Question

李佳到寿光参观学习大棚蔬菜生产技术后，决定于2004年冬半年在北京（40°N）郊区进行大棚蔬菜生产。在建造塑料大棚时，他遇到两个问题：

（1）大棚的倾面应朝向什么方向？

（2）为使大棚充分利用太阳光照，大棚的倾角是多大合适？请你根据所学地理知识，帮他解决这两个问题。
提示：①大棚倾角与正午太阳高度角互余时，获太阳辐射最多。冬半年，正午太阳高度角何日最大？为多大？正午太阳高度角何日最小？为多大？
②正午太阳高度角计算公式H=90-｜φ-δ｜【其中φ为所求地点地理纬度，δ为太阳直射点纬度，与所求地点在同一南（北）半球，取正值，反之，取负值。】

Answer 1

（1）北京位于北回归线以北，每一天正午太阳光线都从南方照射过来，所以大棚倾面朝向南方。

（2）北京（40°N），在北半球，冬半年指秋分到第二年的春分日。正午太阳高度在冬至日最小，春秋分日最大。因大棚倾角与正午太阳高度角互余时，获太阳辐射最多。即大棚倾角在冬至日达最大值，在春秋分日达最小值。
冬至日北京的正午太阳高度为：H=90°-｜φ-δ｜=90°-｜40°-（-23°26′）｜；
大棚倾角为90°-H=90°-（90°-｜40°+23°26′｜）=｜40°+23°26′｜=73°26′。
同理，春秋分日大棚倾角为｜40°-0°｜=40°
所以大棚倾角为40°到73°26′之间都可以。

联系生活实际，考查如何有效的利用太阳能。要提高太阳能的利用效率，就要使大棚倾角与正午太阳高度角互余，大棚倾面朝向正午太阳光照射过来的方向。