精品文档 (95)浅谈太阳升落方位的变化规律

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内容提要:太阳升落方位问题是《地球运动》教学中遇到的疑难问题,《地理教育》杂志曾连续刊发多篇文章对此进行讨论,本文系其中之一,刊发于93年第4期。本文从纬度、季节、南北半球比较三个方面考察太阳升落方位的变化规律,文字深入浅出,通俗易懂,适合于中学地理教师及高校地理系学生阅读,可供《地球概论》教学及《高中地理》教学参考。

关键词:太阳升落方位(A) 太阳赤纬(δ) 纬度(ψ) 太阳周日圈地平圈

由于黄赤交角的存在,使天球上的太阳不断相对于天赤道作回归运动,其真接结果是造成太阳赤纬(即δ)的周年变化(表现在地面上便是太阳直射点的南北移动),进而导致太阳周日圈反复地北进南退,伴随这种北进南退,地面观察者眼中太阳的升落方位亦出现有规律的变化。

太阳升落方位的变化规律可以从以下几个方面来考察:

1.随纬度的变化规律:这种规律可以概括为一句话即:太阳赤纬不为零时,纬度越高(不管南北纬),太阳升落的方位角(以东点、西点为起点,在地平圈上度量,偏北为正,偏南为负,用符号A表示)越大,而且太阳赤纬为正(负)即太阳直射在北(南)半球时,方位角为正(负),亦即太阳升落方位偏北(南)。根据纬度的差异又可分为以下六种情况:

(1)在赤道上看:由于太阳周日圈与地平圈直交,故一年四季太阳都是垂直地升起而又垂直地落下,且太阳赤纬是多少度,太阳升落方位便是多少度,即δ=A。例如:每年11月7日,太阳赤纬约为-16°19′即太阳直射南纬16°19′,此日的太阳升落方位亦为-16°19′,即在赤道上看11月7日这天太阳是从正东偏南16°19′处升起,在正西偏南16°19′处下落。

(2)在开始出现极昼的纬度上看:由于太阳周日圈最低点与地平圈相切,故太阳升落方位最大为90°即与北点或南点重合。例如:6月22日北极圈上开始出现极昼,太阳周日圈全部在地平圈以上,其最低点恰与北点相切,故这天在北极圈上看太阳,是从正东偏北90°即正北方位开始升起,而在正西偏北90°即正北方位下落到最低点,换句话说就是6月22日在北极圈上看太阳升落方位为+90°。

(3)在开始出现极昼的纬度到极点之间看:由于太阳周日圈全部位于地平圈以上而且是倾斜的,故一天中太阳高度仍有变化,太阳开始升起和下落到的最低点方位角均为90°即太阳升落方位亦与北点或南点重合。例如:6月22日在

70°N处看太阳,一天中太阳总在地平以上转圈,只在半夜时下落到最低点,此时太阳位于正北方天空,方位角为+90°。

(4)极昼期间在极点上看:由于太阳周日圈始终平行于地平圈,故一天中的太阳高度没有变化,始终等于该日太阳赤纬,太阳只有方位变化而无所谓升落,因而不存在升落方位问题。例如:12月22日在南极点上看,太阳周日圈始终高出地平23°26′,且只有方位变化(每日一周)而无所谓升落,故不存在升落方位问题。

(5)在开始出现极夜的纬度上看:由于太阳周日圈最高点与地平圈相切,故太阳只在正午时在方位为900的一点出现,但刚一露脸即已下落。如8月7日太阳赤纬为+16°19′即太阳直射北纬16°19′,该日南纬73°41′的地方出现极夜,这天太阳只在正午时在方位为90°的一点即正北方露一下脸。

(6)在赤道与极昼极夜出现的纬度之间看:由于太阳周日圈与地平圈斜交,且纬度越高,两者之间的夹角越小,故太阳升落的方位角也就越大,而且普遍地A>δ。方位角的大小可用球面三角正弦公式求得:sinA=sinδ/cosψ( 式中A为方位角,δ为太阳赤纬,ψ为当地纬度)。例如:12月22日太阳赤纬为-23°26′,赤道上方位为-23°26′,南北回归线上为-25°41′,南北纬45°为-34°13′,极圈上为-90°。

2.随季节的变化规律:这种规律也可以概括为一句话即:太阳赤纬值越大(小),方位角越大(小),而且赤纬为正(负)方位为正(负)即太阳升落方位偏北(南)。例如:

(1)每年的3月21日与9月23日即二分日:太阳赤纬为0°即太阳直射赤道,太阳周日圈与天赤道重合。由于天赤道在当地天空中的位置乃东点、西点、Q点(又称上点,其位置在赤道上与当地天顶重合,北半球在天顶正南相当当地纬度的一点,南半球在当地天顶正北相当当地纬度的一点)的连线,故全球各纬度看太阳都是从正东方位升起,在正西方位下落,其中正午时的太阳位置在赤道上位于天顶,北(南)半球位于天顶以南(北)相当当地纬度的一点。

(2)每年的6月22日与12月22日即二至日:6月22日太阳赤纬为+23°26′,达一年中最大值,各纬度方位角皆为正(北偏)且亦达一年中最大值;12月22日太阳赤纬为-23°26′,绝对值亦达到一年中最大值,故各纬度方位角皆为负(南偏)且亦达到最大值。

(3)夏半年与冬半年的情况是:3月21日以后到9月23日以前太阳直射点在北半球,太阳赤纬为正,各地方位角均为正,这段时间内太阳升落方位均偏北即从东偏北方向升起在西偏北方向落下;9月23日以后到次年3月21日以前,太阳赤纬为负,直射点在南半球,各地方位角均为负,这段时间内太阳升落方位均偏南即从东偏南的方向升起在西偏南方向落下。

(4)据太阳赤纬随季节的变化情况可知:6月22日以后到12月22日,太阳周日圈不断南退,太阳赤纬由+23°26′逐渐变化为-23°26′,太阳升落方位在各纬度都将是由最偏北逐渐过渡为最偏南;12月22日以后到次年6月22日,太阳周日圈不断北进,太阳赤纬由-23°26′逐渐变化为-23°26′,这期间太阳升落方位在各纬度亦由最偏南逐渐过渡为最偏北。

