太阳视运动轨迹图的判读

太阳视运动轨迹图的判读

【知识总结】

太阳视运动轨迹图是以观测点为中心，目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。太阳东升西落，并不是太阳绕着地球运动，其实质是地球自西向东自转的反映，是一种相对运动。

一.太阳视运动规律

1.日出、日落方位的变化规律

(1)二分日时，全球太阳从正东升起，正西落下。

(2)夏半年时，全球（除极昼、极夜地区）太阳从东北升起，西北落下；极昼地区（除极点）太阳从正北升起，正北落下。

(3)冬半年时，全球（除极昼、极夜地区）太阳从东南升起，西南落下；极昼地区（除极点）太阳从正南升起，正南落下。

2.正午太阳方位的变化规律

如图所示北半球部分地区正午太阳朝向，其中a代表夏至日太阳光线，b代表春秋分日太阳光线，c 代表冬至日太阳光线（光线并不完全准确，只是示意光线）。

在北半球中高纬地区，一年四季正午太阳始终在正南方，这是因为我们在北回归线以北地区，太阳一年四季都直射在南面，所以我们一带为获得最多的太阳光照，房子一般“坐南朝北”。那么地球上其它地区正午太阳方位如何。热带地区正午太阳的方向一年中有时朝北，有时朝南，温带和寒带地区，一年中只朝向一个方向，北温带和北寒带太阳一直朝南，而南温带和南寒带太阳一直朝北，由此可推出正午太阳的方位与直射点的方位相同，与正午日影的方位相反。由此我们可以得出这么一个规律：

(1)北回归线以北地区，正午时太阳始终位于正南方；南回归线以南地区，正午时太阳始终位于正北方。

(2)北回归线上，夏至日正午太阳位于天顶,其他日期正午太阳位于正南方。南回归线上，冬至日正午时太阳位于天顶,其他日期正午太阳位于正北方。

(3) 太阳直射的区域，直射那天正午太阳位于天顶,其他日期正午太阳位于正南方或正北方。 3.极昼期间的太阳视运动

⑴极昼圈（发生极昼的最低纬线圈）上太阳周日视运动状况

极昼圈上，全天24小时内太阳高度最小值为0°，当地时间0时（或24时），太阳视运动轨迹与地平圈相切；太阳高度最大值就是当地正午太阳高度，其大小为阳光直射点所在纬度数的2倍（根据正午太阳高度的计算公式即可推知）。

例如，当阳光某日直射南、北纬h °时，极昼圈（其纬度为南、北纬（90°－h °）上某地点太阳高度的日变化曲线及其视运动轨迹，如图4、图5（南半球极昼圈太阳视运动图）和图6（北半球极昼圈太阳视运动图）所示

4.极昼圈与极点之间地区的太阳周日视运动状况

在极点与极昼圈之间的极昼地带，全天24小时太阳高度角都大于0°，其中日最小太阳高度角与正午太阳高度角之和等于阳光直射点纬度数的2倍，并且日最小太阳高度角的度数等于该地纬度与极昼圈之间相隔的纬度数。例如，当阳光某日直射南、北纬h °时，极昼圈纬度为90°－h °，此时处于极点与极昼圈之间地带的某地点太阳高度日变化曲线及太阳视运动图如图7、图8（南半球图）和图9（北半球图）所示。

h h 图7

S

W

图6

S

W 地平圈

图5

2h 0 12 24 时刻

图4

5.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，始终等于该日太阳直射点的纬度数，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。

当阳光某日直射南、北纬h °时，南、北极点太阳高度角的日变化曲线及其视运动轨迹，如图1、图2（南极点图）和图3（北极点图）所示。

提示：①极昼区太阳周日视运动：在北半球地平圈上看来，太阳视运动表现为顺时针（自左向右，升落于正北方，中午在正南）方向，而南半球则为逆时针（自右向左）方向。

② 阳光直射点南北移动的日内变化忽略不计，同纬度地点太阳视运动轨迹相同。 6.太阳视运动图判断原则

1．对任一地而言，不同日期太阳周日视运动轨迹都是平行的。 2．昼夜长短比较，为地平面之上轨迹线与地平面之下轨迹线 的比较。图中可见：春分昼夜等长；夏至昼长而夜短；冬至相反。 3．可确定正午太阳方位。如图，A 点，太阳上中天；H 为 冬至日正午太阳高度（正午太阳与地平面中心点的 连线和地平面之间的夹角）；地方时为12点；太阳位于正南方向。 4．根据日出日落方位（运动轨迹线与地平面东侧交点为日出，西

