文档内容
课时 12 正午太阳高度的变化 四季更替和五带划分
一、正午太阳高度及其变化规律
1．太阳高度角和正午太阳高度
(1)太阳高度角
太阳光线与地平面之间的夹角(即太阳在当地的仰角)，叫做太阳高度角，简称太阳高度(如图
甲所示)。在太阳直射点上，太阳高度是90°；在晨昏线上，太阳高度是0°。
(2)正午太阳高度
一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度(如图乙所示)。
2．正午太阳高度的纬度变化规律
(1)请在上图中用折线画出二分二至日正午太阳高度的分布状况。
答案
(2)正午太阳高度的纬度变化规律
①夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，如图中c 折线所示。②冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，如图中a 折线所示。
③春、秋分日：正午太阳高度由赤道向两极递减，如图中b 折线所示。
3．正午太阳高度的季节变化规律
夏至日达最大值
北回归线及其以北纬度带
冬至日达最小值
夏至日达最小值
南回归线及其以南纬度带
冬至日达最大值
南北回归线之间各地 每年太阳直射两次
正午太阳高度
(1)同一纬线上，正午太阳高度相等。
(2)同一日期，距太阳直射点所在纬度相等的两条纬线上正午太阳高度相等。
(3)极点上的正午太阳高度等于太阳直射点的纬度数。
(4)在有极昼现象的纬度范围内，若该点子夜太阳高度恰好为0°，则正午太阳高度的值为太
阳直射点纬度数的两倍。
二、四季更替
1．成因
2．划分(以北半球为例)
范围
类型
春季 夏季 秋季 冬季
一年内白昼最 一年内白昼最
天文四季 过渡季节 长、太阳最高的 过渡季节 短、太阳最低的
季节 季节
气候四季 3、4、5月 6 、 7 、 8 月 9 、 10 、 11 月 12 、 1 、 2 月
三、五带划分
1．划分依据：有无直射现象和有无极昼极夜现象。
2．五带划分一、正午太阳高度
1．正午太阳高度的变化规律
(1)看太阳直射点的位置，比较正午太阳高度大小。
记忆口诀“远小近大”：即距离太阳直射点所在的纬线越远，正午太阳高度越小；距离越近，
则越大。
(2)看太阳直射点的移动，确定正午太阳高度的变化。
记忆口诀“来增去减”：即太阳直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大；移去则
减小，如下图所示：
(3)看区域位置，归纳不同区域的正午太阳高度年变化规律。
回归线之间
①有太阳直射现象。
②正午太阳高度年变化幅度＝α＋23°26′(α为当地纬度)回归线与极圈之间
①无太阳直射，无极昼、极夜现象。
②正午太阳高度年变化幅度＝46°52′
极圈与极点之间
①有极昼、极夜现象。
②正午太阳高度年变化幅度＝113°26′－α(α为当地纬度)
2．正午太阳高度的计算方法
公式：H＝90°－两点纬度差。
说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即
两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相
加。如下图所示：
当太阳直射B点(10°N)时：
H ＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。
A
H ＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
C
3．正午太阳高度的应用
(1)确定地方时
当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。
(2)判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时，如果知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点
