Question

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。图为华北某低碳社区（40°N）住宅景观设计示意图。读图回答下列小题。

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

Answer

1.C

2.D

【解析】

1.图中为40°N，则太阳能热水器应该安装在朝南方向，即图中右侧为南边，从考虑阳光方面，夏季房子南边有树可以遮阴降温，冬季由于比较冷，且盛行北风，所以房子北边有常绿针叶树有利于阻挡北风，南边为落叶阔叶树，可以增加阳光。

2.正午太阳高度角决定热水器安装角度，热水器最好与太阳光线垂直，冬至时该地正午太阳高度角为

90０－（40０＋23０26／）＝26０34‘，热水器安装角度与正午太阳高度角互余，大约为63０26／，与④最接近，选D。

考点：我国的气候，正午太阳高度角。

【名师点睛】巧用正午太阳高度角

正午太阳高度角计算公式是用来计算在某时、某地正午时太阳高度的公式。在高三地理复习中，此类问题经常出现，而且许多资料书上其公式的写法也不一样，解释也有差别，有些同学往往不知所从。

一、什么是正午太阳高度（H）

太阳光线与地平面的交角叫做太阳高度角，简称太阳高度。太阳位于天顶时，它的高度为90°，称为直射；太阳高度小于90°，而大于0°时为斜射；太阳位于地平线时，它的高度为0°。在一日内，太阳位于上中天（即当地地方时为12时）时，其高度达到最大值，称为“正午太阳高度”（H）。

二、正午太阳高度的计算

公式：H=90º-|φ±δ|

（H为正午太阳高度，φ为当地纬度，δ为直射点的纬度，φ、δ永远取正值）

“±”取法：同减异加（即φ、δ在同半球时两者相减，在不同半球时两者相加）

由于公式中遵循的是同减异加，因此对于那些不要定量计算，只要定性判断的题目无需通过取点计算进行比较，只需在太阳直射点的回归运动图上观察太阳直射点和某地所在纬线的直线距离的长度变化：直线距离越长正午太阳高度越小，直线距离越短正午太阳高度越大；两者相交，距离为零，此日的正午太阳高度是当地的全年最大值，为直射（90°）。

图3

三、正午太阳高度在日常生活中的应用

1、太阳能热水器的安装倾角

当正午太阳高度与集热板相垂直时，集热效果最好，结合太阳能热水器的安装图，可以得出太阳能热水器集热板与地面的倾角是（见下图）：

倾角ａ＝90°－∠H＝90°－正午太阳高度

＝90°－〔90º－|φ±δ|〕＝|φ±δ|

2．楼间距的推算

发商欲建两栋南北向、高为h的教学楼，为保证新建楼底楼全年都能照射到正午太阳光，两楼间的最短距离是多少？

解答：要使新楼底楼全年都能照射到正午太阳光，必须保证正午楼影最长时正好与底楼相切。对于北半球来说，正午物体影子最长出现在冬至日，所以慈利冬至日时前楼正午的楼影长就是所求的最短楼间距。

① 求算冬至日正午太阳高度：H冬至＝90°－｜29°＋23．5°｜=37．5°

② 利用三角函数求算冬至日的正午楼影：L正午楼影＝h·ctg37．5°

③最小的楼间距即为h·ctg37．5°