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图解太阳方位
一、不同地区的太阳方位
某时某地的太阳方位可由太阳运动轨迹图来判断。图中（见图1）地平圈是观测者所在地的地平面，天子午圈是观测者所在地经线圈的无限扩大（可以代表观测者所能看到的天空），O为观测者所在的位置。N、E、S、W为观测者北、东、南、西四方，天轴即过O点且平行于地轴的线，太阳周日视运动圈即太阳在天空的运动轨迹，它始终与天轴垂直。在太阳视运动图上可看出任何时刻太阳在天空的位置。
 
1.赤道地区
赤道上，地平圈与地轴（天轴）平行即与赤道平面垂直。所以太阳直升直落。二分时太阳由正东升起正西落下，正午位于天顶；夏半年东北升西北落，正午太阳在正北；冬半年太阳东南升西南落，正午在正南。（图1）
2.北半球中纬地区（除有极昼的地区）
中纬地区，天轴与地平面有一夹角，此夹角即为当地地理纬度。这样所有的太阳周日视运动圈都是倾斜的，其倾角与当地地理纬度互余。二分时太阳正东升正西落，夏半年东北升西北落；冬半年东南升西南落，正午太阳位于正南。（直射点在观测者北部时，正午太阳在正北）（图2）
 
3. 出现极昼的地区
高纬有极昼的地区，太阳周日视运动圈始终位于地平面之上，午夜时太阳由正北向南部天空斜升，正午过后由南部天空向北部地平面斜落，午夜时太阳处于北方最低点。（图3）
4. 北极点
北极，地平面与天轴垂直，此时太阳周日视运动圈与地平面平行，此时太阳始终不升也不落。并且太阳高度保持不变，而且始终在正南方向。（图4）
二、太阳方位的应用
1.确定方向
就北半球大多数地区而言，早晨日出时太阳位于东方，中午在南方，日落于西方。利用这种位置关系，我们在野外就可以依据太阳方位大致判断方向。具体方法是先确定出当地的地方时，然后再看太阳，就可以大致判断出当地的方向。
2. 判断日影朝向
由于日影总是指向与太阳相反的方向，所以判断某一时刻的日影朝向，只需作物体与太阳的连线并反向延长即可判断出日影的方向。
3.判断昼夜长短
对于一个地区来说，太阳位于地平面之上时即为昼，位于地平面之下时即为夜。这样一个地区的昼夜长短取决于太阳周日视运动圈被地平面所分成的两部分的弧长。地平面之上的弧长可代表昼长，地平面之下的弧长可代表夜长。如果地上部分大于地下部分即该地昼长夜短，反之依然；如果太阳周日视运动圈全部位于地平面之上说明该地出现极昼，昼长为24小时；如果太阳周日视运动圈全部位于地平面之下说明该地出现极夜，昼长为0。
4.正午太阳高度
在太阳周日视运动图上，太阳位置的最高点即为观测者所在地的正午时分，该日的正午太阳高度只需把观测者与太阳连接起来，该线与地面的夹角即为当地的正午太阳高度，而且依据太阳高度可进一步推算出当地的地理纬度。（图5）
5. 判断季节
对北半球而言，太阳从东北升西北落为夏季，从东南升西南落为冬季，正东升正西落是春、秋分。
三、举例
例 一艘油轮从波斯湾驶往我国沿海。6月下旬经马尔代夫附近海域、马六甲海峡到新加坡，该油轮（ ）（05全国I）
A.先顺水航行，后逆水航行 B.桅杆的日影始终出现在南侧
C.可以不经过吉隆坡西南海域 D.航行期间，雨少晴多
解析：油轮由马尔代夫经马六甲海峡到新加坡，船只始终在赤道以北的赤道附近海域航行，6月下旬，太阳直射在北回归线附近，所以此时正午太阳位于船只正北方。另外6月份太阳由东北升，西北落。所以一天之中太阳始终在桅杆的偏北方向，这样桅杆日影始终出现在南侧。答案为B。
运用图图转换 巧解光照难题
近几年来，高考题中地球光照图大多不是以常见的侧视图、极视图等形式出现，各种变式光照图显得很抽象，学生难以理解。这类题大大加大了试题的难度，成为学生在高考中的主要失分点。解答非常规光照图题的关键在于进行图图转换，将它转化为学生熟悉的侧视图，问题就能迎刃而解了。
例1读下图，外圆为0°等太阳高度线，图中圆内的太阳高度角都大于0°，N为北极点，A点的纬度为66°34′N，弧EOF与外圆垂直，EN为某经线的一部分。据此回答1～2题。
1．EN的地方时为（ ）
A．0时 B．6时 C． 8时 D．18时
2．下列相关叙述，正确的是（ ）
A．正午太阳高度N点大于A点 B．A点的地方时为12 时
C．B点的昼长为24小时 D．O点位于北回归线上
解析：这幅图全部为昼半球，并非常规的侧视图，只要进行图形转换，就可化难为易。据A点在北极圈上，可知北极圈及其以北出现极昼现象，判定此图所示的节气为夏至。将原图转换成一个夏至日的光照侧视图（下图），并将相应的点标上去。
据图可知：E位于晨线与赤道的交点上，则NE所在经线的地方时为6时；A点地方时为0时；B点出现极夜，其昼长为0小时。A比N点纬度更低，离直射的北回归线更近，故A点正午太阳高度大于N点。O点是太阳直射点，且在昼半球平分线上，地方时为12时，所以在北回归线上。
答案：1．B 2．D
例2所示区域在北半球，弧线a为纬线，Q、P两点的经度差为90°，弧线b为晨昏线，M点为b线的纬度最高点。据此回答1～3题。
1．若此时南极附近是极昼，P点所在经线的地方时是（ ）
A．5时 B．15时 C．9时 D．19时
2．若此时时间为7月份，图中M点的纬度可能为（ ）
A．55°N B．65°N C．75°N D．85°N
3．若Q地的经度为0°，此时正是北京日出，这个季节（ ）
A．洛杉矶地区森林火险等级最高
B．长江下游枫叶正红
C．长城沿线桃红柳绿
D．南极地区科考繁忙
解析：本题给定一示意图，较为抽象，解题的关键是利用所给信息进行图形转化。要将所给图形转化为我们熟悉的侧视图。M点实质上是指晨昏线在北半球与某一纬线圈相切的最低纬度。
第1小题：若南极附近是极昼，则北极附近是极夜，此时为北半球的冬半年，将原图转换为下图1。据图可知：M点所在经线的地方时为12点，因P与M经度相差45°，则地方时相差3小时，P点所在经线的地方时为15时。
第2小题：若此时为7月，则北极圈附近出现极昼，此时为北半球的夏半年，将原图转换为下图2。由于M点的纬度一年中的变化范围为66°34′—90°，可排除A、B，且每月大约移动8度左右，6月22日M点的纬度为66°34′N，因此7月份接近北回归线，最可能的是C。
第3小题：若Q地的经度为0?，则M点的经度为45?E。若为冬半年，据图1可知，M为12时，可求出北京时间为17时，此时日出，不合实际。若为夏半年，据图2可知，M为0时，可求出北京时间为5时，此时日出，符合实际。北京5时日出，说明北半球昼长夜短（夏季）。就四个选项：洛杉矶为地中海气候，夏季炎热干燥，易发生森林火险，其等级最高，符合题意；长江下游枫叶正红指秋季；长城沿线桃红柳绿指春季；南极地区科考繁忙的季节应是北半球的冬季。
答案：1．B 2．C 3．A
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