相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。
(3)确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。①北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。
②南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
(4)判断日影长短及方向
太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正
午是一天中日影最短的时刻。日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的
日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，
正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线
之间的地区，正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射时日影最短(等于0)。
(5)计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年有阳光照到，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离 L＝h·cot
H(H：冬至日正午太阳高度)。
(6)计算太阳能热水器的安装角度
如图所示，集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角互余，当 α＋H＝90°时太阳能热
水器使用效果最佳。
二、四季更替和五带划分
1．四季更替和五带的成因2．四季更替的纬度差异
此外，低纬度的高海拔地区，在夏半年因海拔高较凉爽，在冬半年因纬度低较温暖，其季节
更替也不明显，如我国的昆明、巴西的巴西利亚。
(2021·山东地理)某日，小李在某地(110°E,40°N)广场游玩时，发现广场平面图中的指向
标模糊不清(图a)。他通过观测广场石柱影子的长度和方向(图b)，确定了平面图的指向标。
据此完成1～2题。
1．该广场平面图的指向标应该是图c中的( )A．① B．② C．③ D．④
2．一周后的相同时刻，小李再次测量发现该石柱的影长变长，则第二次观测日期可能在(
)
A．2月16日前后 B．5月8日前后
C．8月20日前后 D．11月10日前后
答案 1.B 2.C
解析 第1题，正北方向指向标可以根据当地地物的影子朝向确定。北京时间 12：10对应
110°E的地方时是11：30，此时太阳在南偏东一点，地物影子应该是北偏西一点。图中石柱
影子在左侧，即左侧方向是北偏西，正北方向应该是②所示的方向，选B。第2题，石柱影
长一周后变长意味着太阳直射点正在远离该地，小李位于 40°N，意味着太阳直射点是向南
方移动，排除A、B。地方时11：30的情况下，图中石柱高度6.6 m，影长3.2 m，太阳高度
角远大于45°(6.6/3.2≈2.06；tan64°≈2.05，太阳高度角约64°)，正午的太阳高度角应更大一
些，说明太阳直射点与小李所在的纬度差不足40°，即直射北半球，选C。
下图为“我国某地冬、夏至日正午太阳光线示意图”，角a、β相差32°。据此完成1～
2题。
1．该地正午太阳高度角年变化幅度为( )
A．16° B．32°
C．39°26′ D．46°52′
2．该地正午太阳高度达一年中最大时( )
A．太阳直射点向北移
B．太阳直射点向南移
C．昼长达一年中最大值
D．该日当地东北日出
答案 1.C 2.D
解析 第1题，若该地位于我国北回归线及其以北地区，则冬、夏至日正午太阳高度角相差
46°52′，故该地应该位于我国北回归线以南地区，有太阳直射，故正午太阳高度角最大值
出现在太阳直射时，为90°，正午太阳高度角最小值出现在太阳直射南回归线时。根据题干
