第二節(jié)　地球運(yùn)動的地理意義
第3課時(shí)　正午太陽高度的變化、四季更替和五帶劃分
?1．理解正午太陽高度的變化規(guī)律及在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。2．說明四季和五帶的形成及其劃分方法。?綜合思維：通過觀測當(dāng)?shù)卣缣柛叨鹊淖兓?，總結(jié)正午太陽高度的變化規(guī)律及產(chǎn)生的影響。地理實(shí)踐力：結(jié)合身邊的生產(chǎn)、生活現(xiàn)象，運(yùn)用正午太陽高度的相關(guān)理論，解釋樓間距、太陽能熱水器的安裝角度等現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問題。
1．北(南)回歸線及其以北(南)地區(qū)夏(冬)至日正午太陽高度最大，冬(夏)至日時(shí)最小。南、北回歸線之間的地區(qū)，直射該地時(shí)正午太陽高度最大。2．南、北回歸線之間的地區(qū)，緯度越高，正午太陽高度變化幅度越大；南(北)回歸線至南(北)極圈之間的地區(qū)，各緯度正午太陽高度變化幅度相同，為2倍的黃赤交角。3．各地正午時(shí)，一天中太陽高度最大，此時(shí)地方時(shí)是12時(shí)。4．太陽能熱水器安裝角度等于當(dāng)?shù)鼐暥扰c太陽直射緯度的緯度差。5．四季更替最明顯的溫度帶是溫帶，熱帶長夏無冬，寒帶長冬無夏。
一、正午太陽高度的變化1．概念(1)太陽高度(角)：太陽光線與____________的交角。(2)正午太陽高度：一日內(nèi)最______的太陽高度，反映太陽輻射的強(qiáng)弱。2．變化原因：黃赤交角的存在導(dǎo)致太陽直射點(diǎn)的南北移動。
3．變化規(guī)律(1)緯度分布
[特別提醒]?、偻粭l緯線上正午太陽高度相同；②與太陽直射點(diǎn)所在緯線緯度差相等的兩條緯線上的正午太陽高度相同；③若某地太陽高度為90°，則說明此時(shí)該地的地方時(shí)為正午12時(shí)，該地點(diǎn)為太陽直射點(diǎn)。
二、四季更替和五帶劃分1．四季更替(1)成因
(2)劃分(以北半球?yàn)槔?
2.五帶劃分(1)劃分依據(jù)：太陽輻射從低緯度向高緯度呈有規(guī)律遞減。(2)五帶劃分
[溫馨提示]　四季和五帶都是描述太陽輻射熱量在地球上的分布，但是四季描述的是熱量在時(shí)間上的分布規(guī)律，五帶描述的是熱量在空間上的分布規(guī)律。
材料一　沖著小區(qū)樓房間距有50 m、小區(qū)綠化率為50%的宣傳廣告，某市一些市民先后購買了位于曹家渡的靜安麗舍——恒輝閣商品房。豈料兩年后開發(fā)商改變建筑方案，樓房的間距僅為30.4 m。為此，該小區(qū)的38戶業(yè)主們將開發(fā)商告上法庭。
材料二　我國房地產(chǎn)開發(fā)商，為了節(jié)約土地投資成本，使樓間距越來越小，許多地區(qū)出現(xiàn)了牽手樓，如下圖：
閱讀上述材料，探究以下問題。(1)小區(qū)業(yè)主為什么這么重視樓間距問題？(2)樓高與樓間距不變的情況下，底層業(yè)主們采光條件最差的季節(jié)是哪一個？為什么？提示：(1)樓間距與太陽光照相關(guān)，在太陽高度一定的情況下樓間距的大小會影響到采光效果。(2)冬季。冬季正午太陽高度角在四季中最小，前樓的影子最長。
1.太陽高度及正午太陽高度(1)太陽高度(角)是指太陽光線與地平面的夾角(如上圖)。
2．正午太陽高度的緯度變化正午太陽高度的緯度變化規(guī)律：由太陽直射點(diǎn)向南北兩方降低。二分二至日的正午太陽高度緯度變化如下圖所示。
春、秋分日：赤道上正午太陽高度為90°，正午太陽高度的緯度分布表現(xiàn)為由赤道向南北兩方降低，南北兩極點(diǎn)正午太陽高度為0°。夏至日：正午太陽高度由北回歸線向南北兩方降低，北極點(diǎn)的正午太陽高度為23°26′。冬至日：正午太陽高度由南回歸線向南北兩方降低，南極點(diǎn)的正午太陽高度為23°26′。
3．正午太陽高度的季節(jié)變化同一地點(diǎn)，正午太陽高度隨著季節(jié)作有規(guī)律的變化。其數(shù)值具有“來增去減”的特點(diǎn)，即直射點(diǎn)向本地所在緯線移來，則正午太陽高度增大，移去則減小。如下圖所示：
