知识点

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。

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。

图1 太阳直射点的移动
2. 正午太阳高度角

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。

注意：β-γ表示的是观察者与太阳直射点的【纬度差】，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①同一半球：40°N-23°26′N=16°34′；②不同半球：40°N-23°26′S=40°+23°26′=63°26′。

图2 太阳高度角示意图

例题

图3 例题

答案：①夏季炎热，落叶阔叶树的枝叶繁茂，可以遮挡阳光；②冬季寒冷，落叶阔叶树只剩枝干，可以透过更多阳光，增加室内温度。

精讲精析：（1）分析不同季节的太阳方位。①太阳直射点在南、北回归线之间往复移动，夏季移动到最北边23°26′N，冬季移动到最南边23°26′S；②华北地区大致位于秦岭-淮河一线以北，纬度32°N~42°N，因此太阳直射点一直位于华北地区的南方。

（2）分析不同季节的太阳高度角。①太阳高度角=90°-|华北纬度-太阳直射点纬度|，当华北纬度与太阳直射点不位于同一个半球时，要注意“-”变“＋”；②假设该地位于华北的40°N，则夏至时太阳高度角α1=90°-（40°N-23°26′N）=73°26′；冬至时太阳直射南回归线，与该地不位于同一个半球，因此α2=90°-（40°N-23°26′S）=90°-（40°+23°26′）=26°34′。

（3）区分两种树种的差别。①落叶阔叶树夏季树冠茂盛，冬季树叶落尽，只剩枝干；②松柏四季常青，树冠树叶并不茂盛；③该地区夏季太阳高度角大，因此需要树冠茂盛的树木，落叶阔叶树的夏季树冠更茂盛；冬季太阳高度角小，因此需要枝干光秃的树木，落叶阔叶树的枝干更光秃。综合来看，华北地区的传统民居，房前多种植落叶阔叶树，而不种植松柏。

总结

• 太阳直射点运动、太阳的视运动

太阳直射点的运动，是假设我们在地球之外，看到的太阳直射点的运动：在地球南、北回归线之间往复移动。

太阳的视运动，是假设我们站在地球上，所看到的太阳的运动轨迹，主要有以下规律：

① 观察者位于【北半球】：太阳的运动轨迹向南倾斜，a). 夏半年（3月21日~9月23日）太阳由东北升起，西北落下；b). 冬半年（9月23日~次年3月21日）太阳从东南升起，西南落下；c). 春分秋分时，太阳从正东升起，正西落下。

② 观察者位于【南半球】：太阳运动的轨迹向北倾斜，太阳升起落下方向与北半球一致；

③ 观察者位于【赤道】：太阳运动的轨迹不倾斜，太阳升起落下方向与北半球一致。

图4 北半球的太阳视运动轨迹