【高中地理】太阳升落方位的变化规律

【高中地理】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：
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。

感谢您的阅读，祝您生活愉快。