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2020高考地理新创新大一轮复习通用版讲义：第一部分第一章第七讲 地球的公转（二） 正午太阳高度的变化、四季和五带
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第七讲 地球的公转(二) 正午太阳高度的变化、四季和五带
掌握太阳高度的含义及太阳视运动
1．太阳高度的概念
太阳高度，就是太阳光线与地平面的夹角，即太阳的仰角。
2．(一天中)太阳视运动轨迹
一天中，日出以后太阳高度逐渐增大，正午达最大值，之后，太阳高度逐渐减小，其中正午的太阳高度称为正午太阳高度，是一天中最大的太阳高度。
3．(一年中)二分二至日太阳视运动轨迹
下图为北半球某地二分二至日太阳视运动示意图，读图可知：
(1)该地夏至日的太阳视运动为轨迹①，该日日出东北，日落西北(极昼、极夜地区除外)。
(2)该地春秋分日的太阳视运动为轨迹②，该日日出正东，日落正西。
(3)该地冬至日的太阳视运动为轨迹③，该日日出东南，日落西南(极昼、极夜地区除外)。
[特别提醒]
影子变化与太阳高度、方位的关系
(1)影子长短：与太阳高度大小呈负相关，日出时影子最长，之后变短，正午时最短，之后变长，日落时达最长；直射点上无影子。
(2)影子方向：与太阳方位相反。
(3)影子移动方向：与太阳视运动方向相反，呈顺时针在地面上移动。
题组练通
下图是甲、乙两地某日太阳高度变化图，其中甲地位于30°N。读图回答1～2题。
1．乙地地理坐标为( )
A．(0°，30°E) B．(10°N,150°W)
C．(10°S,30°E) D．(10°N,150°W)
2．甲、乙两地( )
A．昼长不可能相等
B．一天中太阳高度同时达到最大
C．此时甲地昼更长
D．太阳东南升、西南落
解析：1.C 2.C 第1题，由图可知，甲地正午太阳高度为80°，其位于30°N，可计算出此时太阳直射20°N，图中乙地昼长小于12 h，说明乙地与甲地不在同一半球，即乙地位于南半球，再利用正午太阳高度计算公式，计算出乙地位于10°S，乙地正午时，北京时间为18时，由此可知乙地位于30°E。第2题，读图可知，甲、乙两地相比，此时甲地昼更长；甲、乙两地经纬度不同，所以一天中太阳高度不可能同时达到最大。当太阳直射赤道时，甲、乙两地昼长相等；此时全球除极昼极夜地区外太阳东北升、西北落。
(2019·济南模拟)下图为北半球四地在夏至日当天所看到的太阳视运动轨迹。据图完成3～5题。
3．图中地平面上表示正西方向的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
4．四地的纬度按照由高到低的顺序进行排列，合理的是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、丁、丙、甲
C．丙、丁、甲、乙 D．丁、乙、甲、丙
5．夏至日当天，对于分别站立在O1、O2、O3、O4四点的四个人来讲，其身影在地面的旋转角度最小的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
解析：3.B 4.D 5.C 第3题，由材料可知，图中四地均位于北半球，太阳高度最大时均位于③位置，说明③为南方，相反方向的①为正北方向，②为正西。第4题，读图可知，四地均位于北半球，乙和丁出现极昼现象，且丁全天太阳高度不变，应位于北极点上，纬度最高；乙出现极昼，位于北极圈与北极点之间。丙正午太阳高度为90°，应位于北回归线；甲正午太阳高度小于90°，且太阳位于南方，应位于北回归线与北极圈之间。故四地的纬度按照由高到低的顺序进行排列依次为丁、乙、甲、丙。第5题，身影旋转角度越小，说明昼长越短，读图，结合上题分析，丙纬度最低，昼长最短，所以身影在地面旋转的角度最小。
准确表述正午太阳高度的变化规律
1．纬度分布
(1)夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，如图中c折线所示。
(2)冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，如图中a折线所示。
(3)春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如图中b折线所示。
(4)由上述可归纳出，正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
2．季节变化
北半球节气
达最大值地区
达最小值地区
夏至日
北回归线及其以北地区
南半球
冬至日
南回归线及其以南地区
北半球
春秋分日
赤道
南北极点
题组练通
1．(2019·大连联考)如图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。四地自北向南排列，依次是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．甲、丙、丁、乙
C．丁、乙、丙、甲 D．甲、丙、乙、丁
解析：选D 图中丙地夏至日的正午太阳高度为90°，说明丙地在23°26′N上；乙地冬至日正午太阳高度大于夏至日，且冬至日正午太阳高度接近90°，推断出乙地在0°～23°26′S之间且接近23°26′S；甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日，且冬至日正午太阳高度很小(低于10°)，得出甲地在23°26′N～66°34′N之间；同理推出丁地在23°26′S～66°34′S之间。所以四地自北向南依次为：甲、丙、乙、丁。
(2019·四川雅安中学月考)读4～8月不同纬度四地正午太阳高度变化示意图(a月早于b月)，完成下题。
2．图中①②③④四地自南往北的正确排序是( )
A．①②③④ B．④③②①
C．③②④① D．①②④③
解析：选D 根据4～8月①地太阳高度角较小，则①地纬度较高，在a月正午太阳高度达最小值，4～8月太阳直射点位于北半球，6月22日南半球高纬度正午太阳高度达一年中的最小值，根据a月早于b月，所以a为6月，b为7月，①位于南半球较高纬度；6～7月太阳直射点先向北移动后向南移动；③地太阳高度先增大后减小，所以③地位于北回归线以北地区；②地6月22日正午太阳高度约为60°，且为较小值，则②地位于南半球地区，纬度约为6°34′S；④地6月22日太阳高度约为80°，且为较小值，则④地位于北回归线以南地区，纬度约为13°26′N；因此四地位于最南方的是①，其次为②，位于最北方的为③，故选D。
认识四季和五带
1.四季更替
(1)成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度随季节的变化而变化。
(2)划分：
天文四季
夏季
一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节
冬季
一年中白昼较短、正午太阳高度较小的季节
春季秋季
冬夏两季的过渡季节
北温带许多国家的四季
3、4、5月为春季，依次类推，每三个月为一个季节
2.五带
(1)五带成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度随纬度的变化而变化。
(2)五带的划分：
完成五带划分的示意图。
[特别提醒]
(1)四季和五带都是描述太阳辐射热量在地球上的分布，但是四季描述的是热量在时间上的分布规律，五带描述的是热量在空间上的分布规律。
(2)四季更替最明显的是温带；热带地区有阳光直射现象，长夏无冬；寒带地区有极昼极夜现象，长冬无夏，四季更替不明显。
重难点一 正午太阳高度有怎样的变化规律
————————————[师说技法]—————————————————
1．空间变化规律
从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大；同一纬线上正午太阳高度相等；以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。
2．季节变化规律
北回归线及其以北地区
6月22日前后达最大值，12月22日前后达最小值
南回归线及其以南地区
12月22日前后达最大值，6月22日前后达最小值
南北回归线之间(除赤道外)
一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后)
赤道地区
一年有两次最大值(春分、秋分)、两次最小值(夏至、冬至)
3．正午太阳高度的变化幅度
(1)赤道地区和南北两极地区的年正午太阳高度最大差值均为23°26′。
(2)0°到南北纬23°26′之间的地区(或热带地区)，年正午太阳高度最大差值从23°26′增大到46°52′。
