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课时 11 正午太阳高度的变化 四季更替和五带划分
一、正午太阳高度的变化
1．太阳高度角和正午太阳高度
(1)太阳高度角
太阳光线与________的交角(即太阳在当地的仰角)，叫作太阳高度角，简称太阳高度(如图甲
中α所示)。在太阳直射点上，太阳高度是__________；在晨昏线上，太阳高度是______。
(2)正午太阳高度
一日内______的太阳高度 (如图乙中H所示)，反映太阳辐射的强弱。
2．正午太阳高度的变化规律
(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。
(2)纬度变化规律
同一天，正午太阳高度从太阳直射点所在纬线向南北两方降低。
①夏至日：正午太阳高度由____________向南北两方降低，如图中______折线所示。
②冬至日：正午太阳高度由____________向南北两方降低，如图中______折线所示。
③春、秋分日：正午太阳高度由________向南北两方降低，如图中______折线所示。
(3)季节变化规律
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。如图所示：特别提醒 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，距直射点所在纬度相等的两条纬线上正午太阳高度相等。
(3)距离太阳直射点所在纬线越近的地点，正午太阳高度越大。
(4)极点上的正午太阳高度等于直射点的纬度数。
二、四季更替和五带划分
1．四季更替
(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 一年内白昼________、
天文四季 过渡季节 ________、正午太阳 过渡季节 正午太阳高度_______
高度_______的季节 的季节
气候四季 3、4、5月 ______月 ______月 ______月
2.五带划分
(1)划分依据：太阳辐射从低纬度向高纬度呈有规律递减。
(2)五带划分思考 不同温度带的季节变化呈现出哪些特征？
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1．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，A点(40°N)正午太阳高度：H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－
10°)＝60°。C点(23°26′S)正午太阳高度：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝
56°34′。
2．正午太阳高度的年变化幅度
(1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越大(由 23°26′增大到
46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。(2)回归线与极圈之间：各纬度正午太阳高度年变化幅度相同(均为46°52′)。
(3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′)，
极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
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应大于L
＝h·cot H(H：冬至日正午太阳高度)。
(6)计算热水器的安装角度
如上图所示，集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度互余，当 α＋H＝90°时热水器使用效果最佳。
4．四季与二十四节气图
(1)关于夏至或冬至对称的节气，北半球同一地点昼夜长短相同，正午太阳高度相同，日出
日落方位相同，如小暑与芒种，立夏与立秋，小雪与大寒，寒露与惊蛰等。
(2)关于春分或秋分对称的节气，北半球同一地点昼夜长短相反，日出日落方位不同，如惊
蛰与清明，立春与立夏，处暑与霜降等。
(2022·广东地理) 2021 年 10 月 16 日 ，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发
射，将我国3名航天员顺利送入距离地表约400 km的中国空间站。 2022 年 4 月 16 日 ，航
天员安全返回地球。据此完成1～2题。
1．符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
2．驻留期间，酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值(
)
A．先变大后变小 B．先变小后变大
C．持续不断变大 D．始终保持不变
[关键信息点拨]
2021年10月16日～2022年4月16日大致是航天员驻留空间站的时间，该时间段包含1
月初，结合地球绕日公转速度的变化规律：1月初最____，7月初最______，可找出驻留期
间空间站绕太阳运动角速度大小变化的正确示意图。
酒泉卫星发射中心的纬度约为41°N，广州塔纬度约23°N(出现直射时接近______日)，驻留期间，2021年10月16日至冬至日，太阳直射点往______移动，冬至日后至2022年4月16
日太阳直射点一直向______移动，两地始终位于太阳直射点的______方，根据正午太阳高度
的计算公式可判断出驻留期间两地正午太阳高度的差值大小变化情况。
答案 1.______ 2.______
考向1 通过“正午太阳高度的变化规律”考查“综合思维”
(2023·安徽阜阳期末)下图为江苏南京(32°N,119°E)某中学的胡老师于北京时间11月25
日16：09拍摄的一张照片。据此完成1～3题。
1．该学校当日的正午太阳高度接近( )
A．34° B．40° C．50° D．55°
2．照片中教学楼的朝向为( )
A．东南 B．正南 C．西南 D．西北
3．若条件允许，胡老师能再次拍摄到同样效果的照片的日期大概在( )
A．12月22日 B．1月18日
C．2月25日 D．4月17日
考向2 通过“四季的更替”考查“区域认知”
“我看不到春花，看不到秋叶，没有季节之流转。静寂的可怖，不仅仅是声音的静寂，
而且色彩、植被、山脉、村落及整个大地，都毫无变化，让我失去了时间意识。在这里，雨
直直地下来，烟缕垂直地升起。”据此完成4～5题。
4．文字中描述的现象最可能出现在( )
A．欧洲西部 B．非洲南部
C．中国西北 D．马来群岛
5．推测“我看不到春花，看不到秋叶。没有季节之流转。”的主要原因是( )
A．地处赤道，太阳高度较大
B．地处热带，全年高温
C．地处雨林，土壤比较贫瘠
D．地处低纬，没有四季变化图形判读 2 太阳视运动
太阳视运动轨迹图是以观测点为中心，目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。它
能直观地反映出某地全年正午太阳高度、昼夜长短的变化以及某地全年日出、日落方位的变
化。
1．日出、日落方位
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。
下图为我国某科考队员在北极黄河站(78°55′N,11°56′E)极昼期第一天拍摄的太阳视
运动轨迹合成图(每两小时拍摄一次)。据此完成1～2题。
1．拍摄P位置的太阳轨迹时，摄影机镜头朝向( )
A．正北 B．正南
C．正西 D．正东
2．当太阳位于图中Q位置时，北京某中学观察到太阳位于( )
A．东北 B．西北
C．东南 D．西南
读“某地区二分二至日的太阳视运动图”，完成3～4题。
3．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
4．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
(2023·浙江温州模拟)我国某中学组织学生采用竖直立杆的方式观测日影变化，杆长为 1
米。下图为当地二至日部分时刻(北京时间)杆影方位及长度，图中①点为立杆点。据此完成
5～6题。
5．该中学所在城市最可能是( )
A．长春 B．长沙C．乌鲁木齐 D．杭州
6．夏至日，当地太阳视运动轨迹是( )
青岛(120°E,36°N)的小明同学计划在五一期间到乌鲁木齐(88°E,44°N)探亲，下图示意小
明打算预定的4月30日车票信息(车票时间均为北京时间)。据此完成7～8题。
7．从青岛北站出发及到达乌鲁木齐车站时，小明看到两地的太阳方位分别是( )
A．西南方向、东南方向
B．西北方向、西南方向
C．西南方向、正南方向
D．西北方向、正南方向
8．Z105列车到达乌鲁木齐车站时，小明马上给在青岛的妈妈打电话报平安，小明和妈妈手
表显示的时间是( )
A．9：52、10：00 B．10：00、10：00
C．10：00、12：00 D．12：00、12：00
