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正午太阳高度角即正午时太阳光线与地平面的夹角，也叫太阳高度。计算公式为：H= 这个公式对常规条件下利用正午太阳高度求算地理纬度或直射点纬度非常有效，但是在解决一些已知条件有限的特殊地区时，就显得颇为困难了。 例1、图1是某日南半球某纬线上不同经度的太阳高度。读图回答下列问题： （1）此日，太阳直射点的纬度是________。 （2）当地地理纬度为________。 从图中所给的信息来看，该纬线上最大太阳高度（正午太阳高度）为30°，最小太阳高度（子夜太阳高度）为0°，说明该纬线上恰好出现极昼现象，如果根据常规公式求算直射点纬度和当地地理纬度，则已知条件有限，那么本题是否无解了呢？ 我们将图1转化为常见的地球侧视图的形式进行分析时就会发现：正午太阳高度与直射点纬度及当地地理纬度之间是有着密切联系的。 如图2：当所求地点位于极圈内且恰好出现极昼现象时，正午太阳高度与直射点纬度之间的关系如何表示呢？ 设某时太阳直射任意一点，其纬度值为
∵ ∴ ∴上述公式可变形为： 即：在有极昼现象的纬度范围内，若该点子夜太阳高度恰好为零，则正午太阳高度的值为直射点纬度的两倍。 利用这个推导公式可以方便地解决很多有关纬度的计算问题。如在例1中，根据公式H=2 那么，在有极昼现象的纬度范围内，若该点子夜太阳高度大于零，则正午太阳高度与直射点纬度之间又有何关系呢? 如图2所示，设P点恰好出现极昼时，位于极昼范围内任一地点P′（纬度为
∵从P点至极点，纬度差为 ∴P与P′的纬度关系为：纬度每差 即： ∴ 将
即：在有极昼现象的纬度范围内，若该点子夜太阳高度大于零，则正午太阳高度与子夜太阳高度的和等于直射点纬度的两倍。 例2、下页图是某地一天中两个不同时刻太阳光线与地面的夹角，据此判断下列各题：
（1）这一天，太阳直射点的纬度位置是（ ） A. 15°N B. 20°N C. 15°S D. 20°S （2）该地的纬度位置是（ ） A. 70°N B. 75°N C. 70°S D. 75°S 解析：太阳位于正南或正北上空时，为该地的正午或子夜。一个地方正午时的太阳最高，故b位置表示该地的正午太阳高度，而a位置是子夜太阳高度。整日太阳不落，说明该地出现极昼现象。正午时太阳位于正南天空，则该地应位于北回归线以北地区（且应位于北极圈以内），该日太阳应直射北半球。设该日太阳直射北纬 上述两个推导公式，其实就是在有极昼现象出现的范围内正午太阳高度的特殊求法。 |
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