可知，我国该地冬、夏至日正午太阳高度角相差32°，代入公式90°－|φ－23°26′|－90°＋|φ
＋23°26′|＝32°，根据计算可知，当地地理纬度数值为16°N。所以，该地正午太阳高度角
年变化幅度为90°－90°＋|16°＋23°26′|＝39°26′，选C。第2题，该地正午太阳高度角达
一年中最大值时，太阳直射点位于16°N，可能往南移动也可能向北移动，A、B错误；该地在太阳直射北回归线时昼长达到一年中的最大值，C错误；太阳直射点位于北半球，该地日
出东北，D正确。
暑假期间，河南省的小明前往墨尔本(37°46′S)旅行。在墨尔本，小明发现很多建筑的
布局并非严格的南北朝向，而是有一定的偏角。下图为“墨尔本某街道上两栋方形大楼的俯
视图”。据此完成3～4题。
3．建筑物的布局方位会影响墙面的采光条件。小明旅行期间，全天都不能采光的墙面是(
)
A．大楼甲的①墙面 B．大楼甲的②墙面
C．大楼乙的③墙面 D．大楼乙的④墙面
4．为使大楼乙的①墙面全年每天均有采光机会，墙面与街道的夹角α最小可能是( )
A．14° B．32° C．45° D．59°
答案 3.A 4.B
解析 第3题，我国暑假期间即每年的7、8月份，此时太阳直射点在北半球。墨尔本日出
东北，日落西北，且中午时，太阳在正北方向。所以大楼甲的①墙面全天都不能受到太阳照
射。大楼甲的②墙面上午可以照射到，大楼乙的③墙面正午、下午均可以照射到，大楼乙的
④墙面下午可以照射到。选A。第4题，大楼乙的①墙面每天均有采光机会，即在每年北半
球的夏至日时，该墙面仍然可以受到光照。由图上信息可知，每年12月22日时，当地日出
东南，且太阳光线与街道的夹角为31°，所以夏至日日出东北时太阳光线与街道的夹角也应
为31°。若使大楼乙的①墙面日出时可以受到太阳照射，夹角需要大于31°。夹角α最小可
能为32°。选B。
图形判读 太阳视运动
1．日出、日落方向
日出、日落方位
太阳直射点位置
无极昼地区 刚好出现极昼的地区
北半球 东北升，西北落 北极圈内：正北升，正北落
南半球 东南升，西南落 南极圈内：正南升，正南落赤道 正东升，正西落
图示(北半球)
特别提醒 ①北回归线以北，全年正午太阳都在正南方天空；南回归线以南，全年正午太阳
都在正北方天空。
②南、北回归线之间，正午太阳有时在天顶，有时在正南方天空，有时在正北方天空。
③太阳的周日运动：以上图夏至日为例，太阳东北升—东南方天空—正南方天空—西南方
天空—西北落。
2．太阳高度日变化图的判读
(1)日出、日落、昼长判读：如曲线A北京时间约3时日出，约17时日落，昼长约为14小时。
(2)正午太阳高度及出现的时间判读：如曲线B正午太阳高度约为45°，出现在北京时间12
时。
(3)特殊判读：①曲线A正午太阳高度最大为90°，应位于赤道至回归线之间；
②曲线B昼长24小时，且最低太阳高度角正好为0°，应为出现极昼的最低纬度；
③C线昼长24小时，且一天中太阳高度没有变化，应位于极点。
(2022·江苏苏州市模拟)2020年7月1日，一座雄伟壮阔的双层斜拉桥沪苏通长江公铁大
桥横跨长江两岸，划出一道美丽“飞虹”。沪苏通铁路开通运营，张家港站同步投入使用。
这天，苏州所辖的张家港、常熟、太仓三市结束“地无寸铁”的历史，步入高铁时代。11
时45分左右，南通发出的首趟列车缓缓停靠张家港站。据此完成1～2题。1．张家港站附近(约32°N)的市民在某天气app发现，当日日出的北京时间为4：56，日落
的北京时间为19：02，张家港站的经度坐标大致是( )
A．120°E B．119°E
C．121°E D．120°15′E
2．当日，在张家港站空地上垂直于地面立一木杆，木杆顶端日影运动轨迹正确的选项是(
)
答案 1.D 2.A
解析 第1题，张家港站7月1日日出的北京时间为4：56，日落的北京时间为19：02，则
当地的昼长为14：06，可推出当地日出地方时为 4：57。结合当地日出的北京时间为 4：
56，可推算出当地的经度为120°15′E。故选D。第2题，7月1日，北半球昼长夜短，日
影在一天中摆动的角度应大于180°，张家港位于太阳直射点以北，正午物影位于正北，与
