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疑难破解 | “太阳视运动”专题

 地理学社 2020-03-02

一网打尽“太阳视运动”

作者 | 李英杰老师

编辑 | 谈笑间

概况

1、太阳视运动指的是某一天某个地点的人们看到的太阳运动轨迹。

重点是三个位置:日出、日落、正午太阳的方位,把这三个点用一条弧线连起来就是当天太阳的运动轨迹。

2、三要素

3、 三个点的位置

①日出日落的位置

a、太阳直射点在哪个半球,日出日落的方位就偏向哪边。例:太阳直射点在北半球时,全球除极昼区外看到的日出日落位置都偏北,即日出东北,日落西北。太阳直射南半球时反之。

b、当地的纬度越高,太阳升落的偏南北方位角就越大,至恰好出现极昼的纬线时,达到最大,即偏南北达到90°,太阳从正南或正北升落。

c、极昼区内,太阳的运动轨迹是个圈,因此无日升日落现象,只有太阳高度的最大值和最小值,12点时最大,0点时最小,并且太阳的方位相反。

②正午太阳方位

是由当地纬度和太阳直射点的纬度共同决定的

具体分析

1、春秋分   

此时全球各地昼夜平分,除南北极点外都是日出正东,日落正西,如下左图:

①赤道上有直射,地方时12点时,太阳位于天顶。

②北半球各地,正午时太阳位于正南,南半球各地在正北。

③极点上,因春秋分时晨昏线经过极点,如上右图,这两天的太阳高度都为零,也就是说,这两天,太阳在当地地平面上转了一圈,24小时内,太阳高度始终为零。

④这两天除极点外的世界各地正午太阳高度与当地的地理纬度互余。

2、夏至日(6月22日)

太阳直射点在北回归线上,除极昼区外全球各地日出东北,日落西北。

①北温带内的太阳运动轨迹,如右图1b:(图1a为北回归线上的太阳运动轨迹)

正午太阳位于当地的正南方向,因该日昼长夜短,太阳在天空中运动的轨迹较长,正午太阳高度角较大。

②南温带内的太阳运动轨迹,如右图2:

正午太阳位于当地的正北方向,因该日昼短夜长,太阳在天空中运动的轨迹较短,正午太阳高度角也较小。

③北半球热带地区的太阳运动轨迹如右图3:

正午太阳位于当地的正北方向,因该日昼长夜短,太阳在天空中运动的轨迹较长,正午太阳高度角也较大,正午太阳位于天顶的南侧。

④南半球热带地区的太阳运动轨迹如右图4:

正午太阳位于当地的正北方向,因该日昼短夜长,太阳在天空中运动的轨迹较短,正午太阳高度角也较小,正午太阳位于天顶的南侧。

⑤北极极昼区,因一天24小时内都可以看到太阳,因此无所谓日升日落现象,只有太阳高度的最大值和最小值。

b、北极圈上是恰好出现极昼的纬度,0点时太阳位于当地正北的地平面上,太阳高度为0°,12点时太阳位于当地正南的天空。如图6:

c、北极点和北极圈之间的北极地区,0点时太阳位于当地正北,12点时太阳位于当地正南的天空。如图7:

⑥南极圈及其以南出现极夜,没有太阳的升落,但南极圈上,正午12点时可以看到太阳出现在正北地平面上,太阳高度为零。

3、冬至日(12月22日) 太阳直射点在南回归线上,除极昼区外全球各地日出东南,日落西南。

①北温带内的太阳运动轨迹,如右图8:

正午太阳位于当地的正南方向,因该日昼短夜长,太阳在天空中运动的轨迹较短,正午太阳高度角较小。

②南温带内的太阳运动轨迹,如右图9:

正午太阳位于当地的正北方向,因该日昼长夜短,太阳在天空中运动的轨迹较长,正午太阳高度角也较大。

③北半球热带地区的太阳运动轨迹如右图10:

正午太阳位于当地的正南方向,因该日昼短夜长,太阳在天空中运动的轨迹较短,正午太阳高度角也较小。

④南半球热带地区的太阳运动轨迹如右图11:

正午太阳位于当地的正南方向,因该日昼长夜短,太阳在天空中运动的轨迹较长,正午太阳高度角也较大,正午太阳位于天顶的南侧。

⑤南极极昼区,因一天24小时内都可以看到太阳,因此无所谓日升日落现象,只有太阳高度的最大值和最小值。

b、南极圈上是恰好出现极昼的纬度,0点时太阳位于当地正南的地平面上,太阳高度为0°,12点时太阳位于当地正北的天空。如图13:

c、南极点和南极圈之间的南极地区,0点时太阳位于当地正南,12点时太阳位于当地正北的天空。如图14:

⑥北极圈及其以北出现极夜,没有太阳的升落,但北极圈上,正午12点时可以看到太阳出现在正南地平面上,太阳高度为零。

4、赤道上

赤道上的日升日落都是垂直于当地的地平面,且升落方位与直射点所在的纬度相同。如图15:

赤道上永远都是昼夜平分,因此不同时间赤道上的太阳在天空中运行的速度不同。

需要注意的问题

1、当极地出现极昼时:从恰好出现极昼的纬度到极点,太阳的视运动有以下特点

(1)纬度越高,0点的太阳高度角就越大,正午太阳高度角就越小,即 ①0点太阳高度从恰好极昼的纬度0°上升到与12点太阳高度相同    ②12点太阳高度从恰好极昼的纬度的一个较大值下降到极点上的正午太阳高度值

(2)极昼区的太阳运动轨迹始终是一个闭合的圈

2、H0﹦A+B-90°

3、极点上,一年中除了春秋分之外,剩下的时间,一半为极昼一半为极夜。在半年的极昼时间里,太阳的视运动轨迹是螺旋上升和下降的。一天之内,太阳高度不变,H0=H12=Hx

4、分析题目时要注意结合太阳光照图和直射点的移动图

编辑 | 谈指间

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