3.南北半球比较也有几条规律可循:

(1)太阳升落方位是偏北还是偏南在全球各纬度都是一致的,与所处哪个半球无关,所不同的仅是因为纬度不同偏北偏南的程度不同。原因是各纬度的东点与西点是共同的,都是当地地平圈与天赤道的两个交点。例如:12月22日,全球各纬度看太阳升落方位都是偏南,北半球是如此,南半球亦是如此,所不同的只是因为各地纬度不同看到太阳升落方位偏南的程度不同,在赤道上为-23°26′,15°N、S处为-24°18′,23°26′N、S处为-25°41′,45°N、S处为-34°13′,66°34′N、S处为-90°。

(2)南北半球纬度相同的地方,同一日期的太阳升落方位亦相同,但昼夜长短状况刚好相反。例如:6月22日,15°N、S处看太阳升落方位都是+24°18′即从东偏北24°18′处升起,在西偏北24°18′处下落,但在15°N看太阳周日圈向南倾斜,地平以上部分大于地平以下部分,昼夜长短状况表现为昼长夜短,而在15°S处看则太阳周日圈向北倾斜,地平以上部分小于地平以下部分,昼夜长短状况表现为昼短夜长。

(3)不管哪个半球,只要太阳赤纬值的绝对值相同,则同一纬度上看太阳升落方位的绝对值亦相同,但表现在昼夜长短状况上则可能有昼长和夜长两种情况。例如:太阳赤纬值的绝对值均为23°26′,在45°N处各地看太阳升落方位的绝对值均为34°13′,但这可能有以下二种情况:一是太阳赤纬值为+23°26′,此时太阳是从东偏北34°13′处升起在西偏北34°13′处下落,昼夜长短状况表现为昼长夜短;二是太阳赤纬值为-23°26′,此时太阳是从东偏南34°13′处升起在西偏南34°13′处下落,昼夜长短状况表现为昼短夜长。

总之,太阳升落方位不是固定不变的,它因纬度而不同,随季节而变化,它是太阳回归运动在地面上的反映。只要掌握了太阳回归运动或太阳直射点在地面上的移动规律,太阳升落方位的变化规律便可迎刃而解。只是要注意:除赤道外,太阳周日圈与地平圈并不垂直相交,因而只有在赤道上A=δ,而在其它纬度上都是A>δ;极夜期间不存在太阳升落亦无所谓太阳升落方位;极昼期间(除极点外)太阳升落方位均为90°,只有极点上太阳周日圈平行于地平圈,太阳高度始终等于太阳赤纬,不存在太阳升落方位问题。

参考文献:

《地理疑难问题精解》(一)P 51《太阳到底出没在何方》卢文石朗根栋主编陕西科学技术出版社(第一版)

《地球概论》金祖孟编著高等教育出版社(第二版)

《地球概论》刘南编著高等教育出版社(第一版)

《地理教育》90年第4期P29 秦克铸文《极昼期间太阳的周日运动》

求太阳升起的方位角度

求太阳升起的方位角 太阳从何方升起,这似乎是一个再简单不过的问题,一般人会不假思索地回答是从东方升起。从总体上来说,这也是对的,但是这种情况只能是说从全年的平均情况看是这样的。对于我们有了一定的地理知识,特别是有了地球运动、地平圈、方位角、天球概念有关知识的人来说就不能简单地这么认为了。 实际上在不同的季节、不同的纬度,太阳升起的方位角是不同的,不一定是从正东方升起。在夏季时,较高纬度地区太阳可以从东偏北50°到60°甚至更高角度升起,在西偏北同样的角度落下;冬季时可以从东偏南50°或者更多升起,在西偏南50°或以上落下。这时候我们还能说太阳是从东方升起吗?显然不能这么说。所以我们在夏天时可以说:“一轮红日从东北方升起,在西北方落下”。 那么怎样来准确计算太阳升起的方位角呢?这里我们来推导一个计算公式,把地理概念和数学中的立体几何知识结合起来就不难解决这个问题了。 例:当太阳直射北纬20度时,求北纬30度地区太阳升起的方位角。 具体解决这个问题我想可以通过下面的8个步骤来解决和说明 (1)我们可绘如下的图 图一 设观测者在北纬30度线上的某一点A点上,则D圈为A点所在的地平圈(注意地平圈一定与观测点A点到地心O的连线是垂直的,另外由图中可看出地平圈与赤道平面的夹角即二面角为60度)。 地平圈和赤道(这里理解为天赤道)的交点E为正东方(东点)、交点W为正西方(西点)。另外,N为正北、S为正南、O为地心。 (2)还是见上面的图(图一),设地平圈与北纬20°的交点为B。 由于太阳直射在北纬20°线上,随着地球的自转,总有一刻太阳会直射到B 点,光线同时指向地心O,太阳和地平圈在同一平面上,这时候A点的人太阳刚好可看到太阳升起。(为什么这样说呢?这里我们要引入天球的概念,地平圈

日出日落方位详解

(一)、日出和日落方位问题: 不论是南半球还是北半球的任何地点(出现极昼和极夜的区域除外),其太阳出没点的地平方位是偏南还是偏北,取决于太阳直射南半球还是北半球,而与观测地点位于南北半球无关。具体来说: (1)在两分日时,太阳直射赤道,全球各地太阳正东升,正西落(极点除外) (2)北半球的夏半年(太阳直射点位于北半球,即从春分日经过夏至日到秋分日),全球各地太阳东北升,西北落,而且纬度越高,太阳升落的方位越偏北(极点和出现极昼夜的地方除外);北半球的冬半年(太阳直射南半球,从秋分经过冬至到春分日),全球各地太阳东南升,西南落,纬度越高,太阳升落的方位越偏南(极点和出现极昼夜的地方除外)。 (3)就某一地点而言,在太阳直射点向北运动期间,太阳升落的方位将日渐偏北;反之则日渐偏南。 (4)南北极点上,太阳高度在一天中是不变的(即太阳周日视运动轨迹总是与极点的地平圈平行),太阳在一天中没有明显的升起和落下。 (二)、太阳视运动图的判断方法: 太阳视运动是地球自转造成的,一天中,地球自西向东自转,看太阳在天空中以观测者为中心,自东向西运动,