(3)南北纬23°26′到南北纬66°34′之间的地区(或南北温带)，年正午太阳高度最大差值均为46°52′。
(4)南北纬66°34′至极点之间的地区(或南北寒带)，年正午太阳高度最大差值从46°52′减小到23°26′。
4．正午太阳高度的计算
正午太阳高度＝90°－两点纬度差(δ)。
“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南北不同半球，两点纬度差为两点的纬度之和。
如图所示：当太阳直射B点时，A点的正午太阳高度H＝90°－δ＝90°－(40°－10°)＝60°；C点的正午太阳高度H＝90°－δ＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
—————————————[典题示例]—————————————————
(2014·全国卷Ⅰ·节选)太阳能光热电站(如图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长与塔高的比值为P，则( )
A．春、秋分日P＝0 B．夏至日P＝1
C．全年P<1 D．冬至日P>1
[学解题]
第一步：审题干，抓关键信息
明确电站所处纬度位置为23°26′N，考查影长实则考查不同季节该地的太阳高度。
第二步：品选项，悟内在联系
P＝0时，该地正午太阳高度为90°；P＝1时，该地正午太阳高度为45°；P>1时，该地正午太阳高度小于45°；P<1时，该地正午太阳高度大于45°。
第三步：定直射点，准确排误
春、秋分日时，太阳直射赤道，该地正午太阳高度为66°34′，P<1；夏至日时太阳直射该地，正午太阳高度为90°，P＝0；冬至日时，太阳直射南回归线，正午太阳高度为43°08′，P>1。
[答案] D
[方法技巧]
太阳直射点的确定方法
(1)纬度的确定
方法一：“太阳直射点的纬度”和“晨昏圈与纬线相切点的纬度”(出现极昼极夜的最低纬度)互余。
方法二：通过节气来判断，夏至日太阳直射23°26′N，冬至日太阳直射23°26′S，春秋分日太阳直射赤道。
方法三：根据某地正午太阳高度的计算公式H＝90°－(两地纬度差)计算。
方法四：“赤道处晨昏线与经线的交角(锐角)”等于“太阳直射点的纬度”。
(2)经度的确定
基本原则：地方时为12时的经线即为太阳直射经线。
方法一：晨线和赤道的交点(经度)向东90°或昏线和赤道的交点(经度)向西90°，即为太阳直射点的经度。
方法二：根据晨昏线与纬线相切点所在经线的地方时判断太阳直射的经线。
—————————————[集训过关]—————————————————
读正午太阳高度年变化幅度图(极夜期不考虑负值)，回答1～2题。
1．满足①至②区间变化幅度的最大纬度范围为( )
A．23°26′～66°34′ B．0°～23°26′
C．66°34′～90° D．0°～90°
2．①处不可能( )
A．四季分明
B．二至日正午太阳高度相同
C．半年极昼，半年极夜
D．全年昼夜平分
解析：1.D 2.A 第1题，若极夜期不考虑负值，赤道上与极点上的正午太阳高度年变化幅度均为23°26′，回归线至极圈变化幅度为46°52′，其他纬度均为23°26′至46°52′。所以，满足①至②区间变化幅度的最大纬度范围为0°～90°。第2题，根据正午太阳高度年变化幅度值可知，①处可能为赤道或者极点。如果是赤道，则会昼夜平分，二至日正午太阳高度相同；若为极点，则会半年极昼、半年极夜。但都不可能四季分明。
读某日某时晨昏线分布图，完成3～4题。
3．此时，北京时间不可能是( )
A．0时40分 B．12时40分
C．3时40分 D．15时20分
4．下图示意四条正午太阳高度年变化曲线，其中有两条曲线与甲、乙、丙、丁四地中两地相符，这两条曲线是( )
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
解析：3.C 4.C 第3题，通过丙点的经线可能是20°E也可能是20°W；通过丙点的晨昏线可能是晨线，也可能是昏线，即丙点的地方时可能是6时，也可能是18时。因此要在这四种情况下计算北京时间。通过丙点经线为20°E且丙点地方时为6时时，可算出北京时间为12时40分；通过丙点经线为20°E且丙点地方时为18时时，可算出北京时间为0时40分；通过丙点经线为20°W且丙点地方时为6时时，可计算出北京时间为15时20分；通过丙点经线为20°W且丙点地方时为18时时，可算出北京时间为3时20分。第4题，①在春分日和秋分日正午太阳高度达90°，说明位于赤道上，与丙地相符。根据夏至日各地正午太阳高度的大小，可判断②位于北回归线上，与甲、乙、丙、丁都不相符。③在冬至日正午太阳高度达到最大，即60°，可计算出③位于南半球且纬度为53°26′，与甲、乙、丙、丁四地都不相符；④在夏半年有近5个月的极夜现象，应位于南极点附近，与甲地相符，乙地虽然在南极圈以南，但距离南极点较甲地远，故不可能有5个月极夜。
重难点二 正午太阳高度的应用主要表现在哪几个方面
————————————[师说技法]——————————————————
正午太阳高度在生产、生活中的六大应用
(1)确定地方时
当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。
(2)判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时，如果已知当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。
(3)确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
(4)判断日影长短及方向
①太阳直射点上，物体的影长缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。②日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射时日影最短(等于0)。如图。
(5)计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h·cot H(H：冬至日正午太阳高度)。
(6)计算热水器的安装角度
太阳能集热板与地面之间的夹角(α)和当天正午太阳高度角(H)互余，如图，α＋H＝90°时效果最佳。
—————————————[典题示例]——————————————————
(2016·江苏高考)住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风有不同影响。下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图。读图，回答(1)～(2)题。
(1)仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是( )
A．① B．②
C．③ D．④
(2)为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
[学解题]
第一步：审设问
第(1)题，要求从四幅图中选择树种与房屋组合最好的设计，限定的选择条件是“仅考虑阳光与风两种因素”，可知从树种对季风的阻挡和太阳高度角两个角度考虑。
第(2)题，关键词“冬季”“安装角度合理”→太阳光线垂直照射太阳能热水器效果最佳。
第二步：审图文
材料中明确了图示景观的所在区域“华北某低碳社区”，纬度为40°N，四幅景观示意图中均示意了太阳能热水器的朝向及安装角度、房前屋后的树种分布。
第三步：调知识
(1)我国华北主要位于北半球中纬度地区，正午太阳位于正南方天空，属于典型的温带季风气候区，冬季盛行西北风、夏季盛行东南风。
(2)北半球太阳能热水器面板朝南，最佳安装角度为：太阳高度角＋热水器面板与地面夹角＝90°。
[答案] (1)C (2)D
—————————————[集训过关]——————————————————
如图为山东省某中学教学楼(部分)的顶层示意图。据图完成1～2题。
1．教室以采光好、强光不直接射入为宜，下列教室可能符合此条件的是( )
A．教室1 B．教室2
C．教室3 D．教室4
2．当教室4正午屋内地面光照面积不断增大时，( )
①该地正午太阳高度逐渐减小 ②该地肯定昼短夜长
③该地昼不断缩短 ④太阳直射点向南移
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
解析：1.B 2.D 第1题，当地位于北回归线以北，正午太阳位于正南，教室1南边有楼梯等阻挡，采光不好；而教室3、4南边没有走廊通道遮挡，正午有强光射入。第2题，教室4正午屋内地面光照面积不断增大时，正午太阳高度不断减小，太阳直射点向南移，该地昼不断缩短。