4.正午太陽高度的計(jì)算(1)公式：H＝90°－兩點(diǎn)緯度差。(2)說明：H：觀測點(diǎn)的正午太陽高度。兩點(diǎn)：太陽直射點(diǎn)、觀測點(diǎn)。緯度差：若兩點(diǎn)同在南半球或北半球，用高緯度減去低緯度；若兩點(diǎn)分屬于南、北半球，將兩點(diǎn)的緯度相加求和。如圖所示：
當(dāng)太陽直射B點(diǎn)(10°N)時(shí)，A點(diǎn)(30°N)正午太陽高度：HA＝90°－(30°－10°)＝70°當(dāng)太陽直射B點(diǎn)(10°N)時(shí)，C點(diǎn)(23°26′S)正午太陽高度：HC＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′5．正午太陽高度的應(yīng)用(1)確定地方時(shí)。當(dāng)某地太陽高度達(dá)一天中的最大值時(shí)，此時(shí)日影最短，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。(2)確定房屋的朝向。在北回歸線以北地區(qū)正午太陽位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回歸線以南地區(qū)正午太陽位于北方，因此房屋坐南朝北。
(3)判斷日影長短及方向。正午太陽高度越大，日影越短，正午太陽高度越小，日影越長，且日影方向背向太陽。 (4)計(jì)算樓距。北回歸線以北地區(qū)建樓房時(shí)，為保證一樓全年均有陽光照到，兩樓之間的最短距離與樓高的關(guān)系如下圖所示(H為冬至日當(dāng)?shù)氐恼缣柛叨?，L應(yīng)大于等于h·ctH。
(5)計(jì)算太陽能熱水器安裝角度。太陽能熱水器的集熱板要根據(jù)正午太陽高度的季節(jié)變化調(diào)整角度，集熱板與地面之間的夾角應(yīng)等于當(dāng)天正午太陽高度的余角。如下圖所示，α＋h＝90°時(shí)效果最佳。
[方法技巧]　正午太陽高度的變化幅度(1)赤道地區(qū)和南、北兩極地區(qū)的年正午太陽高度最大差值均為23°26′。(2)0°到南、北緯23°26′之間的地區(qū)(或熱帶地區(qū))，年正午太陽高度最大差值從23°26′增大到46°52′。
(3)南、北緯23°26′到南、北緯66°34′之間的地區(qū)(或南、北溫帶)，年正午太陽高度最大差值均為46°52′。(4)南、北緯66°34′至極點(diǎn)之間的地區(qū)(或南、北寒帶)，年正午太陽高度最大差值從46°52′減小到23°26′。
太陽能是目前世界上可開發(fā)的最大能源，可以源源不斷地加以利用，是最清潔的能源之一，太陽能熱水器就是目前人們常見的利用方式之一。下圖為龍巖市(約25°N)太陽能熱水器安裝示意圖。據(jù)此完成(1)～(2)題。
(1)龍巖市冬至日的正午太陽高度是( )A．18°34′　　　　　　B．23°26′C．48°26′　 D．41°34′(2)從冬至到夏至，龍巖市居民為使太陽能熱水器達(dá)到最佳集熱效果，滑動支架應(yīng)( )A．先升后降　 B．先降后升C．不斷升高　 D．不斷降低
[解析]　第(1)題，冬至日太陽直射23°26′S。據(jù)材料可知，龍巖市的緯度約25°N，根據(jù)正午太陽高度的計(jì)算公式：H＝90°－緯度差＝90°－(23°26′＋25°)＝41°34′。第(2)題，據(jù)圖可知，集熱板的傾角與正午太陽高度角互余。結(jié)合正午太陽高度的計(jì)算公式可推出傾角等于緯度差。因此從冬至到夏至，緯度差越來越小，因此龍巖市居民為使太陽能熱水器達(dá)到最佳集熱效果，滑動支架應(yīng)不斷降低。
我國《物權(quán)法》指出，住宅間距必須保證北面樓房底層窗臺面日照時(shí)間不少于1小時(shí)(如下圖)。據(jù)此完成(1)～(2)題。
(1)“日照時(shí)間不少于1小時(shí)”的日期指的是( )A．春分日 B．夏至日C．秋分日 D．冬至日(2)按照采光要求，下列四個城市相鄰?fù)邩欠康拈g距最寬的應(yīng)該是( )A．北京(40°N) B．哈爾濱(45°N)C．廣州(23°N) D．臺州(29°N)