一天转一圈。观测者所在的平面是地表切面,叫做地平圈,以观测者为中心的大球面为天球,天体在天球上运动。 (1)太阳视运动最高位置为正午,正午太阳高度为从地平圈中心向太阳最高位置的连线与地平圈的交角,地平圈以上部分长度反映昼长,以下表示夜长。(2)不同半球的正午太阳偏向:北回归线以北和南回归线以南地区,太阳轨迹是平行的。北回归线以北地区,一年中太阳总是偏向南方,每天太阳最高时太阳在正南,南回归线以南地区,一年中太阳总是偏向北方,太阳最高时在正北,根据一年中太阳视运动最高、最低、居中位置来判断季节。 (3)南北回归线之间地区,太阳轨迹也是平行的,只不过正午时太阳有时位于观测者以北,有时位于观测者正头顶(正午太阳高度为90度,正午太阳高度为太阳与地平圈中心连线与地平圈夹角),有时位于观测者以南。赤

太阳升落规律

太阳升落方位的时空变化规律 山东曲阜第一中学刘剑273100“东方红,太阳升……”,准确地说,在不同的时空条件下,太阳的升落方位是不同的。 一.太阳升落方位在时间上的变化规律 在北半球夏半年(春分日至秋分日),太阳直射点在北半球,全球(极点和出现极昼的地方除外) 太阳东北升、西北落,且纬度越高,太阳升落的方位越偏北。南北半球均如此。 在北半球冬半年(秋分日至次年春分日),太阳直射点在南半球,全球(极点和出现极昼的地方 除外)太阳东南升、西南落,且纬度越高,太阳升落的方位越偏南。南北半球均如此。 在两分日,太阳直射点在赤道,理论上讲,全球各地太阳正东升、正西落。 二?太阳升落方位在空间上的变化规律 就某一地点而言,在太阳直射点向北运动期间,太阳升落的方位将日渐偏北;反之则日渐偏南。南北极点上,太阳高度在一天中是不变的(即太阳周日视运动轨迹总是与极点的地平圈平行,太阳在一天中没有明显的升起和落下)。 相关训练 1.读图,回答下列问题 40 0S二分二至正午太阳高度和昼夜长短变化 ⑴在图上方格内标注东、南、西、北四个方向。 ⑵A、B、C三弧分别表示二分二至时的太阳路径,其中白昼最长的是___________________ 。 ⑶A路径代表 _______ 月 __________日,此日南半球昼_______ 夜_________ ,太阳自__________ (方向)升 起, ________方位落下。 ⑷画出C时光照图。 ⑸画出C时地球在公转轨道上的位置。(注:地轴倾斜方向要准确) 2.12月22日,一考察员在位于南极圈上的某地观测太阳高度的日变化情况,请你在下图中用曲线表示出其观 测的结果。 太阳高度 90°- 60°- 30°- 0 ----------- : --------- 1 ---------- 1 ------------------------ — 6 12 18 24(地方时)

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内容提要:太阳升落方位问题是《地球运动》教学中遇到的疑难问题,《地理教育》杂志曾连续刊发多篇文章对此进行讨论,本文系其中之一,刊发于93年第4期。本文从纬度、季节、南北半球比较三个方面考察太阳升落方位的变化规律,文字深入浅出,通俗易懂,适合于中学地理教师及高校地理系学生阅读,可供《地球概论》教学及《高中地理》教学参考。 关键词:太阳升落方位(A) 太阳赤纬(δ) 纬度(ψ) 太阳周日圈地平圈 由于黄赤交角的存在,使天球上的太阳不断相对于天赤道作回归运动,其真接结果是造成太阳赤纬(即δ)的周年变化(表现在地面上便是太阳直射点的南北移动),进而导致太阳周日圈反复地北进南退,伴随这种北进南退,地面观察者眼中太阳的升落方位亦出现有规律的变化。 太阳升落方位的变化规律可以从以下几个方面来考察: 1.随纬度的变化规律:这种规律可以概括为一句话即:太阳赤纬不为零时,纬度越高(不管南北纬),太阳升落的方位角(以东点、西点为起点,在地平圈上度量,偏北为正,偏南为负,用符号A表示)越大,而且太阳赤纬为正(负)即太阳直射在北(南)半球时,方位角为正(负),亦即太阳升落方位偏北(南)。根据纬度的差异又可分为以下六种情况: (1)在赤道上看:由于太阳周日圈与地平圈直交,故一年四季太阳都是垂直地升起而又垂直地落下,且太阳赤纬是多少度,太阳升落方位便是多少度,即δ=A。例如:每年11月7日,太阳赤纬约为-16°19′即太阳直射南纬16°19′,此日的太阳升落方位亦为-16°19′,即在赤道上看11月7日这天太阳是从正东偏南16°19′处升起,在正西偏南16°19′处下落。 (2)在开始出现极昼的纬度上看:由于太阳周日圈最低点与地平圈相切,故太阳升落方位最大为90°即与北点或南点重合。例如:6月22日北极圈上开始出现极昼,太阳周日圈全部在地平圈以上,其最低点恰与北点相切,故这天在北极圈上看太阳,是从正东偏北90°即正北方位开始升起,而在正西偏北90°即正北方位下落到最低点,换句话说就是6月22日在北极圈上看太阳升落方位为+90°。 (3)在开始出现极昼的纬度到极点之间看:由于太阳周日圈全部位于地平圈以上而且是倾斜的,故一天中太阳高度仍有变化,太阳开始升起和下落到的最低点方位角均为90°即太阳升落方位亦与北点或南点重合。例如:6月22日在