如图是某小区(36°N)用于发电的屋顶太阳能板的设计图，当阳光直射太阳能板时发电效果最好。读图，回答3～4题。
3．当太阳能板发电效果最好时，太阳直射点所处的纬度为( )
A．24°S B．24°N
C．6°S D．6°N
4．下列日期该太阳能板发电效果最好的是( )
A．2月26日 B．4月12日
C．6月22日 D．10月17日
解析：3.D 4.B 第3题， 图中显示太阳能板与水平面的夹角为30°，故阳光直射太阳能板时正午太阳高度为60°，当地纬度为36°N，结合正午太阳高度的计算公式可以计算出此时太阳应该直射6°N。第4题，由上题分析可知，太阳能板发电效果最好时太阳应该直射6°N，根据太阳直射点的移动规律可以推断日期大致比春分日(3月21日左右)晚22天，或比秋分日(9月23日左右)早22天，即可能为4月12日或9月1日。
赵先生居住在某县城(40°N)乐康小区乙楼(见下图)，甲、乙两楼各18层，每层3 m，两栋楼的间隔为38 m。读图完成5～6 题。
5．赵先生发现每年立冬(每年的11月7日或8日)这一天正午，甲楼的影子恰好遮挡住自己住房的窗户，则赵先生的住房正午时被甲楼的影子遮挡的时间大约持续( )
A．1个月 B．2个月
C．3个月 D．4个月
6．魏先生拟在乙楼购买一套住房，为保证住房全年采光充分，最低应选择( )
A．12层 B．13层
C．14层 D．15层
解析：5.C 6.B 第5题，赵先生所在的县城位于北半球，冬至这一天正午的物体影子最长，然后逐渐缩短。根据太阳直射点的移动规律判断，从立冬到冬至大约一个半月，此时赵先生的住房正午时会被甲楼的影子遮挡，相对应的，冬至过后仍会有约一个半月的时间被遮挡，因此赵先生的住房正午时被甲楼影子遮挡的时间大约持续3个月。第6题，北半球冬至日正午楼影最长，如果冬至日正午甲楼的影子不能到达魏先生所购住房的窗户，即可保证全年采光充分。冬至日时，该小区当地正午太阳高度为90°－(23°26′＋40°)≈26.5°。当甲楼某层至楼顶的高度所产生的影长恰小于楼间距(38 m)时，该层即为魏先生在乙楼欲购住房的最低楼层。假设所产生的影长恰好等于楼间距的甲楼某处至楼顶的高度为h，则h＝38 m×tan 26.5°≈38 m×0.5＝19 m，每层楼的高度为3 m，则19 m跨越了6层楼多(不足7层)，从楼顶向下数7层，为12层，该层有部分高度在冬至日正午可被遮挡，则13层为能保证全年采光充分的最低楼层。
图表专攻——光照图的判读
光照图是反映不同时空条件下的光照状况的图形，是地球不同运动状态的呈现，也是考查地球运动及其地理意义的重要载体，常见的光照图有侧视图、俯视图、柱状投影图及其他变式图。
[常考图示]
全图
1/2图
1/4图
局部图
极点俯视图
侧视图
圆柱投影图
公转轨道图
[判读技巧]
1．分清昼夜半球，确定晨线和昏线
(1)晨线：顺地球自转进入昼半球，以西为夜半球，以东为昼半球。
(2)昏线：顺地球自转进入夜半球，以西为昼半球，以东为夜半球。
2．确定地球自转方向
(1)根据地球自转方向判断：北极上空看呈逆时针，南极上空看呈顺时针。
(2)根据晨昏线判断：
说明：①若图中为昏线，为晨线，则地球呈逆时针方向自转，中心为北极点；②若为晨线，为昏线，则地球呈顺时针方向自转，中心为南极点。
3．确定太阳直射点的位置
(1)确定经度
①根据光照图中已知经线的地方时找到地方时为12时的经线。
②从光照图中直观看出平分昼半球的经线。
(2)确定纬度
根据与晨昏线相切的纬线的纬度来确定。直射点纬度与该纬线的纬度互余。若与晨昏线相切的纬线的纬度为α，则太阳直射点的纬度为90°－α。
4．确定日期和季节
(1)利用北半球昼夜长短：昼长夜短或北极附近有极昼现象，则为北半球夏半年，反之为冬半年；若昼夜等长，则为春分日或秋分日。
(2)特殊日期的判定
①晨昏线与经线重合(或晨昏线经过极点)，为3月21日或9月23日前后。如下图。
②晨昏线与极圈相切，若北极圈内为昼，则为6月22日前后；若为夜，则为12月22日前后。如下图：
③根据晨昏线与经线的斜交关系。如下图。
5．确定日出日落
(1)确定时间
①晨线上的各地同时日出，昏线上的各地同时日落。
②某地经线与晨线交点的地方时，为该地日出地方时；某地经线与昏线交点的地方时为该地日落地方时。
(2)确定方向
①太阳直射赤道时，即春、秋分日，全球各地(除极点外)，日出正东方，日落正西方。
②太阳直射点位于北半球时，全球各地(除极昼、极夜地区外)，日出东北，日落西北。
③太阳直射点位于南半球时，全球各地(除极昼、极夜地区外)，日出东南、日落西南。
④正好出现极昼的地方，北半球正北升起，正北落下；南半球正南升起，正南落下。
6．确定地方时
(1)经过赤道与晨线交点的那条经线上的地方时为6时，经过赤道与昏线交点的那条经线上的地方时为18时。
(2)太阳直射点所在经线上的地方时为正午12时，与之相对组成经线圈的那条经线上的地方时为0时(或24时)。
(3)过晨昏线与纬线圈相切点的那条经线的地方时，要么是0时，要么是12时。切点附近出现极昼现象的是0时，切点附近出现极夜现象的是12时。
7．确定昼夜长短
(1)确定昼长和夜长
光照图中，晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分，昼长等于该纬线昼弧所跨的时间数，夜长等于该纬线夜弧所跨的时间数。
(2)确定昼夜长短
同一纬线上的各地昼弧(或夜弧)是等长的，若昼弧大于夜弧，则昼长夜短，若昼弧小于夜弧，则昼短夜长。
(3)确定极昼极夜范围
晨昏线与哪个纬线圈相切，该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象，南北半球的极昼、极夜现象出现时间正好相反。
8．确定正午太阳高度
太阳直射纬线正午太阳高度为90°，其他各地的正午太阳高度从这条纬线向南、向北递减。
[应用体验]
(2014·上海高考)如图为极地投影示意图，图中小虚线圆为极圈，大虚线圆为回归线；弧线ACB为晨昏线，且AC段为昏线；C点为晨昏线与极圈的切点，也是晨昏线与120°E经线的交点。据此回答(1)～(2)题。
(1)图示的日期可能是( )
A．3月21日 B．6月22日
C．9月23日 D．12月22日
(2)该日正午太阳直射点的位置是( )
A．120°E、23°26′S B．120°E、23°26′N
C．60°W、23°26′S D．60°W、23°26′N
[学解题]
1.从材料中获取信息
由“弧线ACB为晨昏线”，可知两侧分别为昼、夜半球。由“AC段为昏线”“C点为晨昏线与极圈的切点”可知“BC段为晨线”，且极圈内发生极昼或极夜。
2.从图表中获取信息
[答案] (1)D (2)C
[对点训练]
(2019·河南许昌五校联考)读下面光照图，回答1～3题。
1．若此时北京时间为9时，则A地经度为( )
A．30°E B．30°W
C．60°E D．60°W
2．此时，赤道上东半球范围内处于夜晚的那一段经度差( )
A．小于90° B．大于90°
C．等于90° D．等于180°
3．一位山东潍坊的游客于3月21日清晨到天安门广场参观升旗仪式，天气晴好，当日升旗时间为地方时6时，请问升旗手准备升旗的那一瞬间，游客手表显示的时间是( )
A．6：00 B．6：06
C．5：44 D．6：16
解析：1.A 2.B 3.D 第1题，根据图示，自转方向为顺时针，图示区域为南半球，晨线与赤道交点为6时，A地时刻为3时。北京时间为9时，A地时间比北京时间晚6 h，所以A地经度为30°E。第2题，赤道上终年昼夜平分，因赤道上处于夜晚的经度是地方时18时到次日的6时，根据图示，经度应该是105°W向东到75°E，而东半球指从20°W向东到160°E，取二者交集，可得经度差95°。第3题，春分日，地方时6时日出，即116°E北京的地方时为6时时，手表时间是北京时间也即120°E的地方时，二者相差4°，故手表显示时间为6：16。
如图为某年7月7日部分地区光照示意图，中心点表示极点，阴影部分表示黑夜。读图回答4～5题。
4．P地的纬度最有可能是( )
A．90°N B．78°N
C．70°34′N D．12°N
5．关于P、Q两地的说法，正确的是( )
A．此时P地地方时是12时
B．此时在P地可观察到太阳位于正北方地平线上
C．该日P地正午太阳高度约是Q地的2倍
D．该日P地昼长是Q地的2倍
