正午太阳高度的计算及应用1
计算(1)一般情况下,所求点的正午太阳高度=90°-直射点纬度和所求地点纬度间的纬度差
(2)极昼时寒带地区子夜太阳高度=(所求地点纬度+太阳直射点纬度)-90°2
应用(1)利用正午太阳高度确定地方时:当某地太阳高度达到一天中的最大值时,就是一天的正午时刻,此时该地的地方时为12时
(2)利用正午太阳高度确定当地的地理纬度:当太阳直射点位置一定时,如果我们能够知道当地的正午太阳高度,就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度,正午太阳高度就相差多少度”的规律,求出当地的地理纬度
(3)利用正午太阳高度确定房屋的朝向:为了获得最充足的太阳光照,各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关
北回归线以北的地区,正午时太阳位于南方,房屋朝向南方;南回归线以南的地区,正午时太阳位于北方,房屋朝向北方
(4)利用正午太阳高度确定日期、日影长短及方向:太阳直射点上,物体的影子缩短为零;正午太阳高度越大,日影越短;正午太阳高度越小,日影越长
正午是一天中日影最短的时刻
日影朝向永远背离太阳的方向,如北回归线以北地区,日影永远朝向北方;南回归线以南地区,日影永远朝向南方;南、北回归线之间的地区,日影则有南、北朝向的变化
(5)利用正午太阳高度确定楼距、楼高:为了更好地保持各层楼都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离
以我国为例,见图甲,南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距L为:L=hcotH
(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,使太阳光与受热板之间成直角
其倾角和正午太阳高度角的关系为α+h=90°(如图乙)
(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度:一般情况下,由于向阳坡正午太阳高度大,得到的光热多,背阴坡得到的太阳光热少,因此在相同高度,阳坡温度较高,阴坡温度较低,从而影响到自然带