太阳升落方位

地球自转的结果。准确地讲,在北半球夏季,全球各地(除赤道和极点外)太阳都是东北升起,西北方向落下,在北半球冬季(除赤道和极点外)太阳是东南升起,西南方向落下,只有在春分日秋分两日,全球各地太阳都是东升西落的.. 由于黄赤交角的存在,使天球上的太阳不断相对于天赤道作回归运动,其真接结果是造成太阳赤纬(即δ)的周年变化(表现在地面上便是太阳直射点的南北移动),进而导致太阳周日圈反复地北进南退,伴随这种北进南退,地面观察者眼中太阳的升落方位亦出现有规律的变化。 太阳升落方位的变化规律可以从以下几个方面来考察: 1.随纬度的变化规律:这种规律可以概括为一句话即:太阳赤纬不为零时,纬度越高(不管南北纬),太阳升落的方位角(以东点、西点为起点,在地平圈上度量,偏北为正,偏南为负,用符号A表示)越大,而且太阳赤纬为正(负)即太阳直射在北(南)半球时,方位角为正(负),亦即太阳升落方位偏北(南)。根据纬度的差异又可分为以下六种情况: (1)在赤道上看:由于太阳周日圈与地平圈直交,故一年四季太阳都是垂直地升起而又垂直地落下,且太阳赤纬是多少度,太阳升落方位便是多少度,即δ=A。例如:每年11月7日,太阳赤纬约为-16°19′即太阳直射南纬16°19′,此日的太阳升落方位亦为-16°19′,即在赤道上看11月7日这天太阳是从正东偏南16°19′处升起,在正西偏南16°19′处下落。 (2)在开始出现极昼的纬度上看:由于太阳周日圈最低点与地平圈相切,故太阳升落方位最大为90°即与北点或南点重合。例如:6月22日北极圈上开始出现极昼,太阳周日圈全部在地平圈以上,其最低点恰与北点相切,故这天在北极圈上看太阳,是从正东偏北90°即正北方位开始升起,而在正西偏北90°即正北方位下落到最低点,换句话说就是6月22日在北极圈上看太阳升落方位为+90°。 (3)在开始出现极昼的纬度到极点之间看:由于太阳周日圈全部位于地平圈以上而且是倾斜的,故一天中太阳高度仍有变化,太阳开始升起和下落到的最低点方位角均为90°即太阳升落方位亦与北点或南点重合。例如:6月22日在70°N处看太阳,一天中太阳总在地平以上转圈,只在半夜时下落到最低点,此时太阳位于正北方天空,方位角为+90°。 (4)极昼期间在极点上看:由于太阳周日圈始终平行于地平圈,故一天中的太阳高度没有变化,始终等于该日太阳赤纬,太阳只有方位变化而无所谓升落,因而不存在升落方位问题。例如:12月22日在南极点上看,太阳周日圈始终高出地平23°26′,且只有方位变化(每日一周)而无所谓升落,故不存在升落方位问题。 (5)在开始出现极夜的纬度上看:由于太阳周日圈最高点与地平圈相切,故太阳只在正午

太阳升落方位的变化规律

太阳升落方位的变化规律 由于黄赤交角的存在,使天球上的太阳不断相对于天赤道作回归运动,其真接结果是造成太阳赤纬(即δ)的周年变化(表现在地面上便是太阳直射点的南北移动),进而导致太阳周日圈反复地北进南退,伴随这种北进南退,地面观察者眼中太阳的升落方位亦出现有规律的变化。 太阳升落方位的变化规律可以从以下几个方面来考察: 一、随纬度的变化规律: 这种规律可以概括为一句话即:太阳赤纬不为零时,纬度越高(不管南北纬),太阳升落的方位角(以东点、西点为起点,在地平圈上度量,偏北为正,偏南为负,用符号A表示)越大,而且太阳赤纬为正(负)即太阳直射在北(南)半球时,方位角为正(负),亦即太阳升落方位偏北(南)。根据纬度的差异又可分为以下六种情况: (1)在赤道上看:由于太阳周日圈与地平圈直交,故一年四季太阳都是垂直地升起而又垂直地落下,且太阳赤纬是多少度,太阳升落方位便是多少度,即δ=A.例如:每年11月7日,太阳赤纬约为-16°19′即太阳直射南纬16°19′,此日的太阳升落方位亦为-16°19′,即在赤道上看11月7日这天太阳是从正东偏南16°19′处升起,在正西偏南16°19′处下落。 (2)在开始出现极昼的纬度上看:由于太阳周日圈最低点与地平圈相切,故太阳升落方位最大为90°即与北点或南点重合。例如:6月22日北极圈上开始出现极昼,太阳周日圈全部在地平圈以上,其最低点恰与北点相切,故这天在北极圈上看太阳,是从正东偏北9 0°即正北方位开始升起,而在正西偏北90°即正北方位下落到最低点,换句话说就是6月2 2日在北极圈上看太阳升落方位为+90°。 (3)在开始出现极昼的纬度到极点之间看:由于太阳周日圈全部位于地平圈以上而且是倾斜的,故一天中太阳高度仍有变化,太阳开始升起和下落到的最低点方位角均为90°即太阳升落方位亦与北点或南点重合。例如:6月22日在70°N处看太阳,一天中太阳总在地平以上转圈,只在半夜时下落到最低点,此时太阳位于正北方天空,方位角为+90°。 (4)极昼期间在极点上看:由于太阳周日圈始终平行于地平圈,故一天中的太阳高度没有变化,始终等于该日太阳赤纬,太阳只有方位变化而无所谓升落,因而不存在升落方位问题。例如:12月22日在南极点上看,太阳周日圈始终高出地平23°26′,且只有方位变化(每日一周)而无所谓升落,故不存在升落方位问题。 (5)在开始出现极夜的纬度上看:由于太阳周日圈最高点与地平圈相切,故太阳只在正午时在方位为900的一点出现,但刚一露脸即已下落。如8月7日太阳赤纬为+16°19′即太阳直射北纬16°19′,该日南纬73°41′的地方出现极夜,这天太阳只在正午时在方位为9 0°的一点即正北方露一下脸。 (6)在赤道与极昼极夜出现的纬度之间看:由于太阳周日圈与地平圈斜交,且纬度越高,两者之间的夹角越小,故太阳升落的方位角也就越大,而且普遍地A>δ。方位角的大