图A日影运动轨迹相符，A正确。
日晕是在太阳周围出现的一个或两个以上以太阳为中心的彩色光环，是悬浮在大气中的
冰晶折射或反射太阳光而形成的光学现象。西藏拉萨大昭寺坐东朝西，其正门前常年有虔诚
的信徒在此朝圣。下图为某摄影师在拉萨市大昭寺正门前拍摄的日晕画面。据此完成3～4
题。
3．摄影师拍摄该照片时可能是当地的( )
A．6：00 B．18：00
C．10：00 D．15：00
4．推测图中拉萨此时的天气最可能为( )
A．烟雨迷蒙 B．天气晴朗
C．漫天飞雪 D．云雾缭绕答案 3.C 4.B
解析 第3题，根据图可知，这是大昭寺的正门位置，而且大昭寺坐东朝西，则此时太阳位
于东南方向，应该为当地时间的上午。第4题，出现日晕现象，表明有太阳辐射，说明天气
晴朗。
读“某地区二分二至日的太阳视运动图”，完成5～6题。
5．该地与其对跖点(关于地心对称的点)的地理纬度分别是( )
A．40°S,40°N B．50°N,50°S
C．40°N,40°S D．50°S,50°N
6．该地某日的夜长为9小时40分，则该日的太阳运动轨迹、日出时间及日落方位分别是(
)
A．① 4时50分 西北
B．② 4时50分 西南
C．③ 7时10分 西北
D．① 7时10分 西南
答案 5.C 6.A
解析 第5题，北半球各地北极星的仰角高度等于当地的地理纬度，由图可知，当地北极星
的仰角为40°，则当地纬度为40°N，则其对跖点纬度为40°S。C正确。第6题，由图可知，
①为夏至日太阳视运动轨迹，②为二分日太阳视运动轨迹，③为冬至日太阳视运动轨迹，题
干中该地某日的夜长为9小时40分，说明该地昼长夜短，符合夏至日太阳视运动轨迹，即
①，该日日出时间为0时＋夜长的一半，即4时50分，夏至日日出东北，日落西北，故选
A。
图1为“某时刻地球昼夜分布示意图”(阴影代表黑夜)，乙地纬度为72°N。图2为“四
条太阳视运动轨迹(图中虚线)示意图”。读图完成7～8题。7．甲地(16°N)此日正午太阳高度是( )
A．56° B．74° C．82.5° D．88°
8．乙地此日的太阳视运动轨迹线是( )
A．① B．② C．③ D．④
答案 7.D 8.D
解析 第7题，乙地纬度为72°N，刚好出现极昼现象，可知太阳直射 18°N。甲地纬度为
16°N，其正午太阳高度H＝90°－(18°－16°)，即为88°，故选D。第8题，该日太阳直射点
在北半球，乙地正好出现极昼现象，太阳从当地正北方升起，正北方落下，正午时太阳位于
当地正南方天空，正午太阳高度为36°。④曲线符合该规律，故选D。
课时精练
2020年某楼盘(32°N,121°E)开盘销售已封顶的1～4号楼。这4幢楼均为18层，层高3
米，南北楼间距为50米。下图为“该楼盘平面示意图”。据此完成1～3题。
1．某日小明在4号楼南阳台，恰好看到日落，当时的北京时间最有可能是( )
A．16：00 B．17：30
C．18：30 D．19：00
2．小明发现4号楼底层10月22日起正午就无阳光照射，一年中该楼层正午有阳光照射的
时间约为( )
A．4个月 B．6个月
C．8个月 D．10个月
3．一般随楼层升高房价相应提高。小明想在4号楼购房，希望全年正午都有太阳照射且单
价较低。建议他选择(tan34°34′≈0.7，tan58°≈1.6，tan81°26′≈6.6)( )A．4层 B．6层
C．8层 D．10层
答案 1.B 2.C 3.C
解析 第1题，由材料可知，该地经度为121°E，因此地方时和北京时间相当；小明在4号
楼南阳台恰好看到日落，结合与3号楼的相对位置，说明该日日落的方位应在西南方向，可
确定该日太阳直射点在南半球，该地日落的时刻应在18时之前，C、D错误；该地的纬度为
32°N，其最早日落的时刻不可能为16时，因此最可能是17：30，A错误，B正确。第2题，
根据地球运动的对称规律可知，正午楼房底层接受不到太阳照射的时间和又一次开始有太阳
照射的时间是关于冬至日对称的，由此可以推测，该楼层又一次开始有阳光照射的日期为次
