1.正午太阳高度角的分布规律
（1）纬度变化：同一时刻，正午太阳高度角由太阳直射点向南北两侧递减。
（2）季节变化：同一纬度，正午太阳高度角的大小随季节而变化。其变化规律有:
北回归线及其以北地区在北半球夏至日达最大值；南回归线及其以南地区在北半球冬至日达最大值；南北回归线之间的地区直射时达最大值。
2.正午太阳高度角的计算与应用
计算公式：一地正午太阳高度角的大小，可以用下面的公式来计算:H=90°-|φ-δ|
公式中H为正午太阳高度角，φ为当地地理纬度，永远取正值；δ为直射点的纬度(任何一天的δ可以在天文年历上查到)，当地夏半年取正值，冬半年取负值。
公式可以简化为：H=90°－直射点与所求地点纬度之差
若直射点与所求地点同在南半球或者同在北半球，两点纬度差为大数减去小数；若直射点与所求地点分属于南北不同半球，两点纬度差为两点纬度之和。
3.实际生活中的太阳高度角应用问题
（1）日影朝向问题
太阳照射与影子关系的一般规律是，若太阳从正东照，影子在正西；从正南照，影子在正北；从东北照，影子在西南。只有南北极点是太阳从什么方向照来，影子就向什么方向延伸，这是因为北极点周围的任何方向都是正南，南极点周围的任何方向都是正北。北回归线以北地区正午日影朝北，夏至日(6月22日)最短，冬至日(12月22日)最长；南北回归线之间的地区正午日影可以朝北，也可以朝南，且直射时无影子。
（2）建筑物正午时最长影子和最短影子的求算
建筑物正午时的影子长度是由正午太阳高度角决定的。赤道正午太阳高度角的值在66.5°至90°之间变化，其他纬度上的年变化幅度均更大，造成建筑物影子长短的时间变化，如下图。
http://www.tesoon.com/d/uploads/120720/gkxxjy_090722_1.jpg
反过来可利用这个三角形求当地地理纬度(已知当日太阳直射纬度)或者求当日太阳直射的纬度(已知当地地理纬度)。
（3）太阳能热水器的安装
太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度角的季节变化来调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度角的余角，如下图所示，α+H=90°时效果最佳。
http://www.tesoon.com/d/uploads/120720/gkxxjy_090829_1.jpg
（4）与房间采光的关系
一般情况下，正午太阳高度角越大，照射到房间里的面积越小，即夏季照射面积小，冬季照射面积大。北回归线以北的地区，太阳光线正午从南窗射入；南回归线以南的地区，太阳光线正午从北窗射入；回归线之间的地区正午时既可能从南窗射入也可能从北窗射入。
http://www.tesoon.com/d/uploads/120720/gkxxjy_091833_1.jpg
（5）计算楼距
为了使楼房底层获得充足的太阳光照，一般来说，纬度较低的地区楼距较小，纬度较高的地区楼距较大。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度角。北回归线以北地区建房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系应满足L≥hcotH。（h为楼高，H为冬至日当地的正午太阳高度角）。如图所示。
http://www.tesoon.com/d/uploads/120720/gkxxjy_091906_1.jpg
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(2012-07-20 09:27:34) 