高中地理浅谈太阳升落方位的变化规律

浅谈太阳升落方位的变化规律 山东省淄博师范学校(255100) 秦克铸 内容提要: 太阳升落方位问题是《地球运动》教学中遇到的疑难问题,《地理教育》杂志曾连续刊发多篇文章对此进行讨论,本文系其中之一,刊发于93年第4期。本文从纬度、季节、南北半球比较三个方面考察太阳升落方位的变化规律,文字深入浅出,通俗易懂,适合于中学地理教师及高校地理系学生阅读,可供《地球概论》教学及《高中地理》教学参考。 关键词: 太阳升落方位(A) 太阳赤纬(δ) 纬度(ψ) 太阳周日圈地平圈 正文: 由于黄赤交角的存在,使天球上的太阳不断相对于天赤道作回归运动,其真接结果是造成太阳赤纬(即δ)的周年变化(表现在地面上便是太阳直射点的南北移动),进而导致太阳周日圈反复地北进南退,伴随这种北进南退,地面观察者眼中太阳的升落方位亦出现有规律的变化。 太阳升落方位的变化规律可以从以下几个方面来考察: 1、随纬度的变化规律:这种规律可以概括为一句话即:太阳赤纬不为零时,纬度越高(不管南北纬),太阳升落的方位角(以东点、西点为起点,在地平圈上度量,偏北为正,偏南为负,用符号A表示)越大,而且太阳赤纬为正(负)即太阳直射在北(南)半球时,方位角为正(负),亦即太阳升落方位偏北(南)。 根据纬度的差异又可分为以下六种情况: (1)在赤道上看:由于太阳周日圈与地平圈直交,故一年四季太阳都是垂直地升起而又垂直地落下,且太阳赤纬是多少度,太阳升落方位便是多少度,即δ=A。例如:每年11月7日,太阳赤纬约为-16019′即太阳直射南纬16019′,此日的太阳升落方位亦为-16019′,即在赤道上看11月7日这天太阳是从正东偏南16019′处升起,在正西偏南16019′处下落。 (2)在开始出现极昼的纬度上看:由于太阳周日圈最低点与地平圈相切,故太阳升落方位最大为900即与北点或南点重合。例如:6月22日北极圈上开始出现极昼,太阳周日圈全部在地平圈以上,其最低点恰与北点相切,故这天在北极圈上看太阳,是从正东偏北900即正北方位开始升起,而在正西偏北900即正北方位下落到最低点,换句话说就是6月22日在北极圈上看太阳升落方位为+900。 (3)在开始出现极昼的纬度到极点之间看:由于太阳周日圈全部位于地平圈以上而且是倾斜的,故一天中太阳高度仍有变化,太阳开始升起和下落到的最低点方位角均为900即太阳升落方位亦与北点或南点重合。例如:6月22日在700N处看太阳,一天中太阳总在地平以上转圈,只在半夜 时下落到最低点,此时太阳位于正北方天空,方位角为+900。 (4)极昼期间在极点上看:由于太阳周日圈始终平行于地平圈,故一天中的太阳高度没有变化,始终等于该日太阳赤纬,太阳只有方位变化而无所谓升落,因而不存在升落方位问题。例如:12月22日在南极点上看,太阳周日圈始终高出地平23026′,且只有方位变化(每日一周)而无所谓升落,故不存在升落方位问题。 (5)在开始出现极夜的纬度上看:由于太阳周日圈最高点与地平圈相切,故太阳只在正午时在方位为900的一点出现,但刚一露脸即已下落。如8月7日太阳赤纬为+16019′即太阳直射北纬16019′,该日南纬73041′的地方出现极夜,这天太阳只在正午时在方位为900的一点即正北方露一下脸。 (6)在赤道与极昼极夜出现的纬度之间看:由于太阳周日圈与地平圈斜交,且纬度越高,

如何判断太阳升落方位

如何判断太阳升落方位 岑建达(浙江省慈溪市云龙中学315316) 摘要:太阳的升落方位在人们日常生活中经常可观察到,可人们看到的只是本 地太阳升落方位随季节的变化情况。对于不同纬度的太阳升落方位随季节变化的 问题,是地理教学中遇到的疑难问题。本文侧重利用太阳周日视运动图和日照图 两种图解的方法来判断太阳的升落方位,较直观易懂。 关键词:太阳升落方位周日视运动图日照图 “太阳东升西落”,很少会有人去怀疑这句话的真实性。确实,对大部分生活在中低纬地区的人们来说,每天看到的太阳大致都是从东方升起,到西方落下的,很多人还把太阳的出没点作为判断地面上东西方向的标志。然而,严格说来,这句话的适用范围是有条件限制的,而仅用太阳出没点去判断东西方向,有时还会出差错。在春秋分时,全球各地(除极点外)太阳确实都是正东升起、正西落下的,而其他时候,太阳升落方位都会偏离正东、正西方向。如北半球夏至日这天,赤道上太阳是东偏北23026'升起,西偏北23026'落下;450N的地方是东偏北34013'升起,西偏北34013'落下;北极圈上则是东偏北900(即正北)升起,西偏北900(即正北)落下。也就是说,太阳升落方位并不是固定不变的,而是会随着纬度和季节的变化而变化的。那么如何来判断太阳的升落方位呢? 一、利用现有的结论来进行判断 太阳的升落方位会随纬度的变化而变化,也会随季节的变化而变化,简单归纳,大致有以下几种规律: 1、北半球的夏(冬)半年:除出现极昼极夜的地方外,其他各地,无论南北 半球,太阳均从东北(南)升起,西北(南)落下,且纬度越高,太阳的 升落方位越偏北(南)。 2、春秋分日:除极点外,全球各地太阳均正东升起,正西落下。 3、出现极昼的地方(除极点):若位于北半球,太阳从正北升起,正北落下; 若位于南半球,则正南升起,正南落下。 4、极昼期间的极点:太阳高度一直不变,只有方位变化,而无所谓升落。 熟记以上几条规律,能基本解决太阳升落的方位问题。然而缺少理解的记忆是不能过分信赖的。下面我们用两种图解的方法来帮助判断太阳的升落方位。 二、利用太阳周日视运动图来判断 地球绕着太阳转,但在地球上的人看来,太阳每天东升西落,似乎是太阳在绕着地球转,太阳周日视运动图就是记录了人们的这种视觉现象。根据不同纬度不同季节的太阳周日视运动图,我们可以清晰地判断出太阳的升落方位。 对于未出现极昼极夜的地方,同一季节,南北半球的日出日落方位是一致的。

