依据光照图分析太阳轨迹

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在高中地理教学中,我们经常会遇到太阳运动轨迹的问题,实际上通过太阳光照图来分析太阳运动轨迹相对来说比较简单:
一、北半球夏至日:
图1是北半球夏至日的俯视图(N、S分别代表北极和南极),从左图中可以看出,晨线AB上除A、B两点外,太阳光线始终在纬线的基础上向右上方倾斜,即说明晨线上除A、B两点外太阳均从东北方日出,而A、B此时分别位于南北极圈与晨昏线的切点上,A点太阳从正北方日出,B点太阳从正南方日出。弧NBS和弧NDS的地方时为12时,此时太阳高度达一天中的最大值,也即是正午太阳高度。从图上可以看出此时太阳在北回归线正上方,所以在北回归线以北地区,此时太阳在其正南方;而北回归线以南地区,此时太阳在其正北方。从右图中可以看出,昏线CD上除C、D两点外,太阳光线始终在纬线的基础上向左上方倾斜,即说明昏线上除C、D两点外太阳均从西北方日落,而C、D此时分别位于南北极圈与晨昏线的切点上,A点太阳从正北方日落,B点太阳从正南方日落。
继续看图,左图上北回归线以北至北极圈以南地区,太阳光线和纬线的夹角一开始较大,但是沿着经线向东走,这个夹角会越来越小,在不同纬线的不同地区,会出现太阳光线和纬线相切的现象(相切说明太阳光线此时和纬线平行,也即时太阳此时在正东方)。继续沿经线向东走,太阳光线和纬线的夹角又开始增大,此时太阳光线移到纬线的右下方,也就是太阳此时移到了东南方。再下一个转折点到了12时经线,此时太阳光线和纬线的夹角达到最大,也就是太阳移到了正南方。继续向东进入右图太阳光线和纬线的夹角又开始减小,此时太阳光线移到纬线的左下方,表示太阳移动到了西南方。继续移动又会出现太阳光线和纬线相切的现象(只不过此时太阳移到了正西方)。过了切点以后再向东,太阳光线和纬线的夹角又开始增大,此时太阳光线移到纬线的左上方,也即是太阳移到了西北方,此后太阳落山,进入夜晚。所以这里得出一个规律:北回归线以北至北极圈以南地区,太阳从东北方日出,继而依次运动到正东方、东南方、正南方(正午12时)、西南方、正西方,最后移动到西北方日落。
依据刚才的方法,我们同样也会得出以下规律:在北回归线以南至南极圈以北地区,太阳从东北方日出,继而依次运动到正北方(正午12时),最后移动西北方向日落。还有四个地区需要特别指出:1、北极点:出现极昼,太阳高度为23°26′保持不变,始终在南方绕着北极点旋转(在当地看太阳为逆时针旋转);2、北极圈以内(北极点除外):出现极昼,太阳同样绕着当地旋转(日出日落太阳高度最低,正午时达到最高),太阳位置依次在正北方(0时)、东北方、正东方、东南方、正南方(正午12时)、西南方、正西方、西北方、正北方(24时)日落,;3、南极圈:太阳12时从正北方日出,而后立刻从正北方落下;4、南极圈以内:出现极夜;5、北回归线:太阳从东北方日出,随后向西南移动,12时太阳移至北回归线正上空,最后移动到西北方日落。
图2 |
二、二分日(见图3):
图3 |
1、 北极点:太阳在地平线上始终在南方绕北极点旋转。
2、 赤道以北、北极点以南地区:太阳正东日出,依次移到东南、正南(正午12时)、西南,而后到正西方日落。
3、 赤道:太阳正东日出,然后西移,正午移到正上方,下午移至正西,在正西方日落。
4、 赤道以南、南极点以北地区:太阳正东日出,依次移到东北,正北(正午12时)、西北,而后到正西方日落。
5、 南极点:太阳在地平线上始终在北方绕南极点旋转。
6、
冬至日可以结合夏至日进行分析,南北方向上相反,总结如下:
1、北极圈以内:出现极夜。
2、北极圈:太阳12时从正南方日出,而后立刻从正南方日落。
3、北极圈以南至南回归线以北地区:太阳从东南方日出,到正午时移到正南方,然后向西南运动,在西南方向日落。
4、南回归线:太阳从东南方日出,而后向西北移动,12时太阳移至南回归线正上空,然后向西南方向移动,在西南方日落。
5、南回归线以南至南极圈以北地区:太阳位置依次在东南方、正东方、东北方、正北方(12时)、西北方、正西方、西南方日落。
6、南极圈以内(北极点除外):出现极昼,太阳绕着当地旋转(日出日落太阳高度最低,正午时达到最高),太阳位置依次在正南方(0时)、东南方、正东方、东北方、正北方(12时)、西北方、正西方、西南方、正南方(24时)日落。
7、南极点:出现极昼,太阳高度为23°26′保持不变,始终在北方绕着南极点旋转(在当地看太阳为顺时针旋转)。
随着四个主要节气的分析,我们对各地的太阳轨迹有了更清晰的认识,同样依据这四个节气我们可以对其他时间各地的太阳轨迹进行分析,这样问题就简单了。我们可以把几个关键地点进行改变,如北半球的夏半年,我们可以把北回归线改为直射点,把极圈改为出现极昼极夜的地点,同样也会得出7个地区(北极点、北极点除外的极昼地区、直射点以北至极昼地区以南、直射点、直射点以南至极夜地区以北、南极点出外的极夜地区、南极点),而规律不变;同样北半球的冬半年的规律也可以用类似方法得出。http://s8/mw690/c02c5deetdd1aee07df47&690