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疑難破解 | “太陽視運(yùn)動”專題

一網(wǎng)打盡“太陽視運(yùn)動”

作者 | 李英杰老師

編輯 | 談笑間

概況

1、太陽視運(yùn)動指的是某一天某個地點(diǎn)的人們看到的太陽運(yùn)動軌跡。

重點(diǎn)是三個位置:日出、日落、正午太陽的方位,把這三個點(diǎn)用一條弧線連起來就是當(dāng)天太陽的運(yùn)動軌跡。

2、三要素

3、 三個點(diǎn)的位置

①日出日落的位置

a、太陽直射點(diǎn)在哪個半球,日出日落的方位就偏向哪邊。例:太陽直射點(diǎn)在北半球時,全球除極晝區(qū)外看到的日出日落位置都偏北,即日出東北,日落西北。太陽直射南半球時反之。

b、當(dāng)?shù)氐木暥仍礁撸柹涞钠媳狈轿唤蔷驮酱?,至恰好出現(xiàn)極晝的緯線時,達(dá)到最大,即偏南北達(dá)到90°,太陽從正南或正北升落。

c、極晝區(qū)內(nèi),太陽的運(yùn)動軌跡是個圈,因此無日升日落現(xiàn)象,只有太陽高度的最大值和最小值,12點(diǎn)時最大,0點(diǎn)時最小,并且太陽的方位相反。

②正午太陽方位

是由當(dāng)?shù)鼐暥群吞栔鄙潼c(diǎn)的緯度共同決定的

具體分析

1、春秋分   

此時全球各地晝夜平分,除南北極點(diǎn)外都是日出正東,日落正西,如下左圖:

①赤道上有直射,地方時12點(diǎn)時,太陽位于天頂。

②北半球各地,正午時太陽位于正南,南半球各地在正北。

③極點(diǎn)上,因春秋分時晨昏線經(jīng)過極點(diǎn),如上右圖,這兩天的太陽高度都為零,也就是說,這兩天,太陽在當(dāng)?shù)氐仄矫嫔限D(zhuǎn)了一圈,24小時內(nèi),太陽高度始終為零。

④這兩天除極點(diǎn)外的世界各地正午太陽高度與當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥然ビ唷?/p>

2、夏至日(6月22日)

太陽直射點(diǎn)在北回歸線上,除極晝區(qū)外全球各地日出東北,日落西北。

①北溫帶內(nèi)的太陽運(yùn)動軌跡,如右圖1b:(圖1a為北回歸線上的太陽運(yùn)動軌跡)

正午太陽位于當(dāng)?shù)氐恼戏较?,因該日晝長夜短,太陽在天空中運(yùn)動的軌跡較長,正午太陽高度角較大。

②南溫帶內(nèi)的太陽運(yùn)動軌跡,如右圖2:

正午太陽位于當(dāng)?shù)氐恼狈较?,因該日晝短夜長,太陽在天空中運(yùn)動的軌跡較短,正午太陽高度角也較小。

③北半球熱帶地區(qū)的太陽運(yùn)動軌跡如右圖3:

正午太陽位于當(dāng)?shù)氐恼狈较?,因該日晝長夜短,太陽在天空中運(yùn)動的軌跡較長,正午太陽高度角也較大,正午太陽位于天頂?shù)哪蟼?cè)。

④南半球熱帶地區(qū)的太陽運(yùn)動軌跡如右圖4:

正午太陽位于當(dāng)?shù)氐恼狈较?,因該日晝短夜長,太陽在天空中運(yùn)動的軌跡較短,正午太陽高度角也較小,正午太陽位于天頂?shù)哪蟼?cè)。

⑤北極極晝區(qū),因一天24小時內(nèi)都可以看到太陽,因此無所謂日升日落現(xiàn)象,只有太陽高度的最大值和最小值。

b、北極圈上是恰好出現(xiàn)極晝的緯度,0點(diǎn)時太陽位于當(dāng)?shù)卣钡牡仄矫嫔?,太陽高度?°,12點(diǎn)時太陽位于當(dāng)?shù)卣系奶炜?。如圖6:

c、北極點(diǎn)和北極圈之間的北極地區(qū),0點(diǎn)時太陽位于當(dāng)?shù)卣保?2點(diǎn)時太陽位于當(dāng)?shù)卣系奶炜?。如圖7:

