夏半年地方时6：00的太阳方位问题研究
日出日落的方位角度计算公式
计算日出日落的方位角度公式要计算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。
例如，北京在北纬40度，则N=40，夏至这一天太阳在北纬23.5度（太阳直射北纬23.5度），即M=23.5，把N和M的值代入上式，可求得方位角=31度意思是，夏至这一天，在北京的人看来，太阳是从东偏北31度的方位升起的，是在西偏北31度的方位落下的。
说明：1本公式是在理想条件下推导出来的，即假设地球是个标准球体。
而实际上地球两极略扁，而且各地也有高山、洼地等，所以计算结果可能与实测结果有一点误差。
2 太阳围绕地球旋转的轨迹实际上是螺旋线（好象在地球外面套一根弹簧），所以实际上每天日出和日落的方位角稍微有点差别。
例如，在春分到夏至这段时间，日出方位角要略小于日落方位角。
昼夜长短的计算公式：Cost=-tgδ*tgφ太阳视位置太阳视位置指从地面上看到的太阳的位置，用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。
太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，其值在0°到90°之间变化，日出日落时为零，太阳在正天顶上为90°（本万年历中显示的高度角均已进行了蒙气差的订正，蒙气差值取自天文年历）。
太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。
方位角以正南方向为零，由南向东向北为负，由南向西向北为正，如太阳在正东方，方位角为-90°，在正东北方时，方位为-135°，在正西方时方位角为90°，在正北方时为±180°。
实际上太阳并不总是东升西落，只有在春秋分两天，太阳是从正东方升，正西方落。
在北半球，从春分到秋分的夏半年中，太阳从东偏北的方向升（方位角为-90°到-180°之间），在西偏北的方向落（方位角为90°到180°之间）；而从秋分到下一年春分的冬半年中，太阳从东偏南的方向升（方位角为-90°到0°之间），在西偏南的方向落（方位角为0°到90°之间）。
太阳周日视运动
太阳周日视运动：太阳出没时间和方位问题由太阳周日视运动规律易知，当太阳直射北半球时，全球太阳东北升西北落，北半球日出时间（地方时）早于6：00。
同理，当太阳直射南半球时，全球太阳东北南升西南落，南半球日出时间（地方时）早于6：00。
地方时6：00的太阳方位自然成为一个人们关注的问题。
由于太阳直射赤道时，全球太阳正东升正西落，且日出时间为地方时6：00，不少人错误地认为，夏半年，在地方时6：00，太阳刚好于东北（或东南）运行到正东位置。
果真如此吗？一、夏半年地方时6：00时太阳方位的定性分析1、北半球温带和寒带地区下图（图1）为北半球温带地区，二分日与夏至日太阳周日视运动示意图。
ESWN为地平圈，E、S、W、N分别表示东南西北方。
O为观察点。
弧EDW为二分日太阳视运动轨迹。
弧ABC为夏至日太阳视运动轨迹，O′为夏至日太阳视运动轨迹的中心。
过O′作EW的平行线交弧ABC于E′、W′，E′W′平分该日太阳视运动轨迹，故E′、W′分别表示当地时间6：00和18：00的太阳位置。
如果将E′、W′垂直投影到地平圈上，它们的投影明显分别位于东北和西南方。
同理可知，南半球温带和寒带地区，夏半年，6：00和18：00的太阳方位分别为东南和西南。
经过一段时间，太阳会运行到正东和正西方向。
2、北半球热带地区和赤道地区北半球热带地区和赤道地区，夏至日太阳视运动轨迹如图2、图3。
夏至日太阳直射北回归线，热带地区正午太阳位于天顶以北。
因此，在地方时6：00和18：00，太阳分别位于东北方和西南方，而且，在一天当中根本到达不了正东方。
二、夏半年地方时6：00时太阳方位的定量计算以北半球温带地为例。