[解析]　第(1)題，我國大部分地區(qū)在冬至日北面樓房底層最易被南面的樓房遮住太陽光。第(2)題，冬至日時(shí)，選項(xiàng)中四個城市越靠北，樓房的影子越長，樓間距就越寬。
“天地有大美而不言，四時(shí)有明法而不議，萬物有成理而不說。”天地的大美、四時(shí)的序列、萬物的枯榮，都是自然的偉力所致，非人為所能改變。西方人只有春夏秋冬，中國人卻通過觀天發(fā)明了二十四節(jié)氣，從驚蟄到芒種，從霜降到大雪，24個如詩如畫的名字串起了我們與眾不同的四季。下列的詩句中帶給了我們許多浪漫的意境：春至細(xì)雨如絲，楊花飛舞；夏則傍流水亭軒，賞芙蓉花開；秋來隔窗聽雨，小扇撲螢；冬可踏綿柔雪地，聆暗香遁動。
據(jù)以上材料，探究以下問題。(1)詩句中描述的季節(jié)更替在我國的北方和南方，哪個表現(xiàn)更明顯？(2)寒冬臘月，許多東北的老人愿意到海南三亞過冬，主要原因是什么？提示：(1)在北方更明顯。(2)海南三亞緯度較低，屬于熱帶，冬季時(shí)氣溫較高。
(2023·河北邯鄲高一期中)讀五帶分布圖，據(jù)此完成(1)～(2)題。
(1)下列地區(qū)四季變化最明顯的是( )A．熱帶 B．北溫帶C．北寒帶 D．低緯度地區(qū)(2)熱帶地區(qū)( )A．無極晝極夜現(xiàn)象 B．無太陽直射現(xiàn)象C．氣溫季節(jié)變化大 D．可以看到極光
[解析]　第(1)題，熱帶地區(qū)終年正午太陽高度大，氣溫高，全年皆夏，四季變化不明顯；寒帶地區(qū)終年正午太陽高度小，氣溫低，全年皆冬，四季變化不明顯；位于中緯度地區(qū)的南北溫帶，一年中正午太陽高度變化大，氣溫變化大，因而季節(jié)更替最明顯。第(2)題，熱帶地區(qū)無極晝極夜現(xiàn)象，有太陽直射現(xiàn)象，終年高溫，氣溫季節(jié)變化小，熱帶地區(qū)看不到極光，故選A。
我國古代人民根據(jù)日月運(yùn)行位置和天氣及動植物生長等自然現(xiàn)象，把一年平分為二十四等份，這就是二十四節(jié)氣。二十四節(jié)氣能反映季節(jié)的變化，指導(dǎo)農(nóng)事活動。讀二十四節(jié)氣分布圖，據(jù)此完成(1)～(2)題。
(1)在下列各組節(jié)氣中，北京的晝長時(shí)間最接近的是( )A．清明、雨水 B．立冬、立秋C．小雪、大寒 D．雨水、處暑(2)由于我國幅員遼闊，不同地區(qū)的氣候、物候有差異。二十四節(jié)氣最適用的地區(qū)是( )A．西北地區(qū) B．黃河流域C．東北地區(qū) D．江南丘陵
[解析]　第(1)題，同一地關(guān)于夏至日(或冬至日)對稱的兩個日期晝長相等。第(2)題，黃河流域是中華民族發(fā)祥地，位于暖溫帶，四季最為分明。
等太陽高度線圖的判讀方法等太陽高度線圖即為晝半球太陽高度相同的點(diǎn)形成的等值線圖。其特點(diǎn)(以下圖為例)：
[信息提取]①太陽高度的數(shù)值大?。虎谔柛叨鹊淖畲笾蹬c最小值；③太陽高度的分布規(guī)律；④太陽高度為零的等值線是晨昏線。[方法總結(jié)]①圓心(O)為太陽直射點(diǎn)，同心圓為太陽高度等值線。數(shù)值從圓心90°向外圍降到0°，最大的圓為晨昏圈。②圓心所在經(jīng)線地方時(shí)為12時(shí)，該經(jīng)線上太陽高度為與其相交的緯線上的正午太陽高度。③晨昏圈上最北點(diǎn)(A)和最南點(diǎn)(B)把晨昏圈分為晨線和昏線。④赤道上晝弧所對的圓心角為180°，即赤道上從晨線到昏線，經(jīng)度差為180°。
下圖為某日某時(shí)汕頭及周邊地區(qū)等太陽高度線圖。據(jù)此完成(1)～(2)題。
(1)a地的緯度為( )A．45°N B．45°46′NC．21°34′N D．68°26′N(2)設(shè)b地此日的正午太陽高度為H，c地此刻地方時(shí)為T，則下列不等式中，完全正確的一組是( )A．H>60°，T>13時(shí) B．H

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第二節(jié) 地球運(yùn)動的地理意義

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修1 自然地理基礎(chǔ)

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