⑥南極圈及其以南出現(xiàn)極夜,沒有太陽的升落,但南極圈上,正午12點(diǎn)時可以看到太陽出現(xiàn)在正北地平面上,太陽高度為零。

3、冬至日(12月22日) 太陽直射點(diǎn)在南回歸線上,除極晝區(qū)外全球各地日出東南,日落西南。

①北溫帶內(nèi)的太陽運(yùn)動軌跡,如右圖8:

正午太陽位于當(dāng)?shù)氐恼戏较?,因該日晝短夜長,太陽在天空中運(yùn)動的軌跡較短,正午太陽高度角較小。

②南溫帶內(nèi)的太陽運(yùn)動軌跡,如右圖9:

正午太陽位于當(dāng)?shù)氐恼狈较?,因該日晝長夜短,太陽在天空中運(yùn)動的軌跡較長,正午太陽高度角也較大。

③北半球熱帶地區(qū)的太陽運(yùn)動軌跡如右圖10:

正午太陽位于當(dāng)?shù)氐恼戏较?,因該日晝短夜長,太陽在天空中運(yùn)動的軌跡較短,正午太陽高度角也較小。

④南半球熱帶地區(qū)的太陽運(yùn)動軌跡如右圖11:

正午太陽位于當(dāng)?shù)氐恼戏较?,因該日晝長夜短,太陽在天空中運(yùn)動的軌跡較長,正午太陽高度角也較大,正午太陽位于天頂?shù)哪蟼?cè)。

⑤南極極晝區(qū),因一天24小時內(nèi)都可以看到太陽,因此無所謂日升日落現(xiàn)象,只有太陽高度的最大值和最小值。

b、南極圈上是恰好出現(xiàn)極晝的緯度,0點(diǎn)時太陽位于當(dāng)?shù)卣系牡仄矫嫔希柛叨葹?°,12點(diǎn)時太陽位于當(dāng)?shù)卣钡奶炜?。如圖13:

c、南極點(diǎn)和南極圈之間的南極地區(qū),0點(diǎn)時太陽位于當(dāng)?shù)卣希?2點(diǎn)時太陽位于當(dāng)?shù)卣钡奶炜铡H鐖D14:

⑥北極圈及其以北出現(xiàn)極夜,沒有太陽的升落,但北極圈上,正午12點(diǎn)時可以看到太陽出現(xiàn)在正南地平面上,太陽高度為零。

4、赤道上

赤道上的日升日落都是垂直于當(dāng)?shù)氐牡仄矫妫疑浞轿慌c直射點(diǎn)所在的緯度相同。如圖15:

赤道上永遠(yuǎn)都是晝夜平分,因此不同時間赤道上的太陽在天空中運(yùn)行的速度不同。

需要注意的問題

1、當(dāng)極地出現(xiàn)極晝時:從恰好出現(xiàn)極晝的緯度到極點(diǎn),太陽的視運(yùn)動有以下特點(diǎn)

(1)緯度越高,0點(diǎn)的太陽高度角就越大,正午太陽高度角就越小,即 ①0點(diǎn)太陽高度從恰好極晝的緯度0°上升到與12點(diǎn)太陽高度相同    ②12點(diǎn)太陽高度從恰好極晝的緯度的一個較大值下降到極點(diǎn)上的正午太陽高度值

(2)極晝區(qū)的太陽運(yùn)動軌跡始終是一個閉合的圈

2、H0﹦A+B-90°

3、極點(diǎn)上,一年中除了春秋分之外,剩下的時間,一半為極晝一半為極夜。在半年的極晝時間里,太陽的視運(yùn)動軌跡是螺旋上升和下降的。一天之內(nèi),太陽高度不變,H0=H12=Hx

4、分析題目時要注意結(jié)合太陽光照圖和直射點(diǎn)的移動圖

編輯 | 談指間

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