日出日落方位

可以通过数学知识得出任意一个地方在任意一天日出日落的方 位角度,可以用下面的公式: 方位角=90 - 0.5arccos[2(sinM/cosN)^2 - 1] 公式中,M表示的是某天太阳直射的纬度,N表示的是某地的纬度,^2表示平方。下面是太阳升落方位随纬度变化规律: (一)在赤道上(北天极的高度φ=0°,即天赤道和地平圈垂直):一年四季太阳都是垂直地升起而又垂直的落下,且太阳直射点纬度是多少度,太阳升落防卫便是多少度。例如:每年11月7日,太阳直射南纬16°19',此日的太阳升落方位亦为16°19',即在赤道上看11月7日这天太阳是从正东偏南16°19'处升起,在正西偏南16°19'处落下。 (二)在开始出现极昼的纬度上(太阳直射点与刚好出现极昼的纬度互余,即太阳的赤纬与北天极的高度互余):太阳升落方位最大为90° (三)在开始出现极昼的纬度到极点看:一天中太阳高度有变化,太阳开始升起和下落到的最低点方位均为90°。例如:6月22日,在北纬70°处看太阳,一天中太阳总是在地平以上转圈,只在半夜时下落到最低点,此时太阳位于正北方天空。 (四)极昼期间在极点上看(北天极的高度φ=90°,即天赤道和地平圈重合):一天中太阳高度没有变化,始终等于该日太阳直射点纬度,太阳只有方位变化而无所谓升落,因而不存在升落方位问题。

(五)在赤道与极昼极夜出现的纬度之间看:纬度越高,太阳升落的方位角就越大。例如,12月22日,太阳直射点纬度为23°26',赤道上方位角为23°26',南北回归线上为25°41',南北纬45°为34°1 3'(即在北纬45°上,太阳此日从东偏南34°13'地平线上升起,西偏南34°13'落下),极圈上为90°。 感谢mryangfk提供的计算公式,相信科学,应该没错的. 补充一下找到的计算昼夜长短、日出日落时间的通式 计算昼夜长短、日出日落时间的通式 下面是一个计算任意地方在任意一天昼夜长短、日出日落时间的通式,不知道正确不正确,现在贴出来,请大家批评指正。 假设某天太阳直射的纬度为M度(M在+23.5到-23.5之间),观察者所处的纬度为N度(N在+90到-90之间),那么这天N度地点的夜长为: T=(2/15)arccos(tgMtgN) 小时 (1) (说明:如果人在北半球,太阳在南半球,则M应该取负值,那么结果也是负值,该值表示的是北半球那人所看到的昼长。) 日出时刻为arccos(tgMtgN)/15 (当地时刻) (2) 日落时刻为24-arccos(tgMtgN)/15 (当地时刻) (3) 例如,要计算北京在夏至这一天的夜长,已知北京在北纬40度,即N=40,夏至这天太阳直射北纬2 3.5度,即M=23.5,把N和M的值代入(1)式,可计算出这天北京的夜长为9.15小时。 上面的公式中,M和N的地位等同,所以在一定范围内可互换。比方说,某人在北纬20度、太阳在北纬10度与某人在北纬10度、太阳在北纬20度的昼夜长短一样,日出日落时刻也一样。 用上面的公式(1)也可以计算某天极昼和极夜出现的纬度。例如计算太阳在北纬M度这一天,北极出现极昼的纬度。把T=0(极昼时夜长为0)代入(1)式,可以得到N=90-M 。就是说,当太阳在北纬2 0度时,北极出现极昼的最低纬度是北纬70度;当太阳在北回归线(北纬23.5度)这一天,北极出现极昼的最低纬度是北纬66.5度。当然,因为地球两极略扁,不是个标准球,所以计算结果比实际值略大。 上面的公式是在简化的理想条件下得到的,所以是个近似值。简化理想条件是:1假设地球是个标准球体;

如何判断太阳升落方位

如何判断太阳升落方位 岑建达(浙江省慈溪市云龙中学315316) 摘要:太阳的升落方位在人们日常生活中经常可观察到,可人们瞧到的只就是本 地太阳升落方位随季节的变化情况。对于不同纬度的太阳升落方位随季节变化的 问题,就是地理教学中遇到的疑难问题。本文侧重利用太阳周日视运动图与日照图 两种图解的方法来判断太阳的升落方位,较直观易懂。 关键词:太阳升落方位周日视运动图日照图 “太阳东升西落”,很少会有人去怀疑这句话的真实性。确实,对大部分生活在中低纬地区的人们来说,每天瞧到的太阳大致都就是从东方升起,到西方落下的,很多人还把太阳的出没点作为判断地面上东西方向的标志。然而,严格说来,这句话的适用范围就是有条件限制的,而仅用太阳出没点去判断东西方向,有时还会出差错。在春秋分时,全球各地(除极点外)太阳确实都就是正东升起、正西落下的,而其她时候,太阳升落方位都会偏离正东、正西方向。如北半球夏至日这天,赤道上太阳就是东偏北23026'升起,西偏北23026'落下;450N的地方就是东偏北34013'升起,西偏北34013'落下;北极圈上则就是东偏北900(即正北)升起,西偏北900(即正北)落下。也就就是说,太阳升落方位并不就是固定不变的,而就是会随着纬度与季节的变化而变化的。那么如何来判断太阳的升落方位呢? 一、利用现有的结论来进行判断 太阳的升落方位会随纬度的变化而变化,也会随季节的变化而变化,简单归纳,大致有以下几种规律: 1、北半球的夏(冬)半年:除出现极昼极夜的地方外,其她各地,无论南北半球,太 阳均从东北(南)升起,西北(南)落下,且纬度越高,太阳的升落方位越偏北 (南)。 2、春秋分日:除极点外,全球各地太阳均正东升起,正西落下。 3、出现极昼的地方(除极点):若位于北半球,太阳从正北升起,正北落下;若位于 南半球,则正南升起,正南落下。 4、极昼期间的极点:太阳高度一直不变,只有方位变化,而无所谓升落。 熟记以上几条规律,能基本解决太阳升落的方位问题。然而缺少理解的记忆就是不能过分信赖的。下面我们用两种图解的方法来帮助判断太阳的升落方位。 二、利用太阳周日视运动图来判断 地球绕着太阳转,但在地球上的人瞧来,太阳每天东升西落,似乎就是太阳在绕着地球转,太阳周日视运动图就就是记录了人们的这种视觉现象。根据不同纬度不同季节的太阳周日视运动图,我们可以清晰地判断出太阳的升落方位。 对于未出现极昼极夜的地方,同一季节,南北半球的日出日落方位就是一致的。 如图1与图2分别表示观测点在00—23026'N 间与23026'N以北(不包括极昼、