如图4，去掉图1中二分日视运动轨迹，连接OB，作O′在地平面上垂直投影O″，作W′在地平面上的重击投影W″，连接OW″。
∠WOW″即为日落时的太阳为位角，此角与日出方位角大小相等。
设天球半径为R，δ为太阳直射点的纬度，φ为观察点的地理纬度。
正午太阳高度(知识分析)
地球运动-正午太阳高度及其变化（常考知识点）一，日出，日落，正午，太阳的方位和物影的方位及朝向，影长地方时与太阳的位置北0点北12点西18点东6点西18点东6点南12点南0点北回归线以北南回归线以南原理：北半球夏半年--日出6点以前（南半球冬半年--日出6点以后）：东北升，西北落。
（极昼区除外）如例1，2题。
北半球冬半年--日出6点以后（南半球夏半年--日出6点以前）：东南升，西南落。
（极昼区除外）同一地点，一年中有两天日出，日落的方位角相同。
二分日，全球各地日出6点：东升，西落北半球的切点，日出，日落方向为正北。
南半球的切点，日出，日落方向为正南。
北半球某地南半球某地（北半球节气）正午太阳方位：北回归线以北，正午太阳在南方。
南回归线以南，正午太阳在北方。
南北回归线之间，正午太阳有时在南，有时在北，若在北的时间长于在南的时间，为南半球。
反之在北的时间短于在南的时间，为北半球。
影子朝向总是背向太阳，且太阳高度越大，影子越短。
影子在地面转动角度与昼夜长短有关。
当地昼越长，影子在地面转动角度就越大。
如例4题第2小题（太阳照射与影子关系的一般规律是，若太阳从正东照，影子在正西；从正南照，影子在正北；从东北照，影子在西南。
只有南北极点是太阳从什么方向照来，影子就向什么方向延伸，这是因为北极点周围的任何方向都是正南，南极点周围的任何方向都是正北。
北回归线以北地区正午日影朝北，夏至日(6月22日)最短，冬至日(12月22日)最长；南北回归线之间的地区正午日影可以朝北，也可以朝南，且直射时无影子。
）例3题第2小题。
例4题第1小题注：一天中影子最短，或影长为0，地方时为12点。
如例3题第1小题例1.6月上旬某地约5时(地方时)日出，该地看到的日出和日落方向分别为( )第1页A．正东，正西 B．东南，西南 C．东北，西北D．东南，西北例2， 2013年4月5日，我国帆船物驾驶“青岛号”帆船荣归青岛港，实现了中国人民首次单人不间断环球航行。
太阳方位的思考
2013-07新视角同一地点，同一时刻，太阳的方位是否应该一样？特别是回归线以外的地方。
每天地方时的12点，北回归线以北的太阳一定在正南方，只是太阳高度不同。
每天地方时的6时，北回归线以北的太阳一定在正东方，即使在地平线以下。
地球的方向的确定的依据：地球的自转方向！北回归线以北，太阳方位与时间的关系：N（12时）（6时）W（18时北回归线以北，太阳方位与时间的关系对于太阳视运动方位的问题，我一直在思考，并用图示的方式与现实的方式，在证明自己的思考。
以下这是我的思考的其中一点：在北回归线以北，太阳方位与时间有如下关系：同一地点（北回归线以北）地方时6时、18时，12时、0时（24时）太阳方位一定在：正东、正西、正南、正北（如上图）。
用这一结论显然可以解决许多问题：如北半球夏半年，北半球昼长夜短，6点前日出如5时，方位在东北；18时日落如19时，方位在“西北”。
北半球冬半年，6点后日出，如7点太阳在“东南”日出，18时前日落，如17时，在西南方向日落。
北极附近若出现极昼，极昼区各地0点日出（或一天之中太阳高度最小），方位正北方；正午12点太阳在正南方。
南回归线以南，太阳方位与时间的关系：N（0时）（6时）W（18时南回归线以南，太阳方位与时间的关系在南回归线以南，太阳方位与时间有如下关系：地方时6时、18时，12时、0时（24时）太阳方位一定在：正东、正西、正北、正南（如上图）。
春秋分，太阳直射赤道，全球各地正东日出，正西日落；太阳直射南半球，南温带为夏半年，昼长夜短，6点前日出，方位东南，18点后日落，方位西南；太阳直射北半球，南半球冬半年，6点后日出，如7点太阳在“东北”日出，18时前日落，如17时，在西北方向日落。
