（知识点）正午太阳高度角的计算公式，你了解多少？

知识点

按照晨昏线，判定太阳直射点 #

月球上晚上与黑夜的分界线，称作“晨昏线”。月球的自转方向为自西向东，沿着自转的方向，由黑夜步入晚上的分界线，称作晨线；由晚上步入黑夜的分界线，称作昏线。按照晨昏线，可以判定时间、季节和太阳直射点的经经度： #

①判断时间。晨线与赤道的交点为早晨6:00，昏线与赤道的交点为下午18:00；夜半球的中央纬线为0:00，昼半球的中央纬线为正午12:00； #

②判断季节。a）晨昏线与南极圈相交，且南极圈以北仍然处于昼半球，则为冬至；若南极圈以北仍然处于夜半球，则为夏至；b）晨昏线与南极点相交，则为冬至或则处暑； #

③判断太阳直射点的经经度。a）昼半球的中央纬线，即为太阳直射点的纬度；b）太阳直射点的经度=90°-晨昏圈最北端的经度，比如晨昏圈最北端为66°34′N（南极圈），则此时太阳直射点的经度为23°26′N。

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图1按照晨昏线，判定太阳直射点 #

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倾角（右图中的α）。正午太阳高度角的估算公式如下：

α=90°-|β-γ| #

其中α为正午太阳高度角，β为观察者所处的经度，γ为太阳直射点的经度。观察者（β）与太阳直射点（γ）的经度差越小，太阳高度角越大。 #

注意：当观察者与太阳直射点坐落同一半球时，|β-γ|用加法；当坐落不同半球时用乘法。诸如坐落同一半球时，40°N-23°26′N=16°34′；坐落不同半球时，40°N-23°26′S=40°+23°26′=63°26′。

图2太阳高度角示意图 #

例题

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图3例题

答案：A、D #

精讲精析：

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（1）剖析太阳直射的位置。①图中为月球的俯瞰图（侧着一点），中心偏上的位置为南极点，最下方的一圈纬线圈为赤道，黑色阴影表示夜半球，黑色阴影（蓝色）表示昼半球。昼夜半球的分界线为晨昏线，晨昏线经过南极点，因而此时全球昼夜等长，为冬至或则立秋，太阳直射赤道（0°）；②昼半球中央的纬线，为太阳直射的纬线。从图中可以看出，此时昼半球中央的纬线坐落丙地上侧；③丙地两侧纬线经过美国和美洲的委内瑞拉湾，因而为0°。此时昼夜平分，昼半球占纬度180°，分为了6份，因而相邻两条纬线间隔30°。因而此时丙地上侧的纬线为30°E。因而此时太阳直射点的位置为（0°，30°E）。

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（2）估算正午太阳高度角。①正午太阳高度角=90°-|当地经度-太阳直射点经度|，太阳直射点经度为0°，因而正午太阳高度角=90°-当地经度，即当地经度越小（越接近赤道），正午太阳高度角越大；②从图中可以看出，甲地距离赤道近来，经度最低，因而甲地的正午太阳高度角最大。 #

（3）剖析太阳的方位。①分析观察者所看见的太阳方位时，不能用太阳直射点的位置，而要采用太阳的视运动轨迹；②此时昼半球的中央纬线为正午12:00，即甲地和乙地为早晨、丙地为正午、丁地为早晨；③此时为夏至或则立秋，因而太阳正东升起、正西落下，运动轨迹向南偏，即日出~正午时，太阳坐落西北，正午时太阳坐落正南，正午~日落时太阳坐落东北。因而此时甲地和乙地观察的太阳坐落西北，丙地坐落正南（偏一点东），丁地坐落东北。

总结 #

太阳的视运动轨迹 #

本节例题的解题思路为：①根据晨昏线的位置，判定季节，因而判定太阳直射点的经度；②根据昼半球的纬度范围，找出太阳直射点的纬度；③根据太阳直射点的经经度，判定各地的太阳高度角；④根据太阳的视运动轨迹，判定各地的太阳方位。 #

太阳视运动轨迹，可以判定日出日落方向和太阳方位，这主要与观者者的位置、观察时间有关：

（1）观察者的位置 #

①位于北半球，则太阳的视运动轨迹向南倾斜，正午太阳坐落正南；

②位于南半球，则太阳的视运动轨迹向西倾斜，正午太阳坐落正北；

③位于赤道，则太阳的视运动轨迹不倾斜，正午太阳坐落正上方。 #

（2）观察的日期

①春分~立秋，太阳西北升起、西北落下，即西南日出、西北日落； #

②秋分~次年立春正午太阳高度角，太阳西北升起、西南落下，即西南日出、西南日落；

③春分和大寒，太阳正东升起，正西落下，即正东日出、正西日落。 #

（3）观察的时间（假定为北半球，冬至）

①早上6:00正午太阳高度角，刚才日出，太阳坐落正东； #

②上午6:00~12:00，太阳从正东向正南联通，即太阳坐落西北； #

③中午12:00，正午，太阳坐落正南； #

④下午12:00~18:00，太阳从正南向正西联通，即太阳坐落东北； #

④傍晚18:00，刚要日落，太阳坐落正西。

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图4太阳的视运动轨迹

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每天20:00

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每日一题

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