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　　极昼地点0(或24)时太阳高度的计算
　　长沙同升湖国际实验学校　全跃标
　　正午太阳高度角计算公式H=90°-|φ+δ|已为大家所熟知，但是许多学生却对此公式应用的灵活性掌握不好，导致错误较多，究其原因，是没有真正弄清其中的奥妙。以下步骤可以引导大家分三种情况进行简单的推理。
　　设P点是北纬φ度纬线上的一点，(1)当太阳直射点在北半球北纬δ度（0<δ≤23.5°）纬线上时（如图1）解直角三角形很容易得出H=90°-|φ-δ|。
　　(2)当太阳直射点在南纬δ度（0<δ≤23.5°）纬线上时（如图2）解直角三角形很容易得出H=90°-|φ＋δ|。
　　(3)当太阳直射点在赤道时（如图3）解直角三角形很容易得出H=90°-φ。
　　因此，正午太阳高度角计算公式为：H=90°-|纬差|
　　①已知点与太阳直射点在赤道同侧时（即该点夏半年），纬差为已知点与直射点之差的绝对值：H=90°-|φ-δ|
　　②已知点与太阳直射点在赤道两侧时（即该点冬半年），纬差为已知点与直射点之和的绝对值：H=90°-|φ+δ|
　　③当太阳直射点在赤道上时（即春秋分日时），纬差为已知点的纬度：H=90°-φ
　　下面是一道高考模拟题，引起了我对极昼地区0(或24)时太阳高度计算的思考。
　　如下图所示是某地一天中0时和正午时刻太阳光线与地面的夹角，据此判断1～2题。
　　1.该地的纬度位置是（ ）
　　A.70°N    B.75°N    C.70°S    D.75°S
　　2.这一天，太阳直射点的纬度位置是（ ）
　　A.15°N    B.20°N    C.15°S    D.20°S
　　答案：1.B   2.B
　　由图分析该点太阳高度35°时（b光线），太阳位于该点正南方向，太阳高度5°时（a光线），太阳位于该点正北方向，而图表示的是该点一天中太阳不同时刻的太阳高度，因此根据太阳视运动特征，可知该点只有在北极圈到北极点之间，并且出现极昼时才有可能出现图示状况。但如果利用正午太阳高度公式，根据图中所给信息同时求得太阳直射点与该点的地理纬度，是完全没有可能的。是不是存在0(或24)时太阳高度公式呢？答案是肯定的。经过一番思考之后，我认为如果将正午太阳高度看成是一地地方时12点时的太阳高度，那么当一个地点在出现极昼的时间内，就应存在该地地方时为0（或24）时的太阳高度（如图4）。
　　计算公式推导如下：
　　设北半球一点P在北纬φ度（66.5°≤φ≤90°），太阳直射点在北纬δ度（0°≤δ≤23.5°），此时P点出现极昼现象（如图5）。