(一)等太陽高度線圖的判讀

等太陽高度線圖可以看做是以太陽直射點為中心的俯視圖，判讀時需掌握以下方法，有助于正確解答問題：

1.如果圖的中心為太陽直射點，太陽高度以該點為中心向四周逐漸降低;通過該點的經線即太陽直射的經線，地方時是12點;通過該點的緯線即為太陽直射的緯線，其正午太陽高度為90度。

正午太陽高度的分布規律從太陽直射的緯線向南北逐漸降低。根據太陽直射緯線推斷直射點所在的半球及季節，并判斷與之相關的地理現象。注意區別太陽高度和正午太陽高度分布規律的不同。

2.在太陽直射的經線上，太陽高度相差多少度，緯度就相差多少度，據此可計算該經線上某一點的緯度數值;如果太陽直射赤道，則赤道上太陽高度相差多少度，經度就相差多少度;如果太陽直射點不在赤道，則太陽高度相差多少度，經度的差值一定大于太陽高度的差值，以此推算該緯線上某一點的經度和地方時。

3.如果圖中標注了太陽高度的數值，則視具體數值而判斷：一是最外側的大圓圈為0°等太陽高度線，即為晨昏線，一般是太陽直射經線以東最大的半圓為昏線，以西最大的半圓為晨線;二是圖中最大的圓圈不是0°等太陽高度線，因此，也就不是晨昏線。如果沒有標注太陽高度的數值，在圖中最外側的大圓圈上太陽高度為0°，即晨昏線。

4.由于太陽直射經線上太陽高度南北跨度為180度，當太陽直射赤道時，此經線最北點為北極，最南點為南極;太陽直射北半球時，北極點在最北點以南，圖上沒有南極點;太陽直射南半球時，相反。

(二)日影的朝向和長短變化

1、正午日影朝向和長短變化

正午日影的朝向取決于太陽直射點的位置。由于太陽直射點在南北回歸線之間周年往返移動，正午日影朝向不僅隨空間，而且隨時間變化而變化。

在北回歸線以北地區，正午日影始終朝北。北半球夏至日，北回歸線及其以北地區正午太陽高度最大，正午日影最短。北半球冬至日，太陽直射在南回歸線上，北半球正午太陽高度最小，日影最長。

在南回歸線以南地區，正午的日影始終朝南。北半球冬至日，南回歸線以南地區正午太陽高度最大，正午日影最短。北半球夏至日，南半球正午太陽高度最小，日影最長。

在南北回歸線之間，一年有兩次太陽直射(回歸線上只有一次)，日影最短(日影與物體本身重合)。

2、日出、日落時日影朝向

在北半球春秋二分日，全球各地太陽從正東面升起，正西面落下。因此日出時日影朝西，日落時日影朝東。

北半球夏半年，太陽直射北半球，北半球各地晝長于夜，全球各地(極晝區域除外)太陽從東北方升起，西北方落下。日出時日影朝向西南，日落時日影朝向東南。從春分日至夏至日，隨著太陽直射點北移，太陽升起和落下方向也逐漸北移;從夏至日至秋分日，太陽直射點南移，太陽的升落方向也逐漸向南移。

北半球冬半年，太陽直射在南半球，北半球各地晝短于夜，南半球反之。全球各地(極晝區域除外)太陽從東南方升起，西南方落下，因而日出時日影朝向西北，日落時日影朝向東北。從秋分日至冬至日，隨著太陽直射點南移、太陽的升落方向也逐漸南移;從冬至日至第二年的春分日，太陽直射點北移，太陽的升落方向也逐漸北移。

由此可見，太陽的升落方向(日影的朝向與升落方向相反)不僅隨空間，而且隨時問的變化而變化。從赤道開始，隨著緯度的升高，太陽的升落在南北方向上的變化幅度也逐漸增大。

(三)其它知識點：

1、極點：在極點上看太陽，太陽在地平圈以上作圓周運動，表現為不升不落。這是因為一天中極點離太陽的距離都相等的緣故。

(1)極點上，一年中在極晝期太陽高度在0°到23.5°間變化。

(2)極點上所見的太陽高度與太陽直射緯度度數相等。如：若太陽直射21°N，則北極點上看到的太陽高度為21°;反之，北極點上看到的太陽高度為21°，則可知道太陽直射21°N。

