太阳高度角计算公式
-
2023年2月15日发(作者：)1
正午太阳高度角的计算及应用
1.如图所示的日期，下列地点：北京（39°54′N），新
加坡（1°N），汕头（23°26′N），海口（20°N），正午
太阳高度角从大到小排列正确的是
A.新加坡、海口、汕头、北京
B.北京、汕头、海口、新加坡
C.汕头、海口、北京、新加坡D.汕头、海口、新加坡、北京
2.北纬38°一开阔平地上，在楼高为H的楼房北面盖新楼，欲使新楼底层全年太阳光线不
被遮挡，两楼距离不小于（1999年广东卷）（）
(90°-38°)(90°-38°-23.5°)
(90°-38°)(90°-38°-23.5°)
3某校所在地（120°E，40°N）安置一台太阳能热水器，为了获得最多的太阳光热，提高
利用效率，需要根据太阳高度的变化随季节调整其支架倾角，下列四幅日照图中与热水器安
置方式搭配不合理的是
4．北回归线某地要安置一台太阳能热水器，为获得更多的太阳光热，提高利用效率，需根
据太阳高度的变化，随季节调整倾角，那么下列热水器安置方式最合理的是：()
ABCD
洛阳（112°E，35°N）一学生对太阳能热水器进行了改造（如下图），把热水器装在
一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。据此回答17～19题。
5．9月23日，为使热水器有最好的效果，调节支架使热水器吸热
面与地面的夹角为（）
A.23°26′B.35°C.66°34′D.55°
6．下列地区中，使用太阳能热水器效果最好的是（）
A.海口B.重庆C.拉萨D.吐鲁番
7．当热水器的吸热面与地面夹角调节到最大值时（）
A.南太平洋漂浮的冰山较多边B.松花江正值第一次汛期
C.黄土高原上流水的侵蚀作用最为强烈D.澳大利亚农田中的小麦开始返青
8．读图2--1—33“正午太阳高度随纬度变化示意图”，判断下列叙述正确的是
A．折线乙表示阳光直射B点时正午太阳高度随纬度变化
的规律
40°
16°34´
3月21日6月22日
23°26´
63°26´
12月22日9月23日
2
B．当太阳直射A纬度时，AB之间地区的正午太阳高度达一年中最大值
C．太阳直射点由赤道向B点移动过程中，北半球正午太阳高度逐渐降低
D．太阳直射点由A点向B点移动的过程中，北纬10°的正午太阳高度逐渐变小
（07江苏地理卷）某地是我国重要的人工多层经济林区。图1为该地“某日太阳处在最高
位置时的示意图”，此时北京时间为12：40，树影遮档地被植物的面积在一年中达到正午时
的最大。读图，回答1～2题。
9．该地位于
A．45°N，110°EB．21°34′N，110°E
C．45°N，130°ED．21°34′N，130°E
10．这一天
A．太阳距离地球最远B．江苏省各地昼长夜短
C．晨昏线与极圈相切
D．正午太阳高度由赤道向南北两侧递减
11、读下面两幅图，图中①②表示昼长年变化曲线，
③④表示正午太阳高度的年变化曲线。据此完成有关问题
（1）①②③④各地中，纬度最高的是地。
（2）若①地位于东半球某大陆的西岸，则该地属气候，若①地位于西半球某大
陆的东岸，则该地属气候。
（3）冬至时，④地的正午太阳高度角为。
（4）当③地正午太阳高度达一年中最小值时，下列叙述正确的是：
A．巴西高原草木葱茏B．天山的雪线高度降到最低
C．北印度洋洋流呈顺时针方向D．摩尔曼斯克24小时灯火通明
读某地正午太阳高度角年变化折线图(图1-1-6)，完成10-13题。
12．根据该地正午太阳高度角年变化的规律，判断该地点可能位于
A．北回归线以北地区
B．北回归线以南、近靠北回归线的地方
C．南回归线至赤道之间
D．南回归线至南极圈之间的南温带
13．在图中C处所表示的这一天，本地达到一年中最大值的是
A．白昼长度B．正午太阳高度角C．大气温度D．降水量
0
3
14．在C-E时段，可能发生的现象是
A．河套平原因气温低而农闲B．塔里木河因引水过度而断流
C．刚果河水位急剧暴涨D．亚马孙河航运异常繁忙
15．.能表示北半球中纬度某地正午太阳高度角的年变化状况的是()
16.下图中a、b、c、d四条曲线分别表示A、B、C、D四个地点全年正午太阳高度的变化，
读图回答：
(1)A、B、C、D四个地点按纬度值的大小，由
大到小的排列是。
(2)四个地点一年中昼夜长短变化的幅度由大
