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高中地理知识讲解-太阳直射点移动、太阳高度角、极昼、极夜

时间:2020-06-29 07:07 来源:未知 作者:地理教师 责任编辑:地理教师
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知识点

1、太阳直射点的移动

地球绕着地轴自转,自转的平面为“赤道面”;地球绕着太阳公转,公转的平面为“黄道面”。两个平面存在着一个23°26′的夹角:黄赤交角,因此导致太阳直射点在地球上23°26′N~23°26′S之间往复移动,移动的周期为一个回归年(365日5时48分46秒),移动的规律如下:

①夏半年(春分-夏至-秋分),太阳直射点由赤道开始,先向北移动到北回归线,再向南回到赤道。北半球昼长夜短,北极点附近出现极昼,极昼的范围先扩大后缩小;

②冬半年(秋分-冬至-春分),太阳直射点由赤道开始,先向南移动到南回归线,再向北回到赤道,北半球昼短夜长,北极点附近出现极夜,极夜的范围先扩大后缩小。

高中地理知识讲解-太阳直射点移动、太阳高度角、极昼、极夜

太阳直射点的移动规律

 

2、太阳高度角

正午太阳高度角,指的是当地时间12:00时,太阳光线与地平面的夹角(下图中的α)。正午太阳高度角的大小,与太阳直射点的位置、观察者的纬度有关,计算公式如下:

α = 90° - | β - γ |

其中α为正午太阳高度角,β为观察者所处的纬度,γ为太阳直射点的纬度。

其中β-γ表示的是观察者与太阳直射点的纬度差,遵循“同减异加”的规律,即当观察者与太阳直射点位于同一半球时,用减法;当位于不同半球时,用加法。例如位于同一半球:40°N-20°′N=20°;位于不同半球:40°N-20°S=40°+20°=60°。

 

高中地理知识讲解-太阳直射点移动、太阳高度角、极昼、极夜

太阳高度角

 


例题

高中地理知识讲解-太阳直射点移动、太阳高度角、极昼、极夜

答案:D、A

精讲精析:(1)分析太阳高度角与光照面积。①题干中所说的为“正午”,因此一年中太阳高度角最小时,正午太阳最“低”,即照进室内的光线最远,光照面积最大;②福建位于北半球,因此当太阳直射南回归线时,太阳高度角最小(太阳高度角α=90°-|β-γ|,β与γ处于不同半球时用加法。β是北半球该地的纬度,因此当γ为南半球23°26′S时,|β-γ|最大,即α最小。即太阳直射南回归线时,α最小)。

(2)分析太阳直射点与昼夜长度、极昼极夜的关系。①太阳直射南回归线,即为北半球的冬季,此时北半球昼短夜长;②此时南半球昼长夜短,且越往南昼越长夜越短,南极圈以南地区为极昼。

(3)分析窗户的调整。①济南位于福建的北部,纬度高于福建,太阳高度角α=90°-|β-γ|,对于同一时刻的济南与福建,太阳直射点纬度γ固定,则纬度越高,|β-γ|的值越大,即α越小。因此不论冬至还是夏至,济南的太阳高度角α都小于福建,即正午太阳更“低”;②正午太阳更低,则会照射更多的阳光进入室内,因此需要加长遮阳板,遮挡更多的阳光;或者降低遮阳板的高度,也可以减少阳光的照射。

如下图所示,蓝色为改进后的遮阳板,红色和绿色为济南的太阳直射光线(相互平行),黄色为改进后的室内照射长度。①如左图所示,在原高度加长遮阳板,则可以阻挡更多的阳光;②如右图所示,降低遮阳板的高度,也可以阻挡更多的太阳光。

高中地理知识讲解-太阳直射点移动、太阳高度角、极昼、极夜

遮阳板的改进

 


总结

  • 极昼、极夜

本节例题的难度较大,综合考查了太阳高度角、昼夜长短、极昼极夜等知识。解题思路为:①分析太阳高度角与光照面积的关系;②分析太阳高度角最小时,太阳直射点的位置、季节、昼夜长短、极昼极夜;③分析纬度升高时,太阳高度角的变化及遮阳板的调整。

在考试中,太阳高度角往往与极昼、极夜一起考查。当正午太阳高度角为0°时,即为出现了极夜现象。极昼极夜的规律为:

(1)二分二至

①春分/秋分,太阳直射赤道,全球没有极昼极夜;

②夏至,太阳直射北回归线,北极圈以北都是极昼,南极圈以南都是极夜;

③冬至,太阳直射南回归线,北极圈以北都是极夜,南极圈以南都是极昼;

(2)夏半年、冬半年

①夏半年(春分-夏至-秋分),北极点及其附近出现极昼,范围逐渐向北极圈扩大,夏至时极昼范围达到北极圈,之后逐渐向北极点缩小;南极点及其附近出现极夜;范围逐渐扩大至南极圈,夏至后逐渐向南极点点缩小;

②冬半年(秋分-冬至-春分),北极点及其周围出现极夜,南极点及其周围出现极昼,极昼/极夜范围逐渐向南/北极圈扩大,冬至后逐渐向南/北极点缩小。

 

高中地理知识讲解-太阳直射点移动、太阳高度角、极昼、极夜

极昼、极夜示意图


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