2、赤道：赤道上因全年晝夜等長，所以總是6點日出18點日落，一年中，正午太陽高度在90°和66.5°間變化。

3、極晝出現的最低緯度的地點。太陽高度日變化特點是0點日出，24點日落這些地點中最大的正午太陽高度為47°，其緯度與該日太陽直射緯度互余。

4、處于極晝期的地點(除該日極晝的地點)。處于極晝期的地點太陽高度日變化特點是一天中太陽都在地平線以上，非極點地區表現為斜升斜落，一天中最小的太陽高度大于0°，其大小等于當地緯度與極晝最低緯度大小之差;這些地點中最大的正午太陽高度小于47°(非極圈)。

正午太陽高度角即正午時太陽光線與地平面的夾角，也叫太陽高度。計算公式為：H=。其中，H為正午太陽高度，為當地地理緯度，為直射點的緯度。永遠取正值，當地夏半年取正值，冬半年取負值。

這個公式對常規條件下利用正午太陽高度求算地理緯度或直射點緯度非常有效，但是在解決一些已知條件有限的特殊地區時，就顯得頗為困難了。

例1、圖1是某日南半球某緯線上不同經度的太陽高度。讀圖回答下列問題：

（1）此日，太陽直射點的緯度是________。

（2）當地地理緯度為________。

從圖中所給的信息來看，該緯線上最大太陽高度（正午太陽高度）為30°，最小太陽高度（子夜太陽高度）為0°，說明該緯線上恰好出現極晝現象，如果根據常規公式求算直射點緯度和當地地理緯度，則已知條件有限，那么本題是否無解了呢？

我們將圖1轉化為常見的地球側視圖的形式進行分析時就會發現：正午太陽高度與直射點緯度及當地地理緯度之間是有著密切聯系的。

如圖2：當所求地點位于極圈內且恰好出現極晝現象時，正午太陽高度與直射點緯度之間的關系如何表示呢？

設某時太陽直射任意一點，其緯度值為，則能出現極晝的地點P最低緯度為，二者的關系為：，將其代入正午太陽高度公式則有：

∵的取值范圍是在之間

∴上述公式可變形為：

即：在有極晝現象的緯度范圍內，若該點子夜太陽高度恰好為零，則正午太陽高度的值為直射點緯度的兩倍。

利用這個推導公式可以方便地解決很多有關緯度的計算問題。如在例1中，根據公式H=2可得：30°=2，則=15°S，代入正午太陽高度公式可知該緯線度數為75°S。

那么，在有極晝現象的緯度范圍內，若該點子夜太陽高度大于零，則正午太陽高度與直射點緯度之間又有何關系呢?

如圖2所示，設P點恰好出現極晝時，位于極晝范圍內任一地點P′（緯度為）正午太陽高度為H，子夜太陽高度為，兩地緯度有的關系。

∵從P點至極點，緯度差為，而子夜太陽高度也從增至

∴P與P′的緯度關系為：緯度每差，子夜太陽高度也差

即：

將代入公式

即：在有極晝現象的緯度范圍內，若該點子夜太陽高度大于零，則正午太陽高度與子夜太陽高度的和等于直射點緯度的兩倍。

例2、下頁圖是某地一天中兩個不同時刻太陽光線與地面的夾角，據此判斷下列各題：

（1）這一天，太陽直射點的緯度位置是（ ）

A. 15°N

B. 20°N

C. 15°S

D. 20°S

（2）該地的緯度位置是（ ）

A. 70°N

B. 75°N

C. 70°S

D. 75°S

解析：太陽位于正南或正北上空時，為該地的正午或子夜。一個地方正午時的太陽最高，故b位置表示該地的正午太陽高度，而a位置是子夜太陽高度。整日太陽不落，說明該地出現極晝現象。正午時太陽位于正南天空，則該地應位于北回歸線以北地區（且應位于北極圈以內），該日太陽應直射北半球。設該日太陽直射北緯，發生極晝的最低緯度為（90°），該地的緯度為（90°+5°）。根據推導公式H+H0=2，可求出=20°，該地的緯度為75°，因太陽直射北半球，故第（1）題選B，第（2）題也選B。

上述兩個推導公式，其實就是在有極晝現象出現的范圍內正午太陽高度的特殊求法。