解析：4.C 5.B 第4题，7月7日与6月22日大约相差15天，而太阳直射点3个月运行的纬度为23°26′，这样太阳直射点每个月大约运行8°，15天大约运行4°，7月7日时太阳直射点距23°26′N有4°，所以7月7日太阳直射点纬度为19°26′N，与晨昏线相切的纬线的纬度和太阳直射点纬度互余，故此时出现极昼的纬度为70°34′N，而P地刚好出现了极昼，故选C。第5题，P地极昼，Q地昼弧大于180°，则昼长夜短，故两地都在北半球。P地刚好在平分夜的中央经线上，故P地地方时是24时(或0时)，A错；B项考查太阳方位的判断，刚好出现极昼，此时地方时为0时或24时，太阳位于当地正北方，故B对；C项考查正午太阳高度的纬度分布规律，P地纬度较Q地的高，正午太阳高度应比Q地低，故C错；D项中的P地昼长为24小时，而Q地昼长夜短，因此Q地昼长大于12小时，故D项错。
图中ACB为晨昏线，C为其中点。图示范围阴影区为黑夜，其他地区为白天。据此回答6～7题。
6．C点地方时可能是( )
A．8：40 B．9：00
C．18：40 D．22：20
7．当天北极圈昼长最长可达( )
A．19小时40分 B．20小时40分
C．21小时40分 D．22小时40分
解析：6.A 7.D 第6题，本题只显示部分光照图，解答时可将图进行补充扩展，通过对图示进行补充可以得出下图。从图上可以看出，此时A点为120°W、赤道和晨线的交点，故其地方时为6时，20°W的地方时为12时40分，30°W的地方时为12时。根据图示分析可知，B点关于30°W与E对称，20°W位于30°W～EF之间，E点的地方时大于或等于12时40分，B点的地方时约为11时20分，C为ACB的中点，故C点的地方时约为8：40。
第7题，根据图示分析可知，20°W与66°34′S的交点位于D、E之间，故D、E两点的经度差大于或等于10°，B、E两点的经度差大于或等于20°，E点的地方时比B点的地方时最少早1小时20分，故此时66°34′S的夜长小于或等于22小时40分钟，根据南北极圈昼夜长短的关系可以判断出北极圈的昼长。
“季节判断问题”面面观
—————————————[典题感悟]—————————————————
1．(2017·全国卷Ⅱ·节选)汽车轮胎性能测试需在不同路面上进行。芬兰伊瓦洛(位置如图所示)吸引了多家轮胎企业在此建设轮胎测试场，最佳测试期为每年11月至次年4月。据此完成下题。
在最佳测试期内，该地轮胎测试场( )
A．每天太阳从东南方升起
B．有些日子只能夜间进行测试
C．经常遭受东方寒潮侵袭
D．白昼时长最大差值小于12时
[解析] 轮胎测试时期为每年11月到次年4月，此时期极圈内有极夜现象，故该地不可能每天太阳从东南方升起；极夜期间只能在夜间进行轮胎测试；受极地东北风影响，冷空气来源方向主要为东北方；4月，芬兰伊瓦洛地区出现或接近极昼，12月出现极夜现象，白昼时长的最大差值大于12小时。
[答案] B
2．(2015·北京高考)2014年11月7日至12日APEC北京会议放假期间，河南省针对北京游客实行景区门票减免优惠。放假期间( )
A．时值我国立冬到小雪之间
B．太阳直射点向赤道移动
C．黄山6点前日出东北方向
D．南极大陆极夜范围扩大
[解析] 2014年11月7日至12日，在立冬(11月7日)与小雪(11月22日)之间，故A正确；11月7日至12日太阳直射点位于南半球并向南回归线移动，故B错误；太阳直射点位于南半球，所以位于北半球的黄山昼短夜长，日出时间在6点以后，且日出东南，日落西南，故C错误；太阳直射点位于南半球并向南移动，所以南极地区出现极昼现象，并且极昼的范围不断扩大，故D错误。
[答案] A
—————————————[归纳点拨]——————————————————
1．来自天文的季节信息的提取
现象
北半球夏季(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
公转轨道所处位置
远日点(7月初)
近日点(1月初)
公转速度
慢
快
正午太阳高度
大
小
直射点位置
北半球
南半球
太阳升落方位
日出于东北、日落于西北
日出于东南、日落于西南
昼夜长短
昼长夜短
昼短夜长
日出的地方时
早于6时
晚于6时
日落的地方时
晚于18时
早于18时
晨昏线
晨线呈西北—东南走向或昏线呈东北—西南走向
晨线呈东北—西南走向或昏线呈西北—东南走向
2.来自气候的季节信息的提取
现象
北半球夏季(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
气温
高
低
陆地气温与海洋气温比较
陆地气温高
海洋气温高
陆地等温线的凸向
向北凸出
向南凸出
我国气温分布情况
全国普遍高温，低温中心位于青藏高原，高温中心位于新疆吐鲁番盆地
南北温差大，全国的低温中心位于漠河附近
我国灾害性天气
出现台风、洪涝、伏旱、冰雹等
出现寒潮、沙尘暴、冻雨、雪灾等
盛行风
东亚盛行东南风，南亚盛行西南风，澳大利亚西北部盛行东南风，南半球地中海气候区盛行西风
东亚盛行西北风，南亚盛行东北风，澳大利亚西北部盛行西北风，北半球地中海气候区盛行西风
气压中心分布
亚欧大陆受印度低压控制，北太平洋上形成夏威夷高压
亚欧大陆受亚洲高压控制，北太平洋上形成阿留申低压
气压带风带的移动
北移
南移
3.来自水文的季节信息的提取
现象
北半球夏季
(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
我国河流的径流量
大(丰水期)
小(枯水期)
水源补给情况
河水补给
地下水、湖水
地下水、湖水
补给河水
北半球中高纬地区的河流
不结冰
结冰并可能出现凌汛
长江口的盐度
偏低
偏高
我国近海海域
初夏易发生赤潮
易出现咸潮
北印度洋洋流
顺时针流动
逆时针流动
4.来自自然景观的季节信息的提取
现象
北半球夏季(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
北半球的植物
生长旺季
温带、寒带地区草木枯黄
动物的迁徙
北迁(如西伯利亚的驯鹿由亚寒带针叶林带迁往苔原带)
南迁(如西伯利亚的驯鹿由苔原带迁往亚寒带针叶林带)
南极大陆冰川面积
变大
变小
南极周围海洋的浮冰
减少
增多
5.来自农业活动的季节信息的提取
小麦
华北的冬小麦秋季播种，春末夏初收获；江淮地区的冬小麦冬种春收；东北的春小麦春种秋收
油菜
我国江南的典型越冬作物，秋末种，春暖时开花(2～3月)
水果
苹果、柑橘收获在秋季
蔬菜
夏季，我国南方天气炎热，蔬菜易落花落果，而北方光照充足，蔬菜生长良好；冬季，我国北方天寒地冻，为南菜北运期
澳大利亚的混合农业
1～2月犁地，3～5月播种，5～7月给羊配种，8～9 月剪羊毛，11～12月收获小麦
6.来自旅游业的季节信息的提取
北半球夏季(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
北京的旅游旺季；江南名山、水景区，拉萨观光游客较多
海南的旅游旺季
东北观鸟在夏季，青海湖鸟岛赏鸟的最佳季节是春末夏初
鄱阳湖观鸟在冬季
钱塘江观潮(农历八月中旬)
哈尔滨冰雕、吉林雾凇
7.其他季节信息的提取
现象
北半球夏季(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
三峡水库排沙与蓄水
排沙
蓄水
极地考察
北极科考
南极科考
北半球地区对流层大气的厚度
对流旺盛且厚度变大
厚度变小
我国西南地区的滑坡、泥石流等地质灾害
多发
相对较少
黄淮海平原
夏季淋盐、春秋返盐、冬季盐分稳定
—————————————[迁移应用]——————————————————
1．(2019·山西45校联考)2017年4月20日19时41分，“太空快递小哥”天舟一号在海南文昌卫星发射基地发射升空。天舟一号发射升空后的一个月中( )
A．地球自转的速度逐渐减慢
B．天山牧民将牛羊赶往云杉林之上的牧场
C．罗马森林火险等级逐步降低
D．堪培拉正午太阳高度先增大后减小
解析：选B 地球自转速度与季节无关，A项错误。罗马为地中海气候，4月20日之后的一个月中，罗马天气逐渐变干燥，C项错误。堪培拉的正午太阳高度在这一个月逐渐减小，D项错误。云杉林之上为夏季牧场，故B项正确。
(2019·通渭测试)读某地正午太阳高度角年变化折线图，完成2～3题。
2．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、靠近北回归线的地方
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
3．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
解析：2.C 3.A 第2题，根据图示信息，该地有两次直射，说明位于南、北回归线之间，A、D错。根据图中日期，夏至日正午太阳高度最低，说明该地位于南半球，两次直射都出现在冬至日附近，说明该地位于南回归线附近，B错。所以该地位于南回归线与赤道之间，选C。第3题，C～E时段也就是冬至日前后，正是北半球的冬季、南半球的夏季。此时，河套平原因气温低而农闲；塔里木河因气温低没有高山冰雪融水补给而断流；刚果河主要位于热带雨林气候区，全年水位无明显变化；亚马孙河流域人口稀少、运输需求低，航运不繁忙，因此选A。