南极附近若出现极昼，极昼区各地0点日出（或一天之中太阳高度最小），方位正南方；正午12点太阳在正北方。
（作者单位河南省济源第一中学）太阳方位的思考文/侯卫峰设置作业与批改是老师与学生交流的重要渠道，打破传统作业设置一刀切、作业批改简单化的传统模式，提高作业设置与批改有效性，激发学生学习数学的自主性与积极性，为此笔者做了以下尝试与探索。
太阳高度角的有关问题
试析太阳高度角的有关问题太阳高度角在整个高中地理知识中，是学生学习、理解最困难的知识点之一，对学生能力要求高。
它与实际生产、生活联系紧密，应用意义强，常成为出题者光顾的对象。
在备考复习中，可从以下方面突破该难点。
首先要分清是太阳高度角还是正午太阳高度角的问题。
虽然正午太阳高度角是太阳高度角的特殊情况，但在考查的知识方面二者还是有所差异，下面分别探讨之。
一：太阳高度角的有关问题（一）太阳高度角的分布：任一时刻的太阳高度角都以直射点为圆心，呈同心圈状向外逐渐递减。
如图1，圆心为直射点，太阳高度角为90º，外圆为晨昏圈，太阳高度角为0º。
（即昼半球的太阳高度角大于0º，夜半球的太阳高度角小于0º。
）（二）太阳高度角的大小与影子长短的关系：1：太阳高度角越大，物体的影子越短；太阳高度角越小，物体的影子越长(影子的方向在太阳的相反方向)。
因此一天中，日出、日落时的影子最长，正午时的影子最短。
据此，当告诉物体影子达一天中最短时，说明该地地方时为12点，若是影子缩为零，则太阳直射该地。
2：根据物体影子还可推知以下知识点。
据日出、日落时的物体影子朝向，推知日出、日落的方向，从而得知太阳直射半球。
如：若日出时物体的影子朝向西南，日落时物体的影子朝向东南，则说明日出东北方日落西北方，太阳直射北半球；若日出时物体的影子朝向西北，日落时物体的影子朝向东北，则说明日出东南方日落西南方，太阳直射南半球；若日出时物体的影子朝向正西，日落时物体的影子朝向正东，则说明日出正东方日落正西方，太阳直射赤道。
（三）太阳高度角的日变化分布图太阳高度角1：极点：在极点上看太阳，太阳在地平圈以上23作圆周运动，表现为不升不落。
这是因为一天中极点离太阳的距离都相等的缘故。
如图2所示：太阳0 12 24（小时）高度在坐标图上呈一直线。
且可推知以下两个知识点：（1）极点上，一年中在极昼期太阳高度在0º到23.5º间变化。
太阳升落的方位分析
0 6 12
c 18 24
正午太阳高度 90º 83º26'
60º
d
23º26'
c
6 12（北京时间） 春分 夏至 秋分
e a b
d
冬至 春分
正午太阳高度 90º
ab 23º26' 10º
N 90º 60º 30º 0º 30º
cd 60º 90ºS
白昼长度
24 （小时）
d
12'
c
ab N 90º 60º 30º 0º 30º 60º 90ºS
太阳直射北半球的影子方位
北半球回归线至北极圈之间（非极昼区）的太阳方位和影子方位
天黑时刻 N 天亮时刻
太阳西北落影子东南
太阳东北升影子西南
W
E
12:00 中午太阳正南影子正北
直射点以南非极夜地区的太阳方位和影子方位
太阳西北落影子东天南黑中时午刻太阳正12北:00影子天正亮南时太阳刻东北升影子西南
W
C.①②④
D .①③④
间
解析：3.午间即正午，太阳只有可能位于正北 或正南，故房屋的朝向可能是座北朝南或座南 朝北。
4.当北京时间11：30，当地正好12点，推测 当地经度为127°30′E，且秋分日屋内地面光 照面积与门的面积相同，说明该日正午太阳高 度为45°，推测当地的纬度为45°N，由此可 能位于我国的松嫩平原。
C．巴西高原 D．北美洲五大湖地区
(2)仅考虑地球运动，图示窗户、屋檐搭配
对室内光热的影响有( C )
①利于夏季遮阳，冬季采光 ②冬至到春
分，正午室内的日照面积逐渐增大 ③春分
到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强 ④
利于减少室内能源消耗