到小的排列是。
(3)7月上旬四个地点中正午太阳高度由大到
小的排列是，此后10天中白昼时间逐渐增
长的地点是。
61．(1)cdab(2)cdba(3)bdacac
.读不同纬度各月昼长时间分布图，回答下列各题。
17、①②③④四条曲线相应的纬度分别是
A.66°34′S，0°，32°N，66°34′N
B.66°34′N，0°，32°N，66°34′S
C.0°，66°34′S，66°34′N，32°N
D.32°N，66°34′S，66°34′N，0°
18学校所在地相应曲线将通过图中a、b两地
点，原因是
A.太阳直射学校所在地
B.太阳直射赤道
C.太阳直射北回归线
D.这两点为南北两极点
19)曲线③相应纬度可能出现的地理现象是
A.终年高温多雨的气候B.面积广大的大陆性冰川
C.绿油油的茶园D.成群结队的驯鹿
20．读甲、乙两幅曲线图，回答：
4
(1)4条曲线中，反映纬度最高的曲线是，纬度最低的曲线是。
(2)图中4条曲线中，有无反映南半球某地的曲线，请说明理由。
(3)请在甲图中画出赤道上某点的正午太阳高度曲线图⑤。
(4)请在乙图中用虚线画出中国长城站的昼长曲线图⑥。
(5)图中与北京所在纬度较近的曲线是，与广州所在纬度较近的曲线是
21读图3—10，图中ED为昏线，读后回答下列问题。
图3—10
（1）此时太阳直射点的地理坐标是。
（2）A、B两地正午太阳高度角较大的是，A、B两地日出较早的。
（3）此时赤道上昼的范围是。
（4）为使地处32°N的太阳能热水器最大限度地利用太阳光能，这一天应将太阳能热
水器的真空管平面与楼顶之间的夹角α调整为。
下图为我国某地(36°34ˊN)一住户的大门,大门朝南,大门1米上方修一雨棚.据此回答题
22.为使冬至日阳光最大限度地照进房间,该雨棚的宽度最大不应超过
A.1.7米B.1.8米C.2米D.2.5米
23.按以上要求安装好雨棚,全年正午有阳光照射房间的时间是
A.全年B.约半年C.接近8个月D.约9个月
8．设M（纬度0°，东经30°），N（南纬23°26，东经30°）两地正午
太阳高度分别为Hm和Hn，判断下列四项中正确的是：
-----------------------------------（）
A．Hm和Hn不可能在同一天达到最小值B．每年不可能有
某一时刻Hm=Hn
C．每年约有9个月Hm＞HnD．任何时候都Hm≥Hn
5
正午太阳高度角计算公式的解释、引申及应用
一、解释
正午太阳高度角计算公式，既H=90º-|当地纬度±直射点纬度|，H代表当地正午太阳高
度，当地纬度指所要求某地的纬度，直射点纬度是指此时直射点所在的纬度，如果当地纬度
与直射点纬度在同一半球用减号，若在不同半球用加号，然后取绝对值。公式中有三个变量：
H、当地纬度、直射点纬度，知道三者其中的两个，求第三个变量。三个变量中H一般通过
物体高度和物体影子长短间接告诉或者直接告诉；当地纬度通过经纬线图告诉；直射点纬度
通过日期、极昼极夜范围或者晨昏线与经线的夹角间接告诉。
二、引申
公式：
H=90º-|当地纬度±直射点纬度|
变形得：
90º-H=|当地纬度±直射点纬度|
公式的含义变为：某地正午太阳高度（H）与直射点正午太阳高度（90º）的差值等于某地与
直射点在同一经线上的纬度距离。90º对应直射点纬度上的正午太阳高度，H对应当地纬度
上的正午太阳高度，90º和H均为正午太阳高度，因而当地与直射点在同一经线上。那么正
午太阳高度或者纬度的计算就比较简单，可以口算得出。
例：
读右图，外圈为晨昏圈，中心点O为太阳直射点，N为北极点。A点地理坐标为（66º34´N，
0º），O点地理坐标为：
A、0º，180ºB、0º，0º
C、23º26´N，180ºD、23º26´N，0º
已知A在晨昏线上，那么A地太阳高度为0º，地理纬度为66º34´N；O地太阳高度为90º，
求地理纬度。太阳高度差值为90º，那么地理纬度距离也为90º，A地地理纬度为66º34´N，
N地为北极点，所以O地地理纬度为23º26´N。
进一步引申：90º与H均为正午太阳高度，则当地与直射点此时均为正午，那么当地与直射
点就在同一经线上，在同一经线上既在同一大圆上，那公式的含义又变为：某地太阳高度（不
是正午太阳高度）与直射点太阳高度（为90º）的差值等于某地与直射点所在大圆上的弧度
距离。