年2月22日，因此该楼房底层一年中有4个月正午没有阳光照射，有8个月正午有阳光照
射。故选C。第3题，要保证全年正午都有太阳照射，需要保证一年中正午太阳高度最小时
即冬至日可以获得太阳光照；该地冬至日正午太阳高度 H＝90°－(32°＋23°26′)＝
34°34′；再由两栋楼的间距 50米，可以求得4号楼冬至日正午有阳光照射的高度 L＝
50×tan34°34′≈35米，再由楼高54米可以求出4号楼19米以下的楼层正午没有太阳光照；
每层楼高3米，因此7层的一部分及其以下楼层冬至日都没有太阳光照，即8层及其以上的
楼层冬至日有太阳光照；再由随楼层升高房价相应提高可以判断，满足小明购房条件的最佳
楼层为8层。故选C。
(2022·贵州毕节市模拟)《田家四时》宋朝•梅尧臣——昨夜春雷作，荷锄理南陂。杏花
将及候，农事不可迟。蚕女亦自念，牧童仍我随。田中逢老父，荷杖独熙熙。下图为二十四
节气太阳在黄道上的位置变化。据此完成4～6题。
4．《田家四时》所描述的节气是( )
A．立春 B．谷雨
C．惊蛰 D．立夏
5．此节气时( )
A．太阳直射点位于南半球且贵阳昼短夜长
B．太阳直射点位于南半球且悉尼昼短夜长
C．太阳直射点位于北半球且贵阳昼短夜长
D．太阳直射点位于北半球且悉尼昼短夜长6．下列各组选项中，北京昼长相近的是( )
A．立春和立秋 B．惊蛰和寒露
C．谷雨和雨水 D．立夏和夏至
答案 4.C 5.A 6.B
解析 第4题，古文的大意：昨夜春雷轰隆，早晨扛着锄头去南山坡锄草。杏花应着时节开
放，农事劳动不能迟缓。女子独自在家养蚕，放牛的孩子跟随我下地。在田里遇见老父亲，
一个人在辛勤劳作着。由此可推测该节气为惊蛰，故选 C。第5题，惊蛰为3月初，太阳直
射点在南半球，北半球贵阳昼短夜长，A正确、C、D错误；悉尼位于南半球，应昼长夜短，
B错误。第6题，由图可知，立春时太阳直射点在南半球，而立秋时太阳直射点在北半球，
北京昼长差异较大，A错误；惊蛰为春分前，寒露为秋分后，昼长相近，B正确；由雨水到
谷雨北京昼渐长，C错误；由立夏到夏至，北京昼渐长，D错误。
7．阅读图文材料，完成下列问题。(13分)
2017年9月3日至5日，金砖国家领导人第九次会晤和新兴市场国家与发展中国家对话
会议在福建厦门成功举行。图1为福建省略图。图2为会议开幕时地球在公转轨道上的位置
及晨昏线位置示意图，图中①②③④四点为二分二至日地球的位置。
(1)会议期间，厦门昼夜长短变化状况为________，其地球自转线速度比福州________(填
“大”或“小”)。(2分)
(2)当地球公转到③位置时，节气是____________，此时全球正午太阳高度角随纬度的分布
规律是____________________。(4分)
(3)图 2 中 PQ 为__________(填“晨线”或“昏线”)，该日 Q 点的正午太阳高度角是
____________。(3分)
(4)会议开幕至我国国庆节期间，太阳直射点的位置及移动方向为________________，晨昏
线与地轴夹角的变化状况是__________________。(4分)
答案 (1)昼渐短，夜渐长 大 (2)秋分 自赤道向南北两极递减 (3)晨线 0° (4)从北半
球向南移动，经过赤道后，移向南半球 先变小至0°后又变大
解析 第(1)题，会议的时间为9月3日至5日，太阳直射点位于北半球且向南移，厦门昼夜
长短变化状况为昼渐短，夜渐长。厦门纬度比福州低，其地球自转线速度比福州大。第(2)
题，由图2看出②靠近近日点，④靠近远日点，结合地球公转方向可判断当地球公转到③位
置时，节气是秋分。此时太阳直射赤道，所以全球正午太阳高度角随纬度的分布规律是自赤
道向南北两极递减。第(3)题，图2中地球处在夏至过后接近秋分的位置，此时北极部分地区出现极昼现象，故PQ为晨线，该日Q点正好出现极夜，正午太阳高度角是0°。第(4)题，
会议开幕至我国国庆节期间，即9月3日到10月1日。太阳直射点的位置及移动方向为从
北半球向南移动，秋分日经过赤道后，移向南半球，晨昏线与地轴夹角的变化状况是先变小
至0°后又变大。
