冬天太阳照射房子角度和夏天一样吗

冬天太阳照射房子角度和夏天不一样，在一年四季中太阳所照射的角度是不相同的。在冬季时太阳活动轨迹主要偏向南，到了夏天时太阳的活动轨迹又会偏向北。而且冬天太阳照射距离更远比夏天更远，夏天的直射点在北回归线上，而冬天却在南回归线上。

地球是围绕着太阳旋转的，因而太阳照到地球上某一个地方的角度是一直在变化的。北半球夏季太阳直射时，受到的阳光多，天气热，冬天受到的阳光少，天气也就冷。

由于地球绕太阳公转，地轴的空间指向一直保持不变，北极点一直指向北极星周围，所以太阳直射点在来回移动，同一地方的冬天和夏天太阳的高度也是不同的。

太阳在地球上的射影经常在南北回归线间移动，每年冬至，太阳直射点在南回归线，直射角是最小的，所以有的住宅楼在冬季会因为前面高层建筑的遮挡而没有阳光。

一年四季太阳光照示意图

地球公转与直射点移动、正午太阳高度、昼夜长短的季节变化及利用

地球公转与自转形成黄赤交角，产生了太阳直射点在南北回归线间的周期性变化，也就形成了气候、昼夜长短、太阳高度的周期性变化。

夏季就是一年中白昼最长、正午太阳高度最高的季节。以24节气中的立春（2月4日或5日）、立夏（5月5日或6日）、立秋（8月7日或8日）、立冬（11月7日或8日）为起点。地球在公转轨道上的运行会产生天气和季节的有规律变化，传统农业中农民依此进行农业生产，有如：“谷雨前后种瓜点豆”的谚语。

黄赤交角是影响天文四季的直接原因。这是因为：

正午太阳高度随纬度分布是：低纬大而高纬小，春秋二分，从赤道向两极递减；夏至日，从北回归线向南北两侧递减；冬至日，从南回归线向南北两侧递减。

随季节变化是：北回归线以北，夏至日前后正午太阳高度达最大值，冬至日前后达最小值。南回归线以南则相反。南北回归线之间地带，太阳每年直射两次。

二分二至日是阳光直射点变化的关键时点：

夏至和冬至日阳光直射的角度：

以地表获得太阳热量的多少来划分热带、温带、寒带。

热带：南北回归线之间有太阳直射机会，接受太阳辐射最多。

温带：回归线与极圈之间，受热适中，四季明显。

寒带：极圈与极点之间，太阳高度角低，有极昼、极夜现象。

地球昼半球和夜半球的分界线叫晨昏线（圈）。晨昏线把所经过的纬线分割成昼弧和夜弧。由于黄赤交角的存在，除二分日时晨昏线通过两极并平分所有纬线圈外，其它时间，每一纬线圈都被分割成不等长的昼弧和夜弧两部分（赤道除外）。地球自转一周，如果所经历的昼弧长，则白天长；夜弧长，则白昼短。昼夜长短随纬度和季节变化的规律见下表：

（1）太阳光线对于地平面的交角，叫做太阳高度角，简称太阳高度（用H表示）。同一时刻正午太阳高度由直射点向南北两侧递减。因此，太阳直射点的位置决定着一个地方的正午太阳高度的大小。在太阳直射点上，太阳高度为90°，在晨昏线上，太阳高度是0°。

（2）正午太阳高度变化的原因：由于黄赤交角的存在，太阳直射点的南北移动，引起正午太阳高度的变化。

（3）正午太阳高度的变化规律：正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度，它的大小随纬度不同和季节变化而有规律地变化。

① 正午太阳高度一定是指当地正午12点整的太阳高度，但是太阳不一定直射当地所在的纬度。

② 太阳直射点必须是在纬度23.5°之间来回移动，纬度大于23.5°的地方太阳不能直射，但有正午太阳高度，只是其正午太阳高度一定小于90°。

③ 正午太阳高度的计算及其应用都与当地纬度和太阳直射点的纬度有关，二者缺一不可。

④ 太阳直射点以一个回归年为周期在南北回归线及其之间来回移动，故直射点大约每个月移动纬度为8°，每移动1°大约需要4天。

⑤ 正午太阳高度的变化规律与太阳直射点密切相关，距离太阳直射点越近，正午太阳高度越大；距离太阳直射点越远，正午太阳高度越小。

北半球和南北球二分二至日太阳周日视运动图↓

正午太阳高度的计算：某地正午太阳高度的大小，可以用下面的公式来计算：

H＝90°－|φ－δ|

其中：

H：正午太阳高度数；

φ：当地地理纬度，永远取正值；

δ：为直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。

（1）确定地方时

当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。

（2）判断所在地区的纬度

当太阳直射点位置一定时，如果我们能够知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。

（3）确定房屋的朝向及窗户采光

为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。

北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。

夏至和冬至日阳光射入房间角度的变化：

春分和秋分的影子不长不短，处在夏至和冬至的中间。

下图为北温带地区住宅建筑冬夏正午日照示意图：

仅考虑地球运动，图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有：

① 利于夏季遮阳，冬季采光；

② 春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强；

③ 利于减少室内能源消耗。

（4）判断日影长短及方向

太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。

日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日最短；南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射时日影最短(等于0)

（5）计算楼间距、楼高

为了更好地保持各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。

纬度较低的地区，楼距较小，纬度较高的地区楼距较大。以我国为例，见下图，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L＝h·cotH。

（6）计算热水器的安装角度

太阳能热水器集热面与太阳光线垂直；太阳能热水器集热面与地面的夹角同正午太阳高度互余。

为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与受热板之间成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如图所示)。

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