太阳视运动及日影专题整理

太太阳阳视视运运动动 1 1 概念概念 肉眼看到的太阳在天空的运行轨迹 2 2 太阳升 落的方向太阳升 落的方向 太阳直射北半球时 除极昼极夜的地区 全球其他地方太阳都是东北升 西北落东北升 西北落 极昼地区太阳正北升正北落 正午太阳总在正南 太阳直射南半球时 除极昼极夜的地区 全球其他地方太阳都是东南升 西南落东南升 西南落 极昼地区太阳正南升正南落 正午太阳总在正北 太阳直射赤道时 全球太阳都是正东升 正西落正东升 正西落 3 3 正午太阳的位置 正午太阳正午太阳的位置 正午太阳地方时总是总是 1212 0000 直射点以北地区 正午太阳总在正南 直射点以南地区 正午太阳总在正北 4 直射点的纬度直射点的纬度 太阳直射点的纬度数与极昼圈 刚好出现极昼的纬线圈 度数互余 出现极昼的地方 一天中日出太阳高度加上正午太阳高度除以 2 等于直射点的纬度 数 即 h日出 H正午 2 极点太阳高度一天不变 其度数等于直射点的纬度数 5 5 太阳视运动图的构成太阳视运动图的构成 1 地平面及四个基本方向 2 地平面及上的 穹庐 似的天空 6 6 以北回归线以北至极圈某地图示太阳视运动以北回归线以北至极圈某地图示太阳视运动 a 冬至日 太阳直射南半球 该地日出东南 日落西南 b 二分日 太阳直射赤道 该地日出正东 日落正西 c 夏至日 太阳直射北半球 该地日出东北 日落西北 7 7 极昼范围内的太阳视运动极昼范围内的太阳视运动 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 H 90 所求点与直射点纬差 同半球 相减异半球相加 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 1 图 2 南半球极昼圈太阳视运动图 和图 3 北半球极昼圈太阳视运动图 所示 图 2 图 3 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 4 图 5 南半球图 和图 6 北半球图 所示 太阳高度 2h 0 12 24 时刻 图 1 S N W 地平圈 E 2h N S W E 2h 地平圈 0 12 24 时刻 太阳高度角 h1 h2 图 4 N S W h 1 h 2 E 地平圈 图 5 S N E 地平圈 W h 1 h 2 图 6 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 7 图 8 南极点图 和图 9 北极点图 所示 图 8 例题例题 下图表示某地一天中两个不同时刻太阳光线与地面的夹角 回答 这一天 太阳直射点的纬度是 A 15 N B 20 N C 15 S D 20 S 该地的地理纬度是 A 70 N B 75 N C 70 S D 75 S 当太阳处在正北方上空时 国际标准时为 20 时 则该地的经度位置是 A 120 W B 0 C 60 E D 180 解析解析 北半球极昼圈及其以北地区 极点除外 日最小太阳高度角朝向正北 出 现在当地 0 时 日最大太阳高度 即正午太阳高度 朝向正南方向 并且两极值之和等于 直射点纬度的 2 倍 据此可推知该日阳光直射 20 N 该地纬度等于该日极昼圈纬度 70 90 20 与日最小太阳高度之和 即 75 N 当太阳处于正北方上空时 该地地方时 为 0 时 或 24 时 而此时 0 经线地方时 国际标准时 为 20 时 通过时差经度计算可 知该地经度为 60 E 答案答案 B B C 读某地大阳视运动图 一年中最大正午太阳高度为 73 26 回答 1 4 题 0 12 24 时刻 太阳高度角 h 图 7 S N h h N N N h S S S S h N 地平圈 图 9 S N 35 5 某地 西 东 北南 日出 北京时间 3 30 日落 北京时间 18 30 73 26 1 该地可能位于 A 加拿大附近 B 俄罗斯附近 C 英国附近 D 澳大利亚附近 2 该地日出 日落的地方时分别是 A 3 30 18 30 B 4 30 19 30 C 6 00 18 00 D 6 30 18 30 3 该地的经纬度是 A 135 E 40 N B 120 E 40 S C 135 W 40 N D 135 E 40 S 4 关于该地的叙述错误的是 A 该地的昼长为 15 小时 B 