天津市第四十二中学 孟宪起

　　三.正午太阳高度

　　1.正午太阳高度角有下列几种描述方式：

　　某地正午太阳高度角的年变化，如回归线之间的地区(图1)、回归线上的地区(图2)、回归线到极点之间的地区(图3)；某地太阳高度角的日变化，如极点地区(图4)、非极点地区(图5)；某日全球正午太阳高度角的变化，如夏至日全球正午太阳高度角的变化(图6)。

　　2.正午太阳高度的计算

　　(1)公式计算

　　某地正午太阳高度H＝90O-|ψ-δ|，其中H为正午太阳高度，ψ为当地纬度，取正值，δ为太阳直射点的纬度，当地夏半取正值，冬半年取负值。

　　(2)利用“纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度”这一规律计算。

　　3.正午太阳高度的变化影响物影朝向和长短的变化。北回归线以北的地区：物影朝北，夏至日(6月 22日)最短，冬至日(12月 22日)最长；南回归线以南的地区：物影朝南，夏至日(12月22日)最短，冬至日(6月22日)最长；南北回归线之间的地区：物影可以朝北，也可以朝南，且直射时无影子。

　　例题，某学校操场上，O处有一垂直于地面的旗杆，OP表示正午时旗杆在地面的影子，其长度随季节发生变化。6月22日缩短为零。M处有一棵树，OM垂直于OP，读图回答：

　　(1)___月___ 日OP最长，三个月后，该地昼夜长短状况是______。

　　(2)M处的树位于旗杆的____________方向，其精确的纬度是______________。

　　解析：6月22日影长缩短为零，表示该地区位于北回归线上，其精确纬度是23O26/N，影子最长时是该地正午太阳高度角最小时，应是12月 22日。OM垂直于OP，M点在东方。

　　答案：(1)12 22　昼夜等长

　　(2)正东23O26/N

　　解决日出、日落及日影问题时可以结合下图分析理解：

　　首先将甲图看作是北半球一个巨大的时钟，将其按准确方向以观测者O点为中心平放在地平面上，结合学习过的原理，可以作出下列判断：

　　第一.对北回归线以北地区来说，春、秋分两天

　　6：00太阳在正东(C点)方向升起，日影倒向正西(OG)方向；12：00时太阳位于正南(E)方向，日影倒向正北(OA)方向；昼长时间12小时。夏季时某一天如果3：00日出，日出方向在东北(OB)方向，日影在西南(OF)方向；日落在西北(OH)方向；昼长时间18小时。冬季某一天如果9：00日出，日出方向在东南(OD)方向，日影在西北(OH)方向；日落在西南(OF)方向；昼长时间6小时。

　　第二. 对北极圈以北某地区来说，除了上述规律成立以外，当该地区恰好是极昼时，太阳每天从正北(OA)方向日出、日落，这时的日影应该倒向正南(OE)方向；12：00时太阳位于正南(E)方向，日影倒向正北(OA)方向；昼长24小时。

　　第三.北回归线与赤道之间地区因为有太阳直射，因此日影有时朝南、有时朝北，直射时没有影子，其他时候与上述规律相同。

　　同学可以结合上述分析以乙图为例分析南半球各地日出、日落及昼夜长短分布情况。这样本部分知识的难点就比较容易突破了。