太阳高度角最小值计算公式(正午太阳高度角计算及应用)

大家好,我是墨城老师,今天我们一起来探究正午太阳高度角的计算以及如何应用。正午太阳高度角的计算一直是一个难点,最关键的难点还是在没有明白计算的方法,也就是计算方法如何得来的,我们一起来研究。

太阳高度角最小值计算公式(正午太阳高度角计算及应用)(1)

日晷

一、正午太阳高度的计算公式

公式:H=90°-两地纬度差

这里解释一下两地纬度差是什么,这两地就是要求的地方和太阳直射地的纬度差,我们不需要再记忆什么绝对值了,只需要知道纬度差如何算就可以。

那么为什么是这个公式呢?我利用数学上的几何把证明过程写了下来,我们可以作为了解,了解后会记得更牢固。

例如当太阳直射C点时,求B点的太阳高度。这里我只把B点放到了北半球来考虑,南半球反之即可。

当B、C两地位于同一半球时

太阳高度角最小值计算公式(正午太阳高度角计算及应用)(2)

当B、C两地位于不同半球时

太阳高度角最小值计算公式(正午太阳高度角计算及应用)(3)

证明过程作为了解,在理解的过程中还要我们发挥空间想象能力。

二、正午太阳高度的应用

1、确定地方时

利用正午太阳高度我们只能确定一个时间,正午即12时,也就是当地的地方时12点整。

2、确定房屋朝向

我们都知道一句话叫坐北朝南,这是因为我们大部分地区正午太阳都在南方,为了获得足够的阳光,所以才会坐北朝南。总之正午太阳在哪边,房屋就面朝哪个方向。南北回归线之间的就不确定了,又因为纬度低比较暖和,所以朝向问题就不太重要了。

太阳高度角最小值计算公式(正午太阳高度角计算及应用)(4)

北回归线

3、判断日影朝向及长短

影子也是太阳高度角经常考察的内容,我们只要记住影子和太阳是相反的就可以。

总结下来就是第一,影子和太阳所在方向相反;第二,影子长度数值和太阳高度角数值相反,即太阳高度角越大影子越短。

太阳高度角最小值计算公式(正午太阳高度角计算及应用)(5)

4、确定当地纬度

这个不在多说,有直射点位置和某地正午太阳高度角,利用公式就可以计算出来。

5、楼间距问题

这个问题是在间接的计算正午太阳高度角,然后利用三角形的知识来进行一个简单的计算。

太阳高度角最小值计算公式(正午太阳高度角计算及应用)(6)

6、太阳能热水器安装问题

只有阳光与热水器面板垂直的时候才能使太阳能热水器需要吸收最多的阳光,所以热水器的安装倾斜角度是和正午太阳高度角互余的。这里考的最多还是回归线到极点的范围内的区域。

太阳高度角最小值计算公式(正午太阳高度角计算及应用)(7)

今天就到这里了,关注墨城老师,每天五分钟,跟我一起学地理。

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