掌握太阳高度的含义及太阳视运动
1．太阳高度的概念
太阳高度，就是太阳光线与地平面的夹角，即太阳的仰角。
2．(一天中)太阳视运动轨迹
一天中，日出以后太阳高度逐渐增大，正午达最大值，之后，太阳高度逐渐减小，其中正午的太阳高度称为正午太阳高度，是一天中最大的太阳高度。
3．(一年中)二分二至日太阳视运动轨迹
下图为北半球某地二分二至日太阳视运动示意图，读图可知：
(1)该地夏至日的太阳视运动为轨迹①，该日日出东北，日落西北(极昼、极夜地区除外)。
(2)该地春秋分日的太阳视运动为轨迹②，该日日出正东，日落正西。
(3)该地冬至日的太阳视运动为轨迹③，该日日出东南，日落西南(极昼、极夜地区除外)。
[特别提醒]
影子变化与太阳高度、方位的关系
(1)影子长短：与太阳高度大小呈负相关，日出时影子最长，之后变短，正午时最短，之后变长，日落时达最长；直射点上无影子。
(2)影子方向：与太阳方位相反。
(3)影子移动方向：与太阳视运动方向相反，呈顺时针在地面上移动。
题组练通
下图是甲、乙两地某日太阳高度变化图，其中甲地位于30°N。读图回答1～2题。
1．乙地地理坐标为( )
A．(0°，30°E) B．(10°N,150°W)
C．(10°S,30°E) D．(10°N,150°W)
2．甲、乙两地( )
A．昼长不可能相等
B．一天中太阳高度同时达到最大
C．此时甲地昼更长
D．太阳东南升、西南落
解析：1.C 2.C 第1题，由图可知，甲地正午太阳高度为80°，其位于30°N，可计算出此时太阳直射20°N，图中乙地昼长小于12 h，说明乙地与甲地不在同一半球，即乙地位于南半球，再利用正午太阳高度计算公式，计算出乙地位于10°S，乙地正午时，北京时间为18时，由此可知乙地位于30°E。第2题，读图可知，甲、乙两地相比，此时甲地昼更长；甲、乙两地经纬度不同，所以一天中太阳高度不可能同时达到最大。当太阳直射赤道时，甲、乙两地昼长相等；此时全球除极昼极夜地区外太阳东北升、西北落。
(2019·济南模拟)下图为北半球四地在夏至日当天所看到的太阳视运动轨迹。据图完成3～5题。
3．图中地平面上表示正西方向的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
4．四地的纬度按照由高到低的顺序进行排列，合理的是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、丁、丙、甲
C．丙、丁、甲、乙 D．丁、乙、甲、丙
5．夏至日当天，对于分别站立在O1、O2、O3、O4四点的四个人来讲，其身影在地面的旋转角度最小的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
解析：3.B 4.D 5.C 第3题，由材料可知，图中四地均位于北半球，太阳高度最大时均位于③位置，说明③为南方，相反方向的①为正北方向，②为正西。第4题，读图可知，四地均位于北半球，乙和丁出现极昼现象，且丁全天太阳高度不变，应位于北极点上，纬度最高；乙出现极昼，位于北极圈与北极点之间。丙正午太阳高度为90°，应位于北回归线；甲正午太阳高度小于90°，且太阳位于南方，应位于北回归线与北极圈之间。故四地的纬度按照由高到低的顺序进行排列依次为丁、乙、甲、丙。第5题，身影旋转角度越小，说明昼长越短，读图，结合上题分析，丙纬度最低，昼长最短，所以身影在地面旋转的角度最小。
准确表述正午太阳高度的变化规律
1．纬度分布
(1)夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，如图中c折线所示。
(2)冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，如图中a折线所示。
(3)春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如图中b折线所示。
(4)由上述可归纳出，正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
2．季节变化
北半球节气
达最大值地区
达最小值地区
夏至日
北回归线及其以北地区
南半球
冬至日
南回归线及其以南地区
北半球
春秋分日
赤道
南北极点
题组练通
1．(2019·大连联考)如图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。四地自北向南排列，依次是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．甲、丙、丁、乙
C．丁、乙、丙、甲 D．甲、丙、乙、丁
解析：选D 图中丙地夏至日的正午太阳高度为90°，说明丙地在23°26′N上；乙地冬至日正午太阳高度大于夏至日，且冬至日正午太阳高度接近90°，推断出乙地在0°～23°26′S之间且接近23°26′S；甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日，且冬至日正午太阳高度很小(低于10°)，得出甲地在23°26′N～66°34′N之间；同理推出丁地在23°26′S～66°34′S之间。所以四地自北向南依次为：甲、丙、乙、丁。
(2019·四川雅安中学月考)读4～8月不同纬度四地正午太阳高度变化示意图(a月早于b月)，完成下题。
2．图中①②③④四地自南往北的正确排序是( )
A．①②③④ B．④③②①
C．③②④① D．①②④③
解析：选D 根据4～8月①地太阳高度角较小，则①地纬度较高，在a月正午太阳高度达最小值，4～8月太阳直射点位于北半球，6月22日南半球高纬度正午太阳高度达一年中的最小值，根据a月早于b月，所以a为6月，b为7月，①位于南半球较高纬度；6～7月太阳直射点先向北移动后向南移动；③地太阳高度先增大后减小，所以③地位于北回归线以北地区；②地6月22日正午太阳高度约为60°，且为较小值，则②地位于南半球地区，纬度约为6°34′S；④地6月22日太阳高度约为80°，且为较小值，则④地位于北回归线以南地区，纬度约为13°26′N；因此四地位于最南方的是①，其次为②，位于最北方的为③，故选D。
认识四季和五带
1.四季更替
(1)成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度随季节的变化而变化。
(2)划分：
天文四季
夏季
一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节
冬季
一年中白昼较短、正午太阳高度较小的季节
春季秋季
冬夏两季的过渡季节
北温带许多国家的四季
3、4、5月为春季，依次类推，每三个月为一个季节
2.五带
(1)五带成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度随纬度的变化而变化。
(2)五带的划分：
完成五带划分的示意图。
[特别提醒]
(1)四季和五带都是描述太阳辐射热量在地球上的分布，但是四季描述的是热量在时间上的分布规律，五带描述的是热量在空间上的分布规律。
(2)四季更替最明显的是温带；热带地区有阳光直射现象，长夏无冬；寒带地区有极昼极夜现象，长冬无夏，四季更替不明显。
重难点一 正午太阳高度有怎样的变化规律
————————————[师说技法]—————————————————
1．空间变化规律
从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大；同一纬线上正午太阳高度相等；以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。
2．季节变化规律
北回归线及其以北地区
6月22日前后达最大值，12月22日前后达最小值
南回归线及其以南地区
12月22日前后达最大值，6月22日前后达最小值
南北回归线之间(除赤道外)
一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后)
赤道地区
一年有两次最大值(春分、秋分)、两次最小值(夏至、冬至)
3．正午太阳高度的变化幅度
(1)赤道地区和南北两极地区的年正午太阳高度最大差值均为23°26′。
(2)0°到南北纬23°26′之间的地区(或热带地区)，年正午太阳高度最大差值从23°26′增大到46°52′。
(3)南北纬23°26′到南北纬66°34′之间的地区(或南北温带)，年正午太阳高度最大差值均为46°52′。
