正午太阳高度专题.docx
一、定性分析
1.正午太阳高度的空间变化规律
①文字描述:从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减;离直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大。
②图形描述:
③特别说明:
a.同线相等规律:同一纬线上正午太阳高度相等。
b.对称规律:以直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线,正午太阳高度相等。
2.正午太阳高度的季节变化规律
二、定量计算
1.正午太阳高度的计算
正午太阳高度=90°-纬度差
当所求地点与太阳直射点在同一半球时,该纬度差即为所求点与直射点纬度差的绝对值;不在同一半球时,该纬度差为二者纬度数之和。
2.正午太阳高度的变化幅度及分布特点
(1)南北回归线之间:
纬度越高,正午太阳高度变化幅度越大(由23.5°增大到47°),赤道上为23.5°,回归线上为47°。
(2)回归线至极圈之间:
各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为47°)。
(3)极圈以内地区:
纬度越高,正午太阳高度变化幅度越小(由47°减小到23.5°),极圈上为47°,极点上为23.5°。
(4)某一地点,太阳高度还有时间的变化,正午时太阳高度是一天中最大的,早上和傍晚最小。
三、相关应用
(1)确定地方时
当某地太阳高度达一天中的最大值时,日影最短,当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向
为了获得更充足的太阳光照,房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋一般朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋一般朝北。
(3)判断日影长短及方向
正午太阳高度越大,日影越短;正午太阳高度越小,日影越长;日影方向背向太阳。
(4)确定当地的地理纬度
与太阳直射点的纬度差多少度,正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度,可判断该地区纬度大小。
(5)确定楼间距、楼高
为了更好地保证各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离,一般来说,纬度较低的地方楼间距较小,纬度较高的地区楼间距较大。最小楼间距=前楼高度×tanH/1(H为当地一年中最小的正午太阳高度)。
(6)太阳能热水器的倾角调整
为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角,使太阳光线与受热板成直角。倾角α+正午太阳高度角h=90°。