專題：晝夜長短與太陽高度的實際運用題解
考綱要求：地球自轉的方向、速度和周期。地球自轉的地理意義。
地球公轉的方向、軌道、速度和周期、黃赤交角。地球公轉的地理意義。
{知識儲備}：
一、晝夜長短的計算
①可以利用一個地區晝弧所跨的經度范圍來計算，方法是在日照圖上某條緯度與晨昏線有兩上交點，兩點之間在晝半球的部分即是白晝的時間。
②可以利用已知的日出和日落時間來求算。方法是：白晝長＝2×（12－日出時間）或白晝長＝2×（日落時間－12）。或（日落時間—日出時間）
③同一半球相同緯度地區晝長相同。而南北半球相同緯度地區的晝夜長短相反，如北緯40度的晝長是15時，那么南緯40度的地區夜長為15時。
④注意極晝區、極夜區的晝長分別是24時和0時。赤道地區的晝長永遠是12時。
二、太陽高度與正午太陽高度
a晨昏線上太陽高度是0度。（并非正午太陽高度）
b太陽直射點的太陽高度是90度（也是正午太陽高度）。
c正午太陽高度從太陽直射緯線向南北兩側遞減。
d某一時刻，太陽高度相同的點有無數個，即以直射點為圓心，以（900－高度角）的角距離為半徑的圓。
e某一時刻，正午太陽高度相同的點可能有兩個，也有可能只有一個。（位于同一經線上，與直射緯線之間的角距離相同）。
f正午太陽高度的計算公式是：h＝［900－β（當地緯度和太陽直射點緯度）］，其中β的求采用同一半球相減、不同半球相加的原則，永遠取正值。
g利用垂直物體的日影計算：coth＝影長/物體長度。
h太陽能熱水器的采光面與樓房頂面的夾角＝β（β同①）
i南北半球中緯度地區樓房間隔l的計算：l＝樓高×coth’（ h’即當地全年最小的正午太陽高度角，北半球為冬至日的正午太陽高度，南半球為夏至日的正午太陽高度）。在樓房布局時建議采用東北－西南向或西北－東南向。
j一個地區年正午太陽高度最大差值：
赤道地區是23026’
南北半球熱帶地區介于23026’和46052’之間，具體度數是（當地緯度＋23026’）。
南北半球溫帶地區是46052’。
南北半球寒帶地區是46052’，但也可以當作當地最大正午太陽高度的數值。
關于“立桿見影”影長變化問題的探討:
太陽高度角越大，影長越短，當正午影長為零，太陽高度角應當為90度，即太陽直射此地，由于影長與太陽高度角存在負相關,因此根據影長的變化可推測太陽高度角的變化。
由于太陽高度角存在日變化和年變化,導致影長存在日變化和年變化:
日變化分析:一天之中，由于正午太陽高度角(地方時為12點時)最大,因此影長日變化特點是:正午影長最短.
各地正午影長的年變化分析:
1、由于太陽直射點在南北回歸線之間移動,北回歸線以北地區,由于該地正午太陽總是在南方,影子均應朝北,因此只有朝向北方的影子,簡稱“北影”.由于北回歸線以北地區,一年中正午太陽高度角夏至最大,冬至最小,因此,影長變化特點是:夏至最短,冬至最長,。
2、南回歸線以南地區,由于該地正午太陽總是在北方,影子均應朝南,因此只有朝向南方的影子, 簡稱“南影”. 因此,影長變化特點是:冬至最短,夏至最長。 3、南北回歸線之間的地區，由于太陽直射點在南北回歸線之間移動，該地正午的太陽有一段時間會在南方，有一段時間會在北方，因此，該地正午既有朝北的影子，也有朝南的影子，即既有“北影”，也有“南影”。除南北回歸線一年中只有一次直射機會外，介于南北回歸線之間地區均有兩次直射機會，因此會出現兩次正午影長為零的時期（h=900）。還可細分以下兩種情況：