(4)南北纬66°34′至极点之间的地区(或南北寒带)，年正午太阳高度最大差值从46°52′减小到23°26′。
4．正午太阳高度的计算
正午太阳高度＝90°－两点纬度差(δ)。
“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南北不同半球，两点纬度差为两点的纬度之和。
如图所示：当太阳直射B点时，A点的正午太阳高度H＝90°－δ＝90°－(40°－10°)＝60°；C点的正午太阳高度H＝90°－δ＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
—————————————[典题示例]—————————————————
(2014·全国卷Ⅰ·节选)太阳能光热电站(如图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长与塔高的比值为P，则( )
A．春、秋分日P＝0 B．夏至日P＝1
C．全年P<1 D．冬至日P>1
[学解题]
第一步：审题干，抓关键信息
明确电站所处纬度位置为23°26′N，考查影长实则考查不同季节该地的太阳高度。
第二步：品选项，悟内在联系
P＝0时，该地正午太阳高度为90°；P＝1时，该地正午太阳高度为45°；P>1时，该地正午太阳高度小于45°；P<1时，该地正午太阳高度大于45°。
第三步：定直射点，准确排误
春、秋分日时，太阳直射赤道，该地正午太阳高度为66°34′，P<1；夏至日时太阳直射该地，正午太阳高度为90°，P＝0；冬至日时，太阳直射南回归线，正午太阳高度为43°08′，P>1。
[答案] D
[方法技巧]
太阳直射点的确定方法
(1)纬度的确定
方法一：“太阳直射点的纬度”和“晨昏圈与纬线相切点的纬度”(出现极昼极夜的最低纬度)互余。
方法二：通过节气来判断，夏至日太阳直射23°26′N，冬至日太阳直射23°26′S，春秋分日太阳直射赤道。
方法三：根据某地正午太阳高度的计算公式H＝90°－(两地纬度差)计算。
方法四：“赤道处晨昏线与经线的交角(锐角)”等于“太阳直射点的纬度”。
(2)经度的确定
基本原则：地方时为12时的经线即为太阳直射经线。
方法一：晨线和赤道的交点(经度)向东90°或昏线和赤道的交点(经度)向西90°，即为太阳直射点的经度。
方法二：根据晨昏线与纬线相切点所在经线的地方时判断太阳直射的经线。
—————————————[集训过关]—————————————————
读正午太阳高度年变化幅度图(极夜期不考虑负值)，回答1～2题。
1．满足①至②区间变化幅度的最大纬度范围为( )
A．23°26′～66°34′ B．0°～23°26′
C．66°34′～90° D．0°～90°
2．①处不可能( )
A．四季分明
B．二至日正午太阳高度相同
C．半年极昼，半年极夜
D．全年昼夜平分
解析：1.D 2.A 第1题，若极夜期不考虑负值，赤道上与极点上的正午太阳高度年变化幅度均为23°26′，回归线至极圈变化幅度为46°52′，其他纬度均为23°26′至46°52′。所以，满足①至②区间变化幅度的最大纬度范围为0°～90°。第2题，根据正午太阳高度年变化幅度值可知，①处可能为赤道或者极点。如果是赤道，则会昼夜平分，二至日正午太阳高度相同；若为极点，则会半年极昼、半年极夜。但都不可能四季分明。
读某日某时晨昏线分布图，完成3～4题。
3．此时，北京时间不可能是( )
A．0时40分 B．12时40分
C．3时40分 D．15时20分
4．下图示意四条正午太阳高度年变化曲线，其中有两条曲线与甲、乙、丙、丁四地中两地相符，这两条曲线是( )
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
解析：3.C 4.C 第3题，通过丙点的经线可能是20°E也可能是20°W；通过丙点的晨昏线可能是晨线，也可能是昏线，即丙点的地方时可能是6时，也可能是18时。因此要在这四种情况下计算北京时间。通过丙点经线为20°E且丙点地方时为6时时，可算出北京时间为12时40分；通过丙点经线为20°E且丙点地方时为18时时，可算出北京时间为0时40分；通过丙点经线为20°W且丙点地方时为6时时，可计算出北京时间为15时20分；通过丙点经线为20°W且丙点地方时为18时时，可算出北京时间为3时20分。第4题，①在春分日和秋分日正午太阳高度达90°，说明位于赤道上，与丙地相符。根据夏至日各地正午太阳高度的大小，可判断②位于北回归线上，与甲、乙、丙、丁都不相符。③在冬至日正午太阳高度达到最大，即60°，可计算出③位于南半球且纬度为53°26′，与甲、乙、丙、丁四地都不相符；④在夏半年有近5个月的极夜现象，应位于南极点附近，与甲地相符，乙地虽然在南极圈以南，但距离南极点较甲地远，故不可能有5个月极夜。
重难点二 正午太阳高度的应用主要表现在哪几个方面
————————————[师说技法]——————————————————
正午太阳高度在生产、生活中的六大应用
(1)确定地方时
当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。
(2)判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时，如果已知当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。
(3)确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
(4)判断日影长短及方向
①太阳直射点上，物体的影长缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。②日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射时日影最短(等于0)。如图。
(5)计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h·cot H(H：冬至日正午太阳高度)。
(6)计算热水器的安装角度
太阳能集热板与地面之间的夹角(α)和当天正午太阳高度角(H)互余，如图，α＋H＝90°时效果最佳。
—————————————[典题示例]——————————————————
(2016·江苏高考)住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风有不同影响。下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图。读图，回答(1)～(2)题。
(1)仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是( )
A．① B．②
C．③ D．④
(2)为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
[学解题]
第一步：审设问
第(1)题，要求从四幅图中选择树种与房屋组合最好的设计，限定的选择条件是“仅考虑阳光与风两种因素”，可知从树种对季风的阻挡和太阳高度角两个角度考虑。
第(2)题，关键词“冬季”“安装角度合理”→太阳光线垂直照射太阳能热水器效果最佳。
第二步：审图文
材料中明确了图示景观的所在区域“华北某低碳社区”，纬度为40°N，四幅景观示意图中均示意了太阳能热水器的朝向及安装角度、房前屋后的树种分布。
第三步：调知识
(1)我国华北主要位于北半球中纬度地区，正午太阳位于正南方天空，属于典型的温带季风气候区，冬季盛行西北风、夏季盛行东南风。
(2)北半球太阳能热水器面板朝南，最佳安装角度为：太阳高度角＋热水器面板与地面夹角＝90°。
[答案] (1)C (2)D
—————————————[集训过关]——————————————————
如图为山东省某中学教学楼(部分)的顶层示意图。据图完成1～2题。
1．教室以采光好、强光不直接射入为宜，下列教室可能符合此条件的是( )
A．教室1 B．教室2
C．教室3 D．教室4
2．当教室4正午屋内地面光照面积不断增大时，( )
①该地正午太阳高度逐渐减小 ②该地肯定昼短夜长
③该地昼不断缩短 ④太阳直射点向南移
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
解析：1.B 2.D 第1题，当地位于北回归线以北，正午太阳位于正南，教室1南边有楼梯等阻挡，采光不好；而教室3、4南边没有走廊通道遮挡，正午有强光射入。第2题，教室4正午屋内地面光照面积不断增大时，正午太阳高度不断减小，太阳直射点向南移，该地昼不断缩短。
如图是某小区(36°N)用于发电的屋顶太阳能板的设计图，当阳光直射太阳能板时发电效果最好。读图，回答3～4题。
