知識點
- 1. 太陽直射點
地球繞著地軸自轉，自轉的平面為“赤道面”；地球繞著太陽公轉，公轉的平面為“黃道面”。兩個平面存在著一個23°26′的夾角：黃赤交角，因此導致太陽直射點在地球上23°26′N~23°26′S之間往復移動，移動的週期為一個迴歸年（365日5時48分46秒），移動的規律如下：
① 夏半年（春分-夏至-秋分），太陽直射點由赤道開始，先向北移動到北迴歸線，再向南迴到赤道。北半球晝長夜短，北極點附近出現極晝。
② 冬半年（秋分-冬至-春分），太陽直射點由赤道開始，先向南移動到南迴歸線，再向北迴到赤道，北半球晝短夜長，北極點附近出現極夜。
圖1 太陽直射點的移動
- 2. 正午太陽高度角
正午太陽高度角，指的是當地時間12:00時，太陽光線與地平面的夾角（下圖中的α）。正午太陽高度角的大小，與太陽直射點的位置、觀察者的緯度有關，計算公式如下：
α = 90° - | β - γ |
其中α為正午太陽高度角，β為觀察者所處的緯度，γ為太陽直射點的緯度。
注意：β-γ表示的是觀察者與太陽直射點的【緯度差】，當觀察者與太陽直射點位於同一半球時，用減法；當位於不同半球時，用加法。例如①同一半球：40°N-23°26′N=16°34′；②不同半球：40°N-23°26′S=40°+23°26′=63°26′。
圖2 太陽高度角示意圖
例題
圖3 例題
答案：①夏季炎熱，落葉闊葉樹的枝葉繁茂，可以遮擋陽光；②冬季寒冷，落葉闊葉樹只剩枝幹，可以透過更多陽光，增加室內溫度。
精講精析：（1）分析不同季節的太陽方位。①太陽直射點在南、北迴歸線之間往復移動，夏季移動到最北邊23°26′N，冬季移動到最南邊23°26′S；②華北地區大致位於秦嶺-淮河一線以北，緯度32°N~42°N，因此太陽直射點一直位於華北地區的南方。
（2）分析不同季節的太陽高度角。①太陽高度角=90°-|華北緯度-太陽直射點緯度|，當華北緯度與太陽直射點不位於同一個半球時，要注意“-”變“＋”；②假設該地位於華北的40°N，則夏至時太陽高度角α1=90°-（40°N-23°26′N）=73°26′；冬至時太陽直射南迴歸線，與該地不位於同一個半球，因此α2=90°-（40°N-23°26′S）=90°-（40°+23°26′）=26°34′。
（3）區分兩種樹種的差別。①落葉闊葉樹夏季樹冠茂盛，冬季樹葉落盡，只剩枝幹；②松柏四季常青，樹冠樹葉並不茂盛；③該地區夏季太陽高度角大，因此需要樹冠茂盛的樹木，落葉闊葉樹的夏季樹冠更茂盛；冬季太陽高度角小，因此需要枝幹光禿的樹木，落葉闊葉樹的枝幹更光禿。綜合來看，華北地區的傳統民居，房前多種植落葉闊葉樹，而不種植松柏。
總結
- 太陽直射點運動、太陽的視運動
太陽直射點的運動，是假設我們在地球之外，看到的太陽直射點的運動：在地球南、北迴歸線之間往復移動。
太陽的視運動，是假設我們站在地球上，所看到的太陽的運動軌跡，主要有以下規律：
① 觀察者位於【北半球】：太陽的運動軌跡向南傾斜，a). 夏半年（3月21日~9月23日）太陽由東北升起，西北落下；b). 冬半年（9月23日~次年3月21日）太陽從東南升起，西南落下；c). 春分秋分時，太陽從正東昇起，正西落下。
② 觀察者位於【南半球】：太陽運動的軌跡向北傾斜，太陽昇起落下方向與北半球一致；
③ 觀察者位於【赤道】：太陽運動的軌跡不傾斜，太陽昇起落下方向與北半球一致。
圖4 北半球的太陽視運動軌跡
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