正午太阳高度角_太阳高度角计算公式

• 关于日影的长度与太阳高度角

正午的日影长度与太阳高度角之间存在密切关系。太阳高度角越大，日影则越短。

太阳高度角指的是正午的太阳光线与地平面的夹角，其计算公式为：

α = 90° - |β - γ|

在此公式中，α代表太阳高度角，β为观察者所在地的纬度，而γ为太阳直射点的纬度。

当观察者靠近太阳直射点时，正午的太阳高度角会增大，从而使得日影变短。

图1：正午太阳高度角示意图

在元代，科学家郭守敬在河南登封（位于34°N）主持修建了观星台。该台上两间小屋之间的横梁每天正午都会在“长堤”上投下日影，用于测量正午日影并确定节气和一年时长。

问题：

20. 关于图中的描述，下列哪一项是正确的？

A. “长堤”位于观星台的正东方向

B. 当横梁的正午日影离观星台最近时，标志着夏至节气的到来

C. 随着横梁的正午日影离观星台由近及远移动，太阳直射点正往北移动

D. 横梁正午日影离观星台最远的时间间隔为一个回归年，但具体月份不确定

答案：B

详细解析：

（1）关于长堤的方向：该地位于北半球34°N，因此太阳直射点全年都位于该地以南。正午时太阳直射点位于该地正南，横梁的影子则位于正北，即长堤位于正北方向，故选项A错误。

（2）关于横梁影子与太阳直射点的关系：该地全年位于太阳直射点以北，因此正午时影子只朝向一个方向（正北）。影子越短表示太阳高度角越高，即该地越接近太阳直射点。当影子最短时，即太阳直射点移动到最北端（北回归线），此时为夏至，故选项B正确。

其他相关解析及详细内容请参见文末附录。

• 太阳直射点的移动与回归年

太阳直射点在南、北回归线之间往返运动，这一周期被称为回归年。

①春分至夏至至秋分（夏半年）：太阳直射北半球，其移动路径为赤道至北回归线再至赤道。

②秋分至冬至至春分（冬半年）：太阳直射南半球，其移动路径为赤道至南回归线再至赤道。

图2：太阳直射点的移动示意图

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附录：