3．当太阳能板发电效果最好时，太阳直射点所处的纬度为( )
A．24°S B．24°N
C．6°S D．6°N
4．下列日期该太阳能板发电效果最好的是( )
A．2月26日 B．4月12日
C．6月22日 D．10月17日
解析：3.D 4.B 第3题， 图中显示太阳能板与水平面的夹角为30°，故阳光直射太阳能板时正午太阳高度为60°，当地纬度为36°N，结合正午太阳高度的计算公式可以计算出此时太阳应该直射6°N。第4题，由上题分析可知，太阳能板发电效果最好时太阳应该直射6°N，根据太阳直射点的移动规律可以推断日期大致比春分日(3月21日左右)晚22天，或比秋分日(9月23日左右)早22天，即可能为4月12日或9月1日。
赵先生居住在某县城(40°N)乐康小区乙楼(见下图)，甲、乙两楼各18层，每层3 m，两栋楼的间隔为38 m。读图完成5～6 题。
5．赵先生发现每年立冬(每年的11月7日或8日)这一天正午，甲楼的影子恰好遮挡住自己住房的窗户，则赵先生的住房正午时被甲楼的影子遮挡的时间大约持续( )
A．1个月 B．2个月
C．3个月 D．4个月
6．魏先生拟在乙楼购买一套住房，为保证住房全年采光充分，最低应选择( )
A．12层 B．13层
C．14层 D．15层
解析：5.C 6.B 第5题，赵先生所在的县城位于北半球，冬至这一天正午的物体影子最长，然后逐渐缩短。根据太阳直射点的移动规律判断，从立冬到冬至大约一个半月，此时赵先生的住房正午时会被甲楼的影子遮挡，相对应的，冬至过后仍会有约一个半月的时间被遮挡，因此赵先生的住房正午时被甲楼影子遮挡的时间大约持续3个月。第6题，北半球冬至日正午楼影最长，如果冬至日正午甲楼的影子不能到达魏先生所购住房的窗户，即可保证全年采光充分。冬至日时，该小区当地正午太阳高度为90°－(23°26′＋40°)≈26.5°。当甲楼某层至楼顶的高度所产生的影长恰小于楼间距(38 m)时，该层即为魏先生在乙楼欲购住房的最低楼层。假设所产生的影长恰好等于楼间距的甲楼某处至楼顶的高度为h，则h＝38 m×tan 26.5°≈38 m×0.5＝19 m，每层楼的高度为3 m，则19 m跨越了6层楼多(不足7层)，从楼顶向下数7层，为12层，该层有部分高度在冬至日正午可被遮挡，则13层为能保证全年采光充分的最低楼层。
图表专攻——光照图的判读
光照图是反映不同时空条件下的光照状况的图形，是地球不同运动状态的呈现，也是考查地球运动及其地理意义的重要载体，常见的光照图有侧视图、俯视图、柱状投影图及其他变式图。
[常考图示]
全图
1/2图
1/4图
局部图
极点俯视图
侧视图
圆柱投影图
公转轨道图
[判读技巧]
1．分清昼夜半球，确定晨线和昏线
(1)晨线：顺地球自转进入昼半球，以西为夜半球，以东为昼半球。
(2)昏线：顺地球自转进入夜半球，以西为昼半球，以东为夜半球。
2．确定地球自转方向
(1)根据地球自转方向判断：北极上空看呈逆时针，南极上空看呈顺时针。
(2)根据晨昏线判断：
说明：①若图中为昏线，为晨线，则地球呈逆时针方向自转，中心为北极点；②若为晨线，为昏线，则地球呈顺时针方向自转，中心为南极点。
3．确定太阳直射点的位置
(1)确定经度
①根据光照图中已知经线的地方时找到地方时为12时的经线。
②从光照图中直观看出平分昼半球的经线。
(2)确定纬度
根据与晨昏线相切的纬线的纬度来确定。直射点纬度与该纬线的纬度互余。若与晨昏线相切的纬线的纬度为α，则太阳直射点的纬度为90°－α。
4．确定日期和季节
(1)利用北半球昼夜长短：昼长夜短或北极附近有极昼现象，则为北半球夏半年，反之为冬半年；若昼夜等长，则为春分日或秋分日。
(2)特殊日期的判定
①晨昏线与经线重合(或晨昏线经过极点)，为3月21日或9月23日前后。如下图。
②晨昏线与极圈相切，若北极圈内为昼，则为6月22日前后；若为夜，则为12月22日前后。如下图：
③根据晨昏线与经线的斜交关系。如下图。
5．确定日出日落
(1)确定时间
①晨线上的各地同时日出，昏线上的各地同时日落。
②某地经线与晨线交点的地方时，为该地日出地方时；某地经线与昏线交点的地方时为该地日落地方时。
(2)确定方向
①太阳直射赤道时，即春、秋分日，全球各地(除极点外)，日出正东方，日落正西方。
②太阳直射点位于北半球时，全球各地(除极昼、极夜地区外)，日出东北，日落西北。
③太阳直射点位于南半球时，全球各地(除极昼、极夜地区外)，日出东南、日落西南。
④正好出现极昼的地方，北半球正北升起，正北落下；南半球正南升起，正南落下。
6．确定地方时
(1)经过赤道与晨线交点的那条经线上的地方时为6时，经过赤道与昏线交点的那条经线上的地方时为18时。
(2)太阳直射点所在经线上的地方时为正午12时，与之相对组成经线圈的那条经线上的地方时为0时(或24时)。
(3)过晨昏线与纬线圈相切点的那条经线的地方时，要么是0时，要么是12时。切点附近出现极昼现象的是0时，切点附近出现极夜现象的是12时。
7．确定昼夜长短
(1)确定昼长和夜长
光照图中，晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分，昼长等于该纬线昼弧所跨的时间数，夜长等于该纬线夜弧所跨的时间数。
(2)确定昼夜长短
同一纬线上的各地昼弧(或夜弧)是等长的，若昼弧大于夜弧，则昼长夜短，若昼弧小于夜弧，则昼短夜长。
(3)确定极昼极夜范围
晨昏线与哪个纬线圈相切，该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象，南北半球的极昼、极夜现象出现时间正好相反。
8．确定正午太阳高度
太阳直射纬线正午太阳高度为90°，其他各地的正午太阳高度从这条纬线向南、向北递减。
[应用体验]
(2014·上海高考)如图为极地投影示意图，图中小虚线圆为极圈，大虚线圆为回归线；弧线ACB为晨昏线，且AC段为昏线；C点为晨昏线与极圈的切点，也是晨昏线与120°E经线的交点。据此回答(1)～(2)题。
(1)图示的日期可能是( )
A．3月21日 B．6月22日
C．9月23日 D．12月22日
(2)该日正午太阳直射点的位置是( )
A．120°E、23°26′S B．120°E、23°26′N
C．60°W、23°26′S D．60°W、23°26′N
[学解题]
1.从材料中获取信息
由“弧线ACB为晨昏线”，可知两侧分别为昼、夜半球。由“AC段为昏线”“C点为晨昏线与极圈的切点”可知“BC段为晨线”，且极圈内发生极昼或极夜。
2.从图表中获取信息
[答案] (1)D (2)C
[对点训练]
(2019·河南许昌五校联考)读下面光照图，回答1～3题。
1．若此时北京时间为9时，则A地经度为( )
A．30°E B．30°W
C．60°E D．60°W
2．此时，赤道上东半球范围内处于夜晚的那一段经度差( )
A．小于90° B．大于90°
C．等于90° D．等于180°
3．一位山东潍坊的游客于3月21日清晨到天安门广场参观升旗仪式，天气晴好，当日升旗时间为地方时6时，请问升旗手准备升旗的那一瞬间，游客手表显示的时间是( )
A．6：00 B．6：06
C．5：44 D．6：16
解析：1.A 2.B 3.D 第1题，根据图示，自转方向为顺时针，图示区域为南半球，晨线与赤道交点为6时，A地时刻为3时。北京时间为9时，A地时间比北京时间晚6 h，所以A地经度为30°E。第2题，赤道上终年昼夜平分，因赤道上处于夜晚的经度是地方时18时到次日的6时，根据图示，经度应该是105°W向东到75°E，而东半球指从20°W向东到160°E，取二者交集，可得经度差95°。第3题，春分日，地方时6时日出，即116°E北京的地方时为6时时，手表时间是北京时间也即120°E的地方时，二者相差4°，故手表显示时间为6：16。
如图为某年7月7日部分地区光照示意图，中心点表示极点，阴影部分表示黑夜。读图回答4～5题。
4．P地的纬度最有可能是( )
A．90°N B．78°N
C．70°34′N D．12°N
5．关于P、Q两地的说法，正确的是( )
A．此时P地地方时是12时
B．此时在P地可观察到太阳位于正北方地平线上
C．该日P地正午太阳高度约是Q地的2倍
D．该日P地昼长是Q地的2倍
解析：4.C 5.B 第4题，7月7日与6月22日大约相差15天，而太阳直射点3个月运行的纬度为23°26′，这样太阳直射点每个月大约运行8°，15天大约运行4°，7月7日时太阳直射点距23°26′N有4°，所以7月7日太阳直射点纬度为19°26′N，与晨昏线相切的纬线的纬度和太阳直射点纬度互余，故此时出现极昼的纬度为70°34′N，而P地刚好出现了极昼，故选C。第5题，P地极昼，Q地昼弧大于180°，则昼长夜短，故两地都在北半球。P地刚好在平分夜的中央经线上，故P地地方时是24时(或0时)，A错；B项考查太阳方位的判断，刚好出现极昼，此时地方时为0时或24时，太阳位于当地正北方，故B对；C项考查正午太阳高度的纬度分布规律，P地纬度较Q地的高，正午太阳高度应比Q地低，故C错；D项中的P地昼长为24小时，而Q地昼长夜短，因此Q地昼长大于12小时，故D项错。
