题目

寻找正午太阳高度变化的证据和规律

提问时间：2020-11-03

答案

由于太阳直射点在南北回归线之间移动,所以：
1、在回归线之间的地区,一年有两次太阳直射机会,此时正午太阳高度最大,为90°.太阳直射南北回归线时出现极小值.其中除赤道两个极小值都是最小值外,其它地区以太阳直射另一半球回归线时最小.
2、在回归线之上的地区,一年有一次太阳直射机会,分别是夏至和冬至.
3、在回归线之外的地区,可含南北回归线,在太阳直射本半球回归线时最大,直射另一半球回归线时最小.
例如,北京约在北纬40°,在北半球夏至,太阳直射北回归线,此时这里的正午太阳高度最大,约为73.5°；在冬至,太阳直射南回归线,此时这里的正午太阳高度最小,约为26.5°.
因为地球的公转致使一年内太阳在地球的直射点在南北回归线之间往复一次.以北半球北回归线穿过的地区为例：一年中当太阳光直射北回归线时,正值我国北方的夏至节气,正午太阳在头顶正上方,即太阳高度角为90°,为一年中的最大值；当太阳光直射南回归线时,正值我国北方的冬至节气,此时的太阳高度角为43°,为一年之中的最小值.由于地球自转,产生了太阳的视运动现象(东升西落),即太阳高度的日变化.
由于地球公转,使太阳直射点南北移动,从而产生了正午太阳高度的纬度变化和季节变化现象.
度角大小
H=90°-| 纬差|（纬差是指某地的地理纬度与当日直射点所在纬度之间的差值）
例如：A地的纬度为40°N,求A地夏至日的正午太阳高度.
夏至日太阳直射的纬度为23°26′N,与A地的纬度差=40°-23°26′=16°34′,那么H=90°-16°34′=73°26′.
如果求A地冬至日的正午太阳高度.冬至日太阳直射的纬度为23°26′S,与A地的纬度差=40°+23°26′=63°26′,那么H=90°-63°26′=26°34′.
计算公式:
H=90°-∣α-β∣
*α为太阳直射点的纬度,β为所求纬度(北纬取正值,南纬取负值)
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