《太阳视运动与日出日落方位》教案

《太阳视运动与日出日落方位》教案 教学目标 1.了解太阳视运动路径的变化规律 2.理解全球各地的日出日落方位 教学重点 理解太阳视运动路径的变化规律 教学难点 极昼极夜地区的日出、日落方位 课时安排 一课时 教学过程 【导入新课】 太阳视运动路径的变化和日出日落方位问题是高中地理的难点,需要大家理解这两个知识点,单靠死记硬背是没有用的。 【探究新课】 一、太阳视运动的概念 地球绕地轴自西向东自转,同时绕太阳自西向东公转,这样在我们的眼里,太阳一天中东升西落,同时在一年中每天东升西落又有规律地产生一定的变化,我们把这些太阳在天空中运动的轨迹,称为太阳的视运动。 二、太阳出没的方位: 平常我们说太阳东升西落,而实际上,太阳只有在春分和秋分,即太阳直射赤道时才是严格意义上的东升西落,其余的时候太阳升落方向都向北或向南有一定的偏移。 当太阳直射点位于北半球时,太阳升起的方位为东偏北,太阳落下方位为西偏北,即东北升,西北落,全球如此。观察点越偏北,太阳升落的方位就越偏北。同一地点,太阳直射点越偏北,即越靠近北回归线,太阳升落的方位也越偏北。太阳直射在南半球时,情况正好相反,即东南升,西南落。 太阳升落的方位可以从光照图的晨线上和昏线上读出,如下图。

正午太阳高度 北纬40°附近二分二至正午太阳高度和昼夜长短变化 73°26′ 夏至 50° 春\秋分 26°34′ 冬至 昼长时间 15小时 12小时 9小时 太阳升落方位 东北升西北落 正东升正西落 东南升西南落 三、正午太阳的方位: 夏半年,太阳从东偏北升起,从西偏北落下。冬半年,太阳从东偏南升起,从西偏南落下。但并不代表太阳正午一定跟着偏北或者偏南。 正午太阳的位置一定位于正南或者正北,但究竟是位于正南还是位于正北,这取决于太阳直射点与与观察者所处的纬度。直射点偏南,正午太阳则偏南,直射点偏北,正午太阳偏北。 我们还是举例说明正午太阳的方位。我国海南省海口市,大约位于20°N ,同样位于夏半年,当太阳直射点位于赤道附近时,则正午太阳偏南,当太阳直射点位于北回归线附近时,则正午太阳偏北。 还有一点需要说明,正午太阳的位置与地面上物体的影子方向始终是反的,即太阳位于正南,则影子在正北方向,太阳位于正北,影子在正南方向。 上图为北京在二分二至时正午太阳高度和昼夜长短变化情况。春秋分时,太阳直射赤道,太阳从正东升起,正西落下,正午太阳高度约50°,正午日影偏北,此时昼夜平分。夏至时,太阳直射在北回归线,太阳东北升、西北落,正午太阳高度约73.5°,正午日影仍向北,但日影较短,此时昼长夜短。冬至时,太阳直射南回归线,太阳东南升、西南落,正午太阳高度角约为26.5°,正午太阳日影仍向北,但日影较长,此时昼短夜长。 四、极地地区太阳周日视运动: 太阳东升西落,而实际上其他的星星(大部分是恒星)也是东升西落,只是由于太阳的 太 阳 光 太 阳 光 晨 线 晨 昏 昏 线 线 线 夏至日 冬至日 太阳升落方位示意图

太阳方位

太阳方位 一、太阳出没的方位: 平常我们说太阳东升西落,而实际上,太阳只有在春分和秋分,即太阳直射赤道时才是严格意义上的东升西落,其余的时候太阳升落方向都向北或向南有一定的偏移。 当太阳直射点位于北半球时,太阳升起的方位为东偏北,太阳落下方位为西偏北,即东北升,西北落,全球如此。观察点越偏北,太阳升落的方位就越偏北。同一地点,太阳直射点越偏北,即越靠近北回归线,太阳升落的方位也越偏北。太阳直射在南半球时,情况正好相反,即东南升,西南落。 太阳升落的方位可以从光照图的晨线上和昏线上读出,如图1.21。 二、正午太阳的方位: 夏半年,太阳从东偏北升起,从西偏北落下。冬半年,太阳从东偏南升起,从西偏南落下。但并不代表太阳正午一定跟着偏北或者偏南。 正午太阳的位置一定位于正南或者正北,但究竟是位于正南还是位于正北,这取决于太阳直射点与与观察者所处的纬度。直射点偏南,正午太阳则偏南,直射点偏北,正午太阳偏北。 我们还是举例说明正午太阳的方位。我国海南省海口市,大约位于20°N,同样位于夏半年,当太阳直射点位于赤道附近时,则正午太阳偏南,当太阳直射点位于北回归线附近时,则正午太阳偏北。 还有一点需要说明,正午太阳的位置与地面上物体的影子方向始终是反的,即太阳位于正南,则影子在正北方向,太阳位于正北,影子在正南方向。 图1.22为北京在二分二至时正午太阳高度和昼夜长短变化情况。春秋分时,太阳直射赤道,太阳从正东升起,正西落下,正午太阳高度约50°,正午日影偏北,此时昼夜平分。夏至时,太阳直射在北回归线,太阳东北升、西北落,正午太阳高度约73.5°,正午日影仍