如图：
由数学方法得：∠c=∠a-∠b
三、应用
读“某日太阳视运动图”（下图），当太阳位于A点时，北京时间为6时。回答下列问题：
（1）该地地理坐标为_____________。
（2）此时澳大利亚泊斯受____________（“气压带”或“风带”）控制，气候特点是
______________，北印度洋的洋流方向是____________。
解析：
此题第一问难度较大，问题在于要计算当地的地理纬度，已知当地正午太阳高度，但不知直
6
射点纬度，不能通过正午太阳高度计算当地纬度，从题中可知的另外信息是：当地最小太阳
高度是0º。这样已知条件有：最小太阳高度是0º，最大太阳高度是46º，且最大太阳高度
出现在南方，直射点纬度不变，求当地地理纬度。
把这些条件表示在图中，见下图：
C代表直射点，AB表示当地所在的纬度，A表示最小太阳高度0º所在的位置，B表示最大
太阳高度46º所在的位置。由前面所讲可知：
最小太阳高度0º与直射点太阳高度90º相差90º，那么A与直射点的纬度距离也应该是
90º，则∠AOC=90º。
最大太阳高度46º与直射点太阳高度90º相差44º，那么B与直射点的纬度距离也应该是44º，
则∠BOC=44º。
由上可知∠AOB=46º，那么∠NOB=23º，所以：AB所在纬度为67ºN，直射点所在纬度为
23ºN。
因而得出最终结论：某地太阳高度（不是正午太阳高度）与直射点太阳高度（为90º）的差
值等于某地与直射点所在大圆上的弧度距离。而正午太阳高度计算公式是限定了前提条件
（正午太阳高度）后的一个简化公式。
正午太阳高度的计算是我们高中地理教学中一个重点和难点内容，计算公式为H=90-|Φ-δ
|（注意δ值的正、负关系）或H=90-两地间的纬度差。但在我们做题过程中，可以尝试一
些其他方法，会收到事倍功半的结果。
例：读下图，这一天，甲、乙、丙、丁四地的正午太阳高度分别为80°、60°、40°、
20°，那么就纬度而言，判断下列说法哪个正确？
A.甲地可能在南半球也可能在北半球
B.丙地纬度可能高于也可能低于乙地
C.乙地自转线速度可能小于也可能等于甲地
D.丁地肯定在寒带范围之内
【解析】该题我们要严格按照H=90-|Φ-δ|来求解的话，应该运
用4次该公式，求出8个值来，稍有不慎，就会出现错误。因此，我
们可以尝试一下下面的方法。
我们取直射经线为地平线，此时太阳位于10°S的上空，直射10°
S。根据正午太阳高度纬度变化规律：即在同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南北两
侧递减，且以直射点所在纬度为中心等距离对称。则此时刻的正午太阳高度可表示为下图。
7
又根据太阳高度相差1°，纬度也相差1°，由此可以推断甲、乙、丙、丁的纬度位置
（如上图所示）。由此，我们不难判断A、B、C、D项的对错。
答案C
[知识点拨]
1.日期分界线：1884年的国际经度会议规定：原则上以180°经线作为地球上“今天”
和“昨天”的分界线，并把这条分界线叫做“国际日期变更线”，简称“日界线”。实际日
界线与180°经线并不重合，有三个弯曲（俄罗斯楚科奇半岛、美国阿留申群岛、南太平洋
斐济岛附近）。该经线东侧的西十二区的日期永远比西侧的东十二区晚一天，但钟点是相同
的。因此从东十二区向东进入西十二区，日期要减一天，从西十二区向西进入东十二区，日
期要加一天。
除人为规定的日界线外，地球上还有一天自然的日界线——地方时为0时的经线，此自
然日界线钟点不变，但经度不断发生变化；而国际日期变更线是位置不变，但钟点不断发生
变化。当地方时为0时的经线与180°经线重合时，全球属于同一个日期，但极为短暂。
在做题时一定要注意是过日界线，还是过180°经线，过180°经线日期不一定变化。
2.晨昏线：昼半球和夜半球的分界线叫晨昏线。
[学法点拨]
1.结合实例分析日界线：一条为180°经线，另一条为地方时为零时的经线。
明确地球上今日与昨日的分界线共有两条。
一条是人为规定的国际日期变更线（理论上是180°经线），简称日界线，它是固定不
变的；另一条则是地方时为0时（或24时）的经线，由于地球不停地自西向东自转，地方
时0时的日界线也就不停地自东向西移动，其速度大约每小时西移15个经度。因为日界线
是新的一天的起点，所以180°经线向西到0时经线之间的地区为新的一天，0时经线向西
