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高中地理学习:正午太阳高度计算公式的改进,
高中地理学习:正午太阳高度计算公式的改进
太阳光线对于地平面的交角,叫做太阳高度角,简称太阳高度。在太阳直射点上,太阳高度是90°,由直射点向南北两方降低,纬度相差1°,太阳高度相差1°。至晨昏线上,太阳高度为0°。太阳直射点在南北回归线之间来回移动,引起正午太阳高度的变化。正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度,它的大小是随纬度不同和季节变化而有规律的变化。某一地区正午太阳高度的大小,决定了该地获得太阳辐射能量的多少。一个地区的正午太阳高度是可以计算出来的。教材和资料都给出了如下计算公式:H = 90° -/φ-δ/
式中H为所求点正午太阳高度;φ为所求点纬度,永远取正值;δ为太阳直射点的纬度,当地夏半年取正值,冬半年取负值。
对于此公式学生不太容易理解,且计算时易混淆,如何才能使学生既易于理解又能准确的计算出某一时间、任意一点正午太阳高度呢?笔者经过多年的探索,运用数学知识对上述公式进行稍加修正,达到了理想的效果。
修正后的公式为:H = 90°– 纬差
其中,H为所求点正午太阳高度;90o为太阳直射点的太阳高度;纬差是指某地的地理纬度与当日太阳直射点所在的纬度之间的差值(当所求点与太阳直射点在同一个半球时,纬差为两地纬度之差;当所求点与太阳直射点不在同一个半球时,则纬差变为两地的纬度和)。
上述公式,可通过以下的图示进行理解记忆能起到事半功倍的效果。
假设A为所求点,B为太阳直射点
1、当AB两点位于同一半球时(如图一)
O为球心,AC为A 点的切线,太阳光线为平行光线, 欲求A点的太阳高度H
由数学知识则有:
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