向北,但日影较短,此时昼长夜短。冬至时,太阳直射南回归线,太阳东南升、西南落,正午太阳高度角约为26.5°,正午太阳仍向北,但日影较长,此时昼短夜长。

巧用日照图解释太阳升落的方位问题

巧用日照图解释太阳升落的方位问题 人们常说:"太阳东升西落",而且习惯以日出地平线的一点代表东方,日落地平线的一点代表西方。在人们心目中,太阳的出没点是判断地面东西方向的标志。然而,严格说来,仅把太阳的出没地点作为地平面正东西方向的判断标准显然是不正确的。因为,由于地球的自转和公转运动,以及黄赤交角的存在,使得在地球表面上,同一纬度地点的不同季节,或者同一季节的不同纬度地点,太阳在地平线上东升西落的地点均会发生明显的变化,不可能各地总是在固定的正东点和正西点。那么,相对于地平线太阳到底出没在哪里?一年内太阳出没地点又是怎样变化的呢? 结论是,不论是南半球还是北半球的任何地点(出现极昼和极夜的区域除外),其太阳出没点的地平方位是偏南还是偏北,取决于太阳直射南半球还是北半球,而与观测地点位于南北半球无关。具体来说: 1、从理论上讲,在两分日时,太阳直射赤道,全球各地太阳正东升,正西落(极点除外); 2、北半球的夏半年,太阳直射点在北半球,全球各地太阳东北升,西北落,而且纬 度越高,太阳升落的方位越偏北,南北半球均如此(极点和出 现极昼夜的地方除外); 3、北半球的冬半年,太阳直射南半球,全球各地太阳东 南升,西南落,纬度越高,太阳升落的方位越偏南(极点和出 现极昼夜的地方除外)。 4、就某一地点而言,在太阳直射点向北运动期间,太阳 升落的方位将日渐偏北;反之则日渐偏南。 5、南北极点上,太阳高度在一天中是不变的(即太阳周日视运动轨迹总是与极点的地平圈平行),太阳在一天中没有明显的升起和落下。 但如何解释以上结论呢?传统的方法是引用地平坐标系,结合太阳在不同时期的周日视运动轨迹来解决,定量分析还要用到球面三角知识,这些内容对中学生而言无疑较难(也超出了教学大纲和考试大纲的要求)。笔者通过教学实践发现,用学生熟悉的日照图,结合中学生掌握的相关知识就可较好地解决这一问题。 如图1是太阳直射北半球的情况(以北半球的夏至日为例),图中昼夜半球的分界线是晨线,晨线上的A、B、C、D、E各点(其中A、E两点刚好在晨昏线的交点处)正值

如何判断太阳升落方位

野外迷失方向如何判断方位 1、利用指北针判定方位指北针(又名指南针),是从我国古代发明的“司南”逐渐改进而成的。指北针是由磁针、刻度盘、方位玻璃框、角度摆、距离估定器、里程表、直尺和反光镜等部件组成,可用来判定方向、标定地图、测定方位角、量测距离和坡度、图上量测里程等。指北针的针尖含有两种磁性,在地球南北极磁场的吸引下,它的针尖永远指着南方和北方。判定方位时的要领是将指北针平放,待磁针静止后,磁针涂有夜光剂的一端(或黑色尖端)所指的方向,就是现地磁北方向。使用指北针以前,应检查磁针是否灵敏,还应避开高压线和金属物体。在磁铁矿和磁力异常地区不能使用。 2、利用月亮和星座判定方位北极星是正北天空一颗较亮的恒星,夜间找出北极星,就找到了正北方向。我国在北半球,终年晴空夜间都能看到它。北极星位于小熊星座的尾端,因为熊星座比较暗淡,所以通常根据大熊星座(即北斗七星,俗称勺子星)和仙后星座(即女帝星座,又叫W星座)来寻找。大熊星座由七颗明亮的星组成,形状像一把倒扣的勺子,将勺子外端甲、乙两星的连线向勺口方向延长,约为两星距五倍处的那颗星,就是北极星。仙后星座是由五颗明亮的星组成,形状很像一个“W”字母。在W字母的缺口方向,约为缺口宽度两倍处的那颗星,就是北极星。 3、利用太阳和手表判定方位判定的方法要领:先把手表放平,以时针所指时数(以每天24小时计算)的折半位置对向太阳,表盘上“12”这个数的指向,就是北方。比如,我们在某地上午8时判定方位,折半位置是4时,则以表盘中心与“4”字延长线对向太阳,“12”的指向就是北方。若在下午2时40分(即14时40分)判定,折半是7时20分,应以表盘中心与“7”时后两小格的延长线对向太阳,则“12”字的方向即为北方。为了记忆方便,我们编了顺口溜:“时数折半对太阳,12指向是北方。”为便于判定,可在时数折半的位置竖一细针或细草棍,转动时表,使针影通过表盘中心,这时表盘中心与“12”字延长线方向即为北方。但要注意,手表上的时间,必须换算成当地时间。我国大部分地区都使用北京时间,即东经120°的时间(东8时区),由于经度不同,在同一北京标准时间内,各地所见太阳的位置也不同。因此,在远离东经120°的地区判定方位时,应将北京时间换算为当地时间。每向东15°,其当地时间应是将北京标准时间加上1小时,每向西15°,就减去1小时。 4、利用自然特征判定方位 (1)独立大树,通常是南面枝叶茂密,树皮较光滑;北面枝叶较稀少,树皮粗糙,有时还长青苔。砍伐后,树桩上的年轮,北面间隔小,南面间隔大。也可以观察树皮的细、粗情况,观察一段树皮,树皮粗糙的一边是北方,树皮光滑的一边是南方。 (2)突出地面的物体,如土堆、土堤、田埂、独立岩石和建筑物等,南面干燥,青草茂密,冬季积雪融化较快;北面潮湿,易生青苔,积雪融化较慢。 (3)我国大部地区,尤其是北方,庙宇、宝塔的正门多朝南方;广大农村住房的正门一般也多朝南开。由于我国幅员广大,土地辽阔,各地都有不同的特征,只要留心观察,注意调查、收集和研究,就会找到判定方向的自然特征。 (4)请教动物。许多动物对于方向的辨认非常敏感,如:大雁飞行的方向是,秋季向南方飞,春季向北方飞。蚂蚁的洞口一般朝南方开,蝎子的洞口一般朝北方开。如何判断太阳升落方位 岑建达(浙江省慈溪市云龙中学315316) 摘要:太阳的升落方位在人们日常生活中经常可观察到,可人们看到的只是本地太阳升落方位随季节的变化情况。对于不同纬度的太阳升落方位随季节变化的问题,是地理教学中遇到的疑难问题。本文侧重利用太阳周日视运动图和日照图两种图解的方法来判断太阳的升落方

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