正午太陽高度角的一種簡易算法

樊天才

〔關鍵詞〕 太陽；正午；高度角；計算

〔中圖分類號〕 G633.6 〔文獻標識碼〕 A

〔文章編號〕 1004—0463（2014）10—0086—01

正午太陽高度角的計算是教學的難點，人教版最近兩個版本的教材都僅通過圖片來顯示不同緯度的太陽高度角，省去了太陽高度角的計算過程。但這兩年全國各地高考題中卻屢有涉及正午太陽高度角計算的內(nèi)容。為了讓學生更好地理解和掌握地球運動的規(guī)律及相關內(nèi)容，在高考備考中輕松地應戰(zhàn)，筆者摸索出一個比較簡便易行的正午太陽高度角的計算方法。下面，筆者對這種計算方法簡要闡述。

一、緯度變化量與正午太陽高度角變化量之間的關系

太陽光的入射方向和地平面之間的夾角就是太陽高度或太陽高度角（H）（如圖一），或簡單理解為太陽光線與地平面的夾角。由于太陽光線是平行光，而地平面是一個球面，因此，不同緯度太陽高度角的大小是不同的。只有穿過地心的那束陽光和地平面是垂直的（圓的切線垂直于經(jīng)過切點的半徑，圓的切線相當于地平面，半徑相當于穿過地心的陽光）。因為地心是一個點，所以太陽光線與地面垂直的光線只有一條，與地面的交點也就是太陽直射點僅是一個點，它的太陽高度角是90°，即直射點，其余地面太陽高度都小于90°。離直射點越近，太陽高度角越大，太陽高度角由直射點向兩側遞減（如圖二，可以大致看出太陽高度角的變化規(guī)律）。直射點所在的經(jīng)線上的太陽高度是正午太陽高度角，正午太陽高度角是一天太陽高度角的最大值（太陽直射點所在的經(jīng)線是12點），太陽高度角的大小與太陽直射點的緯度差有關。

當太陽直射赤道時（如圖三），赤道的緯度是0°，正午太陽高度角是90°；兩極點的緯度是90°，正午太陽高度角是0°。從中可以看出從赤道到兩極，緯度變化了90°，正午太陽高度角也變化了90°，即可以得出了緯度變化量和正午太陽高度角變化量相等的結論，因此，可以利用Δ緯度=Δ正午太陽高度角（Δ表示變化量，如Δt=t2-t1）的方法來計算正午太陽高度角。

二、正午太陽高度角的計算endprint

〔關鍵詞〕 太陽；正午；高度角；計算

〔中圖分類號〕 G633.6 〔文獻標識碼〕 A

〔文章編號〕 1004—0463（2014）10—0086—01

正午太陽高度角的計算是教學的難點，人教版最近兩個版本的教材都僅通過圖片來顯示不同緯度的太陽高度角，省去了太陽高度角的計算過程。但這兩年全國各地高考題中卻屢有涉及正午太陽高度角計算的內(nèi)容。為了讓學生更好地理解和掌握地球運動的規(guī)律及相關內(nèi)容，在高考備考中輕松地應戰(zhàn)，筆者摸索出一個比較簡便易行的正午太陽高度角的計算方法。下面，筆者對這種計算方法簡要闡述。

一、緯度變化量與正午太陽高度角變化量之間的關系

太陽光的入射方向和地平面之間的夾角就是太陽高度或太陽高度角（H）（如圖一），或簡單理解為太陽光線與地平面的夾角。由于太陽光線是平行光，而地平面是一個球面，因此，不同緯度太陽高度角的大小是不同的。只有穿過地心的那束陽光和地平面是垂直的（圓的切線垂直于經(jīng)過切點的半徑，圓的切線相當于地平面，半徑相當于穿過地心的陽光）。因為地心是一個點，所以太陽光線與地面垂直的光線只有一條，與地面的交點也就是太陽直射點僅是一個點，它的太陽高度角是90°，即直射點，其余地面太陽高度都小于90°。離直射點越近，太陽高度角越大，太陽高度角由直射點向兩側遞減（如圖二，可以大致看出太陽高度角的變化規(guī)律）。直射點所在的經(jīng)線上的太陽高度是正午太陽高度角，正午太陽高度角是一天太陽高度角的最大值（太陽直射點所在的經(jīng)線是12點），太陽高度角的大小與太陽直射點的緯度差有關。

當太陽直射赤道時（如圖三），赤道的緯度是0°，正午太陽高度角是90°；兩極點的緯度是90°，正午太陽高度角是0°。從中可以看出從赤道到兩極，緯度變化了90°，正午太陽高度角也變化了90°，即可以得出了緯度變化量和正午太陽高度角變化量相等的結論，因此，可以利用Δ緯度=Δ正午太陽高度角（Δ表示變化量，如Δt=t2-t1）的方法來計算正午太陽高度角。

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〔關鍵詞〕 太陽；正午；高度角；計算

〔中圖分類號〕 G633.6 〔文獻標識碼〕 A

〔文章編號〕 1004—0463（2014）10—0086—01

正午太陽高度角的計算是教學的難點，人教版最近兩個版本的教材都僅通過圖片來顯示不同緯度的太陽高度角，省去了太陽高度角的計算過程。但這兩年全國各地高考題中卻屢有涉及正午太陽高度角計算的內(nèi)容。為了讓學生更好地理解和掌握地球運動的規(guī)律及相關內(nèi)容，在高考備考中輕松地應戰(zhàn)，筆者摸索出一個比較簡便易行的正午太陽高度角的計算方法。下面，筆者對這種計算方法簡要闡述。

一、緯度變化量與正午太陽高度角變化量之間的關系

太陽光的入射方向和地平面之間的夾角就是太陽高度或太陽高度角（H）（如圖一），或簡單理解為太陽光線與地平面的夾角。由于太陽光線是平行光，而地平面是一個球面，因此，不同緯度太陽高度角的大小是不同的。只有穿過地心的那束陽光和地平面是垂直的（圓的切線垂直于經(jīng)過切點的半徑，圓的切線相當于地平面，半徑相當于穿過地心的陽光）。因為地心是一個點，所以太陽光線與地面垂直的光線只有一條，與地面的交點也就是太陽直射點僅是一個點，它的太陽高度角是90°，即直射點，其余地面太陽高度都小于90°。離直射點越近，太陽高度角越大，太陽高度角由直射點向兩側遞減（如圖二，可以大致看出太陽高度角的變化規(guī)律）。直射點所在的經(jīng)線上的太陽高度是正午太陽高度角，正午太陽高度角是一天太陽高度角的最大值（太陽直射點所在的經(jīng)線是12點），太陽高度角的大小與太陽直射點的緯度差有關。

當太陽直射赤道時（如圖三），赤道的緯度是0°，正午太陽高度角是90°；兩極點的緯度是90°，正午太陽高度角是0°。從中可以看出從赤道到兩極，緯度變化了90°，正午太陽高度角也變化了90°，即可以得出了緯度變化量和正午太陽高度角變化量相等的結論，因此，可以利用Δ緯度=Δ正午太陽高度角（Δ表示變化量，如Δt=t2-t1）的方法來計算正午太陽高度角。

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