到180°经线之间的地区为旧的一天，且新旧两天的范围大小随着地球
自转处于不断变化之中。有以下规律帮助我们理解。
（1）当0时所在经线与0°经线重合时，全球平分成两个日期。
（2）当0时所在经线与180°经线重合时，全球属于同一个日期。
因此，学习和解决此类问题时，从所给的有效信息中找出180°经
线和0时经线是关键所在。
2.结合实例分析晨昏线的判断。
3.区分日界线和晨昏线的不同。
[经典例题]
例1读中心点为地球北极的极地投影示意图（如右图），若阴影部分表示黑夜，判断
（1）～（2）题。
（1）甲地的时间为（）
A.8时B.9时C.15时D.16时
（2）下列说法中，可能的是（）
A.华北平原正值小麦播种季节B.华北平原正值小麦收获季节
C.长江中下游进入梅雨季节D.罗马气候干热
解析：
8
（1）此图为地球北极的示意图，若阴影部分为黑夜，则NA为晨线，NB为昏线。又因
为晨线和赤道的焦点即A为6：00。而同一经线上的时刻是相同的，所以NA线上各点均为6：
00。而甲与NA相差45°即3小时，且从位置上分析应加3小时，故甲处应为9时，故选B。
（2）由此图可知昼夜平分即春分或秋分，故A对B错，梅雨季节应在6、7月故C错，
罗马气候干热，多为冬季，则D错，故选A。
[同步训练]
例2如上图，若阴影部分为7月6日，非阴影部分为7月7日，判断（3）～（4）
题。
（3）甲地的时间为（）
A.15时B.9时C.3
时D.12时
（4）北京为（）
A.6日8时B.7日8
时C.6日20时D.7日20
时
解析：
（3）若阴影部分为7月6日，非阴影部分为7月7日，则NA、NB为日期分界线，而日期分
界线一条为180°经线，另一条为地方时为零时经线，在北极上空逆时针旋转，所以过了NA
即为7月7日，因此NA是7月6日24时（零时），NB为180°经线。甲地时间为0+3=3
时。
（4）NA为0°经线，为0时。北京时间0+8=8时，即7月7日8时，故选B。
例3读图回答下列问题。
（1）阳光直射在哪一条纬线上？
（2）这一天是几月几日前后，什么节气？
（3）南北半球的哪一半球得到的光热多？
（4）南北半球的昼夜长短有何不同？
（5）南北半球各进入什么季节？
（6）赤道上和南北极圈的昼夜长短有何不同？
（7）图中AB是什么线？
（8）图上C、D、E三地各是几点钟？这一天的昼长各是几小时？
（9）C地几点钟日出？如果E地是星期日10点，那么D地是星期几的几点钟？
（10）当时在赤道、北纬40°、70°S的正午太阳高度各是多少度？
（11）如果把太阳光线移到左边来，那么上述10个小题的答案将怎样？
【例5】读下面的图回答。
9
（1）当AB为晨线时，此日是前后，判断理由
是。
（2）当DF为昏线，此日太阳直射点的纬度位置
是。
（3）当AC为晨线时，此日是节气；当DE为昏线时，此日
是节气；当AD为晨线时，此日是节气。
（4）若DE为晨线时，此刻北京时间是点；当北京时间是8点
正，DF是线。
（5）当H处正午太阳高度为66°34′，G处区时为6点，则此时昏线
是、。
例6右图为西半球侧视图，若西半球和夜半球完全吻合，完成下列各题。
（1）此时太阳直射点的地理坐标是；此时太阳直射点向南移，则北半
球进入季。
（2）此时晨昏圈的位置是，其中是晨
线，是昏线。
（3）将该图转换为昼夜各半的侧视图，标注经度。
（4）写出B点的经度，并在新画的图上标出其位置。
（5）此时，图中A点的地方时是点钟，C点的昼长是小时，北京时
间是。
例6解析本题把侧视图中常见的昼夜各半情况，转换为全部显示夜半球的情况，考核
学生对侧视图的阅读能力。解本题，首先从西半球和夜半球完全吻合得到晨昏线和经线完全
重合，确定此时太阳直射点的坐标，确定坐标时要注意直射点的坐标既要有纬度（正午太阳
高度为90°的纬线），又要有经度（地方时为12点的经线）。晨昏线和经线重合的时间是
春分日和秋分日，解题时还要根据太阳直射点南移确定此时的节气为北半球的秋分，因此此
时北半球进入秋季。从晨昏线与经线重合得到全球各地昼夜长短相等，从晨昏线得到地方时
为6点和18点的经线，根据地方时的计算算出A点和北京的时间。
答案：（1）7O°E0°秋（2）20°W和160°E组成的经线圈20°W160°
E（3）见下图（4）11O°W见下图（5）181215点20分