知识点
- 1、正午太阳高度角
正午太阳高度角，指的是正午的太阳光线与地平面的夹角，计算公式为：
α= 90° - | β - γ |
其中α为正午太阳高度角，β为观察者所处的纬度，γ为太阳直射点的纬度。
注意：|β-γ|表示的是观察者与太阳直射点的“纬度差”。当地距离太阳直射点越近，正午太阳高度角越大，影子越短。
图1 正午太阳高度角示意图
- 2、印度洋的季风环流
印度洋北部的洋流，随着冬季、夏季的季风方向不同，洋流的方向也会不同：冬逆夏顺。
①冬季：亚洲为高压中心，印度洋为相对低压中心，因此盛行东北季风。在东北季风的吹拂下，印度洋北部的洋流方向为逆时针，非洲东部为索马里寒流；
②夏季：亚洲为低压中心，印度洋为相对高压中心，因此盛行西南季风，印度洋北部的洋流方向为顺时针，非洲东部为索马里暖流。
图2 印度洋的季风环流
例题
某地居民为了使自家的太阳能热水器能充分利用太阳能，对太阳能集热板做了逐日调整，其调整角度如下图甲。下图乙是安装的测量仪记录的某日水温变化曲线（假设水箱的保温性能很好）。完成下列各题。
1、该地可能位于 （ ）
A．中国北方地区
B．阿根廷南部
C．新加坡
D．南极洲
2、乙图中测得水温的日期可能是 （ ）
A．3月21日
B．6月22日
C．9月23日
D．12月22日
3、该日过后的一个月内下列说法正确的是 （ ）
A．地球公转速度逐渐变慢
B．北印度洋的洋流呈逆时针方向流动
C．南极地区极昼范围变小
D．辽宁地区日出时日影朝向西南
答案：B、B、D
精讲精析：（1）分析该地的位置。①如下图所示，垂直于太阳能集热板，作出两条太阳光线（黄色），延长太阳光线与“楼顶”相交，则∠1为夏至时的正午太阳高度角，∠2为冬至时的正午太阳高度角；②则∠2=∠1+∠3，因为∠3=∠4，则∠2=∠1+∠4；③图中有两个直角三角形，即∠4+∠5=90°，∠5+∠6=90°，两式相减，即∠4=∠6；④因此∠2=∠1+∠6，由题干可知∠6=46°52′，因此∠2=∠1+46°52′，即冬至日的正午太阳高度角更大，比夏至日的大46°52′（恰好等于南北回归线之间的差值），因此该地应该位于北回归线以北、南回归线以南（因为如果南北回归线之间，则正午太阳高度角：|夏至-冬至|<46°52′）；⑤冬至时，该地正午太阳高度角更大，表明此时该地距离太阳直射点距离较近，此时太阳直射南半球，因此该地位于南半球，并且位于南回归线以南；⑥夏至时，太阳直射北回归线，该地正午太阳高度角（∠1）仍然大于0，即未出现极夜现象，因此该地不在南极圈内；⑦因此，该地位于南半球的南回归线~南极圈之间，南美洲的阿根廷南部符合条件，选项B正确。
（2）分析此时的日期。①从图中可以看出，该日8:00~16:00水温逐渐上升，表明此时为白天，因此该日大约8:00日出，16:00日落，昼长为8小时左右，远远小于春分和秋分的12小时昼长，因此此时为该地的冬季；②该地位于南半球，该地的冬季即为北半球的夏季，因此选项B正确。
（3）分析伺候一个月内的自然现象。①此时为6月22日，此后一个月（6月22日~7月22日）地球先到达远日点（7月初）然后再远离远日点，因此公转速度先变慢后变快，选项A错误；②此时为北半球的夏季，北印度洋盛行西南季风，洋流顺时针流动，选项B错误；③此时为南半球的冬季，南极地区为极夜，而不是极昼，选项C错误；④此时为北半球的夏季，辽宁地区东北方向日出，日影与日出方向相反，即日影朝向西南，选项D正确。
总结
- 地球公转
本节例题的难度很大，解题思路为：①垂直于太阳能集热板，作出太阳光线，延长与楼顶相交，表示出夏至和冬至的正午太阳高度角，并计算出夏至、冬至正午太阳高度角的差值；②根据夏至、冬至太阳高度角的大小、差值，分析该地的纬度范围（南半球，南回归线以南），并根据夏至时的正午太阳高度角（>0），排除位于南极圈以南，进一步确定该地位于南回归线~南极圈之间；③根据水温的高低，推断日出、日落和昼长，进而判断此时的季节（南半球的冬季、北半球的夏季）；③根据此时的日期，判断地球与远日点的相对位置，进而判断公转速度；④根据此时的季节，判断北印度洋的盛行风向，进而判断北印度洋的洋流方向；⑤根据此时的季节，判断南极点附近的极昼极夜状况，并分析辽宁的日出方位，进而分析日影方位（日影与日出方位相反）。
地球绕着太阳旋转，叫做公转。公转的方向是自西向东，周期为一个恒星年（365日6时9分10秒），轨道是一个近圆的椭圆形轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。
一年中的不同日期，地球与太阳的距离不同：
①近日点：一月初，地球距离太阳最近，此时地球公转的线速度、角速度都最快；
②远日点：七月初，地球距离太阳最远，此时地球公转的线速度、角速度都最慢。
图3 地球公转示意图