00太阳大致在4位置；③21：00太阳大致在4位置，影子位于∠cab这一区域，故影子指向东南方。