太陽高度角知識(shí)體系初探

李永寅

地球運(yùn)動(dòng)及其意義歷年來都是高考的重點(diǎn)，同時(shí)也是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)。許多學(xué)生甚至把課本和資料上的內(nèi)容全部背了，但每次考試仍然難以越過這個(gè)坎。原因就在于課本上的東西都是一些最基礎(chǔ)、最簡單的規(guī)律現(xiàn)象，而考試的要求已不再是考查背了多少，而是理解了多少、能夠靈活運(yùn)用的有多少。所以除了記住課本上的基本理論，更要注重的是對(duì)其基本理論的理解及相關(guān)知識(shí)的擴(kuò)充。因此就需要對(duì)教材上的基本理論加以細(xì)讀、鉆研、尋找問題、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，只有這樣才能夠駕馭于試題之上，才能在高考中立于不敗之地。

要解決高考試題中與太陽高度角有關(guān)的問題時(shí)，我們除了熟悉課本上所講的正午太陽高度角的變化規(guī)律外，還需進(jìn)一步去探討太陽高度角在一天中的變化（日變化）;不同緯度同一季節(jié)季節(jié)正午太陽高度的變化;同一緯度不同季節(jié)正午太陽高度角的變化;以及正午太陽高度角的變化和緯度存在一種什么樣的關(guān)系？正午太陽高度角和太陽高度角又有什么內(nèi)在的聯(lián)系呢？下面就太陽高度角的知識(shí)體系作探討。

太陽高度角的知識(shí)體系應(yīng)該按高中地理最常見的時(shí)間（一天中和一年中）和空間（極晝地區(qū)和非極晝地區(qū)）條件，分兩條腿（太陽高度角的日變化和正午太陽高度角的年變化）走路的方式引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)歸納。

一、???????? 太陽高度角的日變化

太陽高度角的日變化是指某地在一天中太陽高度隨時(shí)間的變化，而不是不同日期之間的變化）。

1.太陽高度角：太陽光線與當(dāng)?shù)厮矫娴膴A角（簡稱太陽高度）;

2.非極晝地區(qū)：日出、日落時(shí)太陽高度為零度，上午（日出到正午）太陽高度角逐漸增大，正午時(shí)太陽高度達(dá)一天中最大（不一定是90°），下午（正午到日落）太陽高度角逐漸減小。

太陽高度分布規(guī)律：晨昏線上（日出日落）太陽高度為零度，晝半球太陽高度大于零度，夜半球太陽高度小于零度。晝半球中心為直射點(diǎn)（太陽高度為90°，全球最大），等太陽高度線呈同心圓分布最外一圈通常為晨昏圈。

3.極晝地區(qū)：（分三種情況）

北極點(diǎn)周圍的極晝地區(qū)正北日出，正北日落;南極點(diǎn)周圍的極晝地區(qū)正南日出，正南日落; 最小太陽高度角（日出、日落時(shí)的太陽高度角）+最大太陽高度角（正午太陽高度角）=太陽直射點(diǎn)的緯度數(shù)的2倍。

①極點(diǎn)上：（下圖中的甲地）

太陽視運(yùn)動(dòng)的線路和極點(diǎn)的地平面平行（太陽在頭頂作水平圓周運(yùn)動(dòng)）;

太陽高度角在一天中恒定不變;

極點(diǎn)的正午太陽高度等于太陽直射點(diǎn)的緯度數(shù);

②剛好極晝的緯線上（極晝與非極晝的分界線或者說成極晝?nèi)Γ海ㄏ聢D中的乙地）

分界線的緯度數(shù)與太陽直射點(diǎn)的緯度數(shù)互余且屬同一半球（南北緯相同）;

分界線的緯度數(shù)值范圍：〔66?34′、90 ?）

太陽視運(yùn)動(dòng)的線路和地平面相切（有且只有一個(gè)交點(diǎn)）;

分界線上的正午太陽高度等于太陽直射點(diǎn)的緯度數(shù)的 2倍;

③、介于分界線和極點(diǎn)之間的地區(qū)：

太陽視運(yùn)動(dòng)的線路和地平面傾斜而不相交。

二、正午太陽高度的年變化

正午太陽高度的年變化是指某地在一年中隨日期的正午太陽高度的變化，而不是不同年份之間的變化。

1.正午是指地方時(shí)12點(diǎn)。

2.正午太陽高度：一天中最大的太陽高度（不一定是90°）。經(jīng)過直射點(diǎn)的經(jīng)線（即晝半球的中央經(jīng)線）地方時(shí)為12點(diǎn)，其上的太陽高度均為各緯度的正午太陽高度。

3.直射（垂直照射）點(diǎn)的正午太陽高度角一定是90?，由于太陽直射點(diǎn)在南北回歸線之間作回歸運(yùn)動(dòng)，所以正午太陽高度角是90?的地方一定在南北回歸線及其之間。（緯度一定小于或者等于23?26′）

4.正午太陽高度角的分布規(guī)律：由直射點(diǎn)往南北兩側(cè)遞減。

5.地球上，同一緯線上正午太陽高度相等。太陽直射點(diǎn)所在的緯線上正午太陽高度為90?。

6.夏至日：

北回歸線及其以北的地區(qū)的正午太陽高度達(dá)到一年中的最大值。

赤道及其以南的地區(qū)的正午太陽高度達(dá)到一年中的最小值。

冬至日：

南回歸線及其以南的地區(qū)的正午太陽高度達(dá)到一年中的最大值。

赤道及其以北的地區(qū)的正午太陽高度達(dá)到一年中的最小值。

南北回歸線及其之間的地區(qū)，太陽直射該地時(shí)正午太陽高度角達(dá)到一年中的最大值且為90?。

7.比較正午太陽高度角的大小：

所比較的點(diǎn)的緯度離直射點(diǎn)的緯度越近，正午太陽高度就越大。

所比較的點(diǎn)的緯度離直射點(diǎn)的緯度越遠(yuǎn)，正午太陽高度就越小。

簡記為：近大遠(yuǎn)小。

遠(yuǎn)近是指所比較的點(diǎn)的緯度數(shù)與太陽直射點(diǎn)的緯度數(shù)的差，差小為近，差大為遠(yuǎn)。

8.正午太陽高度角的計(jì)算：

所要計(jì)算的點(diǎn)的緯度與直射點(diǎn)的緯度相差幾度，該點(diǎn)的正午太陽高度角就比直射點(diǎn)的正午太陽高度角（90?）小幾度。