探究太陽高度角日變化

黃本濤++胡建敏

“太陽高度角日變化幅度”是高中地理必修一《地球運動》一節中的重點；而一年中，某一半球不同緯度的任意兩地太陽高度角的日變化幅度的差值的計算問題則是教學過程中的一大難點。本文通過對一道與該知識點相關的經典試題的探討與解析，讓同學們深入了解此類問題在試題設計上的一般思路，幫助大家有效突破了這一難點。

例1 下圖為某日不同地點太陽高度（不考慮負值）日變化幅度隨緯度變化示意圖，讀圖回答1～2題。

[甲][乙][丙][丁][a] [0°][90°緯度][太陽高度日變化幅度]

1.一年中，a值的變動范圍是（ ）

A.19°42′～66°34′

B.23°26′～70°34′

C.19°42′～90°

D.0°～70°34′

2.在a值為45°且減小的時段內（ ）

A.甲點晝長逐漸變短

B.乙點自轉線速度變小

C.丙丁兩點緯度差變小

D.丁點正午太陽高度變小

解析 據圖分析可知，a值實際為太陽直射點所在半球，處于非極晝區、與赤道關于直射點所在緯線對稱的乙地，與剛好出現極晝現象的丙地的太陽高度日變化幅度的差值，且差值就是乙丙兩地正午太陽高度角之差。假設直射點甲的緯度為β，則乙地的正午太陽高度為90°-（乙緯度-β），丙地正午太陽高度為90°-（丙緯度-β），a=90°-（乙緯度-β）-[90°-（丙緯度-β）]=丙緯度-乙緯度。

而二者的緯度差最大可以達到90°（當太陽直射赤道時，甲乙兩點重合位于赤道，丙丁兩點重合于極點）；最小就是當太陽直射回歸線的時，乙地的緯度數為46°52′，丙地的緯度數為66°34′，二者緯度差為66°34′-46°52′=19°42′，所以是答案C。

當a也就是丙、乙兩地緯度差為45°時，可以假設直射點甲的緯度為δ，則丙的緯度為90°-δ，而乙的緯……