地平圈 图3

E 地平圈

图9

图2

0 12 24 时刻

h 图

1

N

E 地平圈

图8

侧为日落），可以确定直射点的大致范围和季节。图中可看出：正东升正西落，则直射点在赤道上，为春秋分日；东北升西北落，则直射点在北半球，为夏半年；东南升西南落，则直射点在南半球，为冬半年。

5．可根据二分二至正午太阳位置确定当地的纬度范围。图中正午太阳始终在南面，所以此地为北回归线以北。

6．利用正午太阳高度可确定太阳直射点的纬度位置或当地纬度（正午太阳高度=90°—直射点和当地的纬距）。如果H为30°，则纬距为60°，冬至日直射点在23°26′，所以当地纬度=60°—23°26′=36°34′N。

【典例精析】

1.读“某地点二分二至日正午太阳高度和昼夜长短的变化示意图”。箭头所示为太阳在天空运行的方向和轨迹，完成下列问题。

（1）该地点位于（南或北）半球上。

（2）该地点夏至日正午太阳高度为。

（3）太阳沿轨迹①在天空运行时，这一天该地点夜长为小时。

（4）当太阳沿轨迹①运行到天空最高点时，北京时间为6月22日20时，据此可确定该地点的经度是。

解析：根据正午太阳高度角的大小，确定轨迹①②③节气分别为为夏至、二分和冬至。由全年正午时太阳始终位于正南方，可推出该地为北半球。据该地冬至日的正午太阳高度为26°34′，可求出该地的纬度为40°N，由此算出夏至的正午太阳高度为73°26′。由轨迹①的日出地方时为4：30，可推出该地日落地方时为19：30，则这一天的昼长为15小时，夜长为9小时。当太阳沿轨迹①运行到天空最高点时，即本地地方时为12时，北京为20时，该地比北京时间晚8个小时，可推知该地经度为0°。

答案：（1）北 （2）73°26′ （3）9 （4）0°

下图表示北半球某地某日的太阳视运动路径，图中椭圆为地平圈，太阳位于正南方天空。图中∠α=23°26′，∠β=32°34′。据图完成8～10题。

8.若该地西侧为东半球，东侧为西半球，则此时北京时间是（）

A．21时20分B．9时20分C．15时40分D．6时40分

9.此日是（）

A．6月22日B．12月22日C．3月21日D．9月23日

10.与该地正午太阳高度相同的另一地点的纬度为（）

A．80°52′N B．34°N C．80°52′S D．34°S

BAD

2.某年6月22日，“网络天文爱好者协会”的四位会员图示了各自所在地的太阳视运动状况，四幅图如下，试完成4～5题

4.四位会员所在的纬度，由低到高的正确排序是（）

A．丙甲乙丁 B．乙甲丁丙

C ．甲丙丁乙 D．甲乙丙丁

5.对纬度介于甲乙之间的人们来说（）

A．正午时，太阳位于人们的北方上中天

B．正午时，太阳位于人们的南方上中天

C． 6月22日这一天，太阳从东南方向升起，到西南方向落下

D． 6月22日这一天，太阳从正东方向升起，到正西方向落下

答案：D B

下图是北半球某地某日太阳视运动图，当太阳位于A点时,北京时间为6点。读图，回答6～7题。

6．观察地点的地理坐标可能是()

Ａ．66°N，30°E Ｂ．46°N，150°W

Ｃ．68°N，150°W Ｄ．70°N，30°E

7．此日该地太阳升起的方向和时刻（）

Ａ．地平正北方向0时Ｂ．地平东北方向4时

Ｃ．地平东南方向8时Ｄ．地平正东方向6时

答案：C A

8.读我国某地二分二至日太阳视运动曲线图，回答有关问题：

(1)图中太阳东升西落实质上是运动的体现。

(2)据图该地的地理纬度是，判断依据是。

(3)①②③三条表示太阳视运动的曲线中，表示冬至日的是，这一天该地正午太阳高度角是。

(4)当该地太阳视运动曲线如图中③所示时，该地昼长约小时。当该地太阳视运动曲线如图②所示时，哈尔滨的昼夜长短状况是，原因是。【答案】8．(1)地球自转

(2)40°N，北极星与该地地平面交角为40°。

(3)③ 26°34′

(4) 9 昼夜等长，此时为春分日或秋分日，全球各地昼夜平分