图中ACB为晨昏线，C为其中点。图示范围阴影区为黑夜，其他地区为白天。据此回答6～7题。
6．C点地方时可能是( )
A．8：40 B．9：00
C．18：40 D．22：20
7．当天北极圈昼长最长可达( )
A．19小时40分 B．20小时40分
C．21小时40分 D．22小时40分
解析：6.A 7.D 第6题，本题只显示部分光照图，解答时可将图进行补充扩展，通过对图示进行补充可以得出下图。从图上可以看出，此时A点为120°W、赤道和晨线的交点，故其地方时为6时，20°W的地方时为12时40分，30°W的地方时为12时。根据图示分析可知，B点关于30°W与E对称，20°W位于30°W～EF之间，E点的地方时大于或等于12时40分，B点的地方时约为11时20分，C为ACB的中点，故C点的地方时约为8：40。
第7题，根据图示分析可知，20°W与66°34′S的交点位于D、E之间，故D、E两点的经度差大于或等于10°，B、E两点的经度差大于或等于20°，E点的地方时比B点的地方时最少早1小时20分，故此时66°34′S的夜长小于或等于22小时40分钟，根据南北极圈昼夜长短的关系可以判断出北极圈的昼长。
“季节判断问题”面面观
—————————————[典题感悟]—————————————————
1．(2017·全国卷Ⅱ·节选)汽车轮胎性能测试需在不同路面上进行。芬兰伊瓦洛(位置如图所示)吸引了多家轮胎企业在此建设轮胎测试场，最佳测试期为每年11月至次年4月。据此完成下题。
在最佳测试期内，该地轮胎测试场( )
A．每天太阳从东南方升起
B．有些日子只能夜间进行测试
C．经常遭受东方寒潮侵袭
D．白昼时长最大差值小于12时
[解析] 轮胎测试时期为每年11月到次年4月，此时期极圈内有极夜现象，故该地不可能每天太阳从东南方升起；极夜期间只能在夜间进行轮胎测试；受极地东北风影响，冷空气来源方向主要为东北方；4月，芬兰伊瓦洛地区出现或接近极昼，12月出现极夜现象，白昼时长的最大差值大于12小时。
[答案] B
2．(2015·北京高考)2014年11月7日至12日APEC北京会议放假期间，河南省针对北京游客实行景区门票减免优惠。放假期间( )
A．时值我国立冬到小雪之间
B．太阳直射点向赤道移动
C．黄山6点前日出东北方向
D．南极大陆极夜范围扩大
[解析] 2014年11月7日至12日，在立冬(11月7日)与小雪(11月22日)之间，故A正确；11月7日至12日太阳直射点位于南半球并向南回归线移动，故B错误；太阳直射点位于南半球，所以位于北半球的黄山昼短夜长，日出时间在6点以后，且日出东南，日落西南，故C错误；太阳直射点位于南半球并向南移动，所以南极地区出现极昼现象，并且极昼的范围不断扩大，故D错误。
[答案] A
—————————————[归纳点拨]——————————————————
1．来自天文的季节信息的提取
现象
北半球夏季(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
公转轨道所处位置
远日点(7月初)
近日点(1月初)
公转速度
慢
快
正午太阳高度
大
小
直射点位置
北半球
南半球
太阳升落方位
日出于东北、日落于西北
日出于东南、日落于西南
昼夜长短
昼长夜短
昼短夜长
日出的地方时
早于6时
晚于6时
日落的地方时
晚于18时
早于18时
晨昏线
晨线呈西北—东南走向或昏线呈东北—西南走向
晨线呈东北—西南走向或昏线呈西北—东南走向
2.来自气候的季节信息的提取
现象
北半球夏季(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
气温
高
低
陆地气温与海洋气温比较
陆地气温高
海洋气温高
陆地等温线的凸向
向北凸出
向南凸出
我国气温分布情况
全国普遍高温，低温中心位于青藏高原，高温中心位于新疆吐鲁番盆地
南北温差大，全国的低温中心位于漠河附近
我国灾害性天气
出现台风、洪涝、伏旱、冰雹等
出现寒潮、沙尘暴、冻雨、雪灾等
盛行风
东亚盛行东南风，南亚盛行西南风，澳大利亚西北部盛行东南风，南半球地中海气候区盛行西风
东亚盛行西北风，南亚盛行东北风，澳大利亚西北部盛行西北风，北半球地中海气候区盛行西风
气压中心分布
亚欧大陆受印度低压控制，北太平洋上形成夏威夷高压
亚欧大陆受亚洲高压控制，北太平洋上形成阿留申低压
气压带风带的移动
北移
南移
3.来自水文的季节信息的提取
现象
北半球夏季
(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
我国河流的径流量
大(丰水期)
小(枯水期)
水源补给情况
河水补给
地下水、湖水
地下水、湖水
补给河水
北半球中高纬地区的河流
不结冰
结冰并可能出现凌汛
长江口的盐度
偏低
偏高
我国近海海域
初夏易发生赤潮
易出现咸潮
北印度洋洋流
顺时针流动
逆时针流动
4.来自自然景观的季节信息的提取
现象
北半球夏季(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
北半球的植物
生长旺季
温带、寒带地区草木枯黄
动物的迁徙
北迁(如西伯利亚的驯鹿由亚寒带针叶林带迁往苔原带)
南迁(如西伯利亚的驯鹿由苔原带迁往亚寒带针叶林带)
南极大陆冰川面积
变大
变小
南极周围海洋的浮冰
减少
增多
5.来自农业活动的季节信息的提取
小麦
华北的冬小麦秋季播种，春末夏初收获；江淮地区的冬小麦冬种春收；东北的春小麦春种秋收
油菜
我国江南的典型越冬作物，秋末种，春暖时开花(2～3月)
水果
苹果、柑橘收获在秋季
蔬菜
夏季，我国南方天气炎热，蔬菜易落花落果，而北方光照充足，蔬菜生长良好；冬季，我国北方天寒地冻，为南菜北运期
澳大利亚的混合农业
1～2月犁地，3～5月播种，5～7月给羊配种，8～9 月剪羊毛，11～12月收获小麦
6.来自旅游业的季节信息的提取
北半球夏季(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
北京的旅游旺季；江南名山、水景区，拉萨观光游客较多
海南的旅游旺季
东北观鸟在夏季，青海湖鸟岛赏鸟的最佳季节是春末夏初
鄱阳湖观鸟在冬季
钱塘江观潮(农历八月中旬)
哈尔滨冰雕、吉林雾凇
7.其他季节信息的提取
现象
北半球夏季(夏半年)
北半球冬季(冬半年)
三峡水库排沙与蓄水
排沙
蓄水
极地考察
北极科考
南极科考
北半球地区对流层大气的厚度
对流旺盛且厚度变大
厚度变小
我国西南地区的滑坡、泥石流等地质灾害
多发
相对较少
黄淮海平原
夏季淋盐、春秋返盐、冬季盐分稳定
—————————————[迁移应用]——————————————————
1．(2019·山西45校联考)2017年4月20日19时41分，“太空快递小哥”天舟一号在海南文昌卫星发射基地发射升空。天舟一号发射升空后的一个月中( )
A．地球自转的速度逐渐减慢
B．天山牧民将牛羊赶往云杉林之上的牧场
C．罗马森林火险等级逐步降低
D．堪培拉正午太阳高度先增大后减小
解析：选B 地球自转速度与季节无关，A项错误。罗马为地中海气候，4月20日之后的一个月中，罗马天气逐渐变干燥，C项错误。堪培拉的正午太阳高度在这一个月逐渐减小，D项错误。云杉林之上为夏季牧场，故B项正确。
(2019·通渭测试)读某地正午太阳高度角年变化折线图，完成2～3题。
2．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、靠近北回归线的地方
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
3．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
解析：2.C 3.A 第2题，根据图示信息，该地有两次直射，说明位于南、北回归线之间，A、D错。根据图中日期，夏至日正午太阳高度最低，说明该地位于南半球，两次直射都出现在冬至日附近，说明该地位于南回归线附近，B错。所以该地位于南回归线与赤道之间，选C。第3题，C～E时段也就是冬至日前后，正是北半球的冬季、南半球的夏季。此时，河套平原因气温低而农闲；塔里木河因气温低没有高山冰雪融水补给而断流；刚果河主要位于热带雨林气候区，全年水位无明显变化；亚马孙河流域人口稀少、运输需求低，航运不繁忙，因此选A。
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