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。
关于地方时6时太阳方位的讨论
关于地方时6时太阳方位的讨论作者：钟华汪为青严佳楠来源：《地理教育》2024年第03期摘要：2023年山东高考地理卷的地球运动试题中关于太阳正东方位对应时间的话题引起热议。
本文首先对该组试题进行详解与评析，然后对“地方时6时太阳位于正东方位”观点进行质疑、验证，并进行原理剖析，总结出地方时6时太阳方位规律和太阳正东方位的时间规律。
最后，针对典型谬误试题进行纠错，并提出了教学建议。
关键词：地方时6时；太阳方位；地球运动；高考试题中图分类号：G633.55 文献标识码：A 文章编号：1005-5207（2024）03-0042-05一、试题呈现（2023年山东卷）某文化广场（37°N，105°E）上的十二生肖石像均匀排列成圆形，生肖鼠位于正北方，小明在圆中心竖立一根细杆，以观察太阳周日視运动变化。
图1示意夏至日两个时刻的杆影指向。
据此完成下题。
1.该地夏至日地方时16：00时，杆影指向A.生肖虎B.生肖虎与兔之间C.生肖兔D.生肖兔与龙之间2.11月至次年2月，一日内被杆影指向的生肖石像个数最多为A.5个B.6个C.7个D.8个参考答案：1.D 2.A二、试题解读与评析1.试题解读第1题，已知信息是北京时间9：20杆影指向正西，当地为105°E，换算成地方时为8：20。
下午杆影指向正东时，是地方时几点？可以用对称法，日出时间与日落时间关于正午（地方时12时）对称，杆影指向正西与正东的地方时也是关于正午对称的，由此可算出杆影正东的地方时为15：40。
20分钟后的16：00，太阳往西偏北移动，杆影应向龙的方向（东南方）移动，所以地方时16：00杆影应位于生肖兔与龙之间，选D。
第2题，春秋分时，日出指向正西，日落指向正东，正午指向正北，理论上，一日内经过7个石像。
对北半球北回归线以北地区而言，杆影一日内扫过的角度值，冬至日最小，小于180°；夏至日最大，大于180°。
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夏半年地方时66：00的太阳方位问题研究
湖北省大冶市第一中学 程良安
邮编：435100
邮箱：banhu4542@
一、温带和寒带地区
下图为北半球温带地区，二分日与夏至日太阳周日视运动示意图。
ESWN 为地平圈，E 、S 、W 、N 分别表示东南西北方。
O 为观察点。
弧EDW 为二分日太阳视运动轨迹。
弧ABC 为夏至日太阳视运动轨迹，O ′为夏至日太阳视运动轨迹的中心。
由上图易知，夏至日，太阳直射北半球，太阳东北升西北落；二分日，太阳直射赤道，太阳正东升正西落。
在春秋分日，全球都是地方时6：00日出，6：00太阳位于正东方。
太阳直射北半球时，北半球日出时间早于6：00，日出时太阳位于东北方向，那么，在地方时6：00太阳是不是正好从东北方移到了正东呢？
过O ′作EW 的平行线交弧ABC 于E ′、W ′，则E ′、W ′分别表示当地时间6：00和18：00的太阳位置。
如果将E ′、W ′垂直投影到地平圈上，它们的投影明显分别位于东北和西南方。
由此可知，地方6：00与18：00的太阳方位分别为东北和西南，而不是正东和正西方向。
经过一段时间，太阳会运行到正东和正西方向。
上图是以北半球温带地区为例。
这一规律也适用于除极点外的寒带地区(极昼期不存在日出方位，极点的太阳方位不能用东南西北表示，只能用经度表示)。
南半球温带和寒带地区，夏半年，6：00和18：00的太阳方位分别为东南和西北。
经过一段时间，太阳会运行到正东和正西方向。
S
二、热带地区
北半球热带地区，夏至日太阳视运动轨迹如下图。
夏至日太阳直射北回归线，热带地区正午太阳位于天顶以北。
因此，在地方时6：00和18：00，太阳分别位于东北方和西北方，而且，在一天当中根本到达不了正东方。
S 天顶
赤道地区
B
S 天顶 热带非赤道地区。