太阳从东南升起 西南落下 C 一年中无太阳直射现象 D 与北京的气候类型相同 日影日影 1 概念概念 日光照射物体所成的阴影 2 规律规律 在太阳光的照射下 物体总会有自己的影子 除太阳直射的情况 影子的朝向与 太阳方位相关 同一时间在不同纬度地区 太阳方位是不同的 同一纬度地区在不同时间 太阳方位也是不一样的 因而影子的朝向存在日变化和季节变化 日影朝向总是与太阳照 射方向相反 3 结论结论 一 同一地区在不同节气日影的朝向 以北半球为例 一 赤道地区 二分二至 日日影的朝向 在赤道地区 一年四季太阳都是垂直升起而又垂直落下 且太阳升落方位的纬度就是太阳 直射的纬度 赤道日出方位日影朝向正午太阳方位日影朝向日落方位日影朝向 夏至东北西南正北 66 34 正南西北东南 春秋分正东正西天顶 90 无正西正东 冬至东南西北正南 66 34 正北西南东北 二 北回归线上 二分二至 日日影的朝向 在赤道至出现极昼极夜的纬度地区 纬度越高 太阳升落的方位偏离正东的角度越大 即纬度越高 昼夜变化越明显 北回归线 日出方位日影朝向正午太阳方位日影朝向日落方位日影朝向 夏至东北西南天顶 90 无西北东南 春秋分正东正西正南 66 34 正北正西正东 冬至东南西北正南 43 08 正北西南东北 三 北极圈上 二分二至 日日影的朝向 在开始出现极昼的地区 太阳升落方位为正北 即东偏北 90 北极圈 日出方位日影朝向正午太阳方位日影朝向日落方位日影朝向 夏至正北正南正南 46 52 正北正北正南 春秋分正东正西正南 23 26 正北正西正东 冬至极夜无日出日落 四 北极点 二分二至 日日影的朝向 在极昼期间 北极点上 由于太阳周日视平圈始终平行于地平圈 在一天中太阳高度没有 变化 始终等于该日直射点的纬度 太阳只有方位变化而无升落 因而不存在升落方位问 题 在春分秋分日 极点昼夜平分 此时太阳高度为 0 刚好没入地平圈 北极点 日出方位日影朝向正午太阳方位日影朝向日落方位日影朝向 夏至无正南正南 23 26 正南无正南 春秋分正南正南正南 0 正南正南正南 冬至极夜无日出日落 二 同一节气不同地区的日影的朝向 以南半球为例 一 二分日 南半球不同地区日影的朝向 春分秋分日太阳直射赤道 全球昼夜平分 不同地区日出 日落的方位都是正东升 正西 落 除南极点 并且随纬度的升高太阳视平圈与地平圈所成二面角由 90 变为 0 即太 阳高度由 90 减为 0 春分秋分 日出方位日影朝向正午太阳方位日影朝向日落方位 日影朝 向 赤道正东正西天顶 90 无正西正东 南回归线正东正西正北 66 34 正南正西正东 南极圈正东正西正北 23 26 正南正西正东 南极点正北正北正北 0 正北正北正北 二 夏至日南半球不同地区日影的朝向 北半球夏至日太阳直射北回归线 南极圈及其以内出现极夜 赤道地区太阳从正东偏北 23 26 垂直升起 从正西偏北 23 26 垂直落下 纬度越高 偏移正东向北的角度越大 极夜时刚好日出日落方位收缩为一点 位于正北方 夏至日日出方位日影朝向正午太阳方位日影朝向日落方位 日影朝 向 赤道东北西南正北 66 34 正南西北东南 南回归线东北西南正北 43 08 正南西北东南 南极圈 南极点 极夜无日出日落 三 冬至日南半球不同地区日影的朝向 北半球冬至日太阳直射南回归线 南极圈及其以内出现极昼 赤道地区太阳从正东偏南 23 26 垂直升起 从正西偏南 23 26 垂直落下 纬度越高 日出偏移正东向南的角度 和日落偏移正西向南的角度越大 到极圈时刚好日出日落位于正南方 冬至日日出方位日影朝向正午太阳方位日影朝向日落方位 日影朝 向 赤道东南西北正南 66 34 正北西南东北 南回归线东南西北天顶 90 无西南东北 南极圈正南正北正北 46 52 正南正南正北 南极点无日出日落 太阳都位于正北 23 26 日影都朝向正北 小知识点 小知识点 如果在不知道方位和当地地方时刻的情况下 如何确定正午杆影的位置 答 找到杆影长度相等的两个位置 做角平分线 正午杆影的位置在其角平分线上 例题例题 三地同学共同开展一个 影子长度 的探究学习活动 他们在当地时间 10 00 14 00 每隔一小时测量一根 1 米长的杆的影子长度 并将所得数据绘制成图 下图为 6 月 22 三个地区同学所提供的观测结果 回答 1 2 题 1 甲 乙 丙三地纬度由低到高的顺序是 A 甲 乙 丙B 甲 丙 乙 C 乙 甲