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太阳从哪边升起哪边落山(巧辩日出日落的方位)

情景假设 假设下图的A点为观察点,即观察者所处的位置。B点为天顶,E、W、S、N分别代…

情景假设

假设下图的A点为观察点,即观察者所处的位置。B点为天顶,E、W、S、N分别代表了观察者的东、西、南、北方向。图中的红色圆弧,代表了太阳的运动方向(东升西落),不同的圆弧代表了不同的季节(夏至、春秋分、冬至)。

高中地理——日出、日落方向、太阳运动轨迹、太阳高度角


日出、日落的规律

(1)观察点(A)位于北半球时,太阳的运动轨迹向南倾斜,①夏半年(春分–>秋分)太阳由东北升起,西北落下;②春分、秋分时,太阳从正东升起,正西落下;③冬半年(秋分–>春分)太阳从东南升起,西南落下。

高中地理——日出、日落方向、太阳运动轨迹、太阳高度角

(2)观察点(A)位于赤道时,太阳的运动轨迹不发生倾斜,夏半年太阳东北升起、西北落下;春分/秋分时正东升起、正西落下;冬半年时东南升起、西南落下。

高中地理——日出、日落方向、太阳运动轨迹、太阳高度角

(3)观察点位于南半球时,太阳的运动轨迹向北倾斜,夏半年(北半球的夏半年)太阳东北升起、西北落下;夏至时正东升起、正西落下;冬半年时东南升起、西南落下。

高中地理——日出、日落方向、太阳运动轨迹、太阳高度角

总体来说,在太阳轨迹的倾斜方向上:当观察者(A)位于北半球时,太阳轨迹向南倾斜;当它位于南半球时,太阳轨迹向北倾斜;当它位于赤道时,太阳轨迹不发生倾斜。在日出、日落的方向上:①当太阳直射北半球时(夏半年),不论观察点(A)位于南半球或者北半球,都是东北日出、西北日落;②太阳直射赤道时,正东日出、正西日落;③太阳直射南半球时,太阳东南升起、西南落下


实际计算

(1)日出、日落的角度、太阳高度角

如下图所示,假设观察者位于北半球,此时正值夏半年(则太阳运动轨迹向南倾斜,且东北日出、西北日落),则此时日出的方向为东偏北β°,日落方向为西偏北β°,这个β就是太阳直射点的纬度。此时图中的aæ为太阳高度角,aæ=90°-|当地纬度-太阳直射点纬度|。

高中地理——日出、日落方向、太阳运动轨迹、太阳高度角

(2)极昼

如果北半球的A地处于极昼,则此时太阳由正北升起,正北落下,太阳运动轨迹向南倾斜(如果是南半球极昼,则为正南升起、正南落下,太阳运动轨迹向北倾斜)。

高中地理——日出、日落方向、太阳运动轨迹、太阳高度角

(3)北极点、南极点

如果A点位于极点,则此时太阳一直都在空中,呈现圆圈形状,旋转的方向为:北顺南逆(与地球的自转方向恰好相反)。

高中地理——日出、日落方向、太阳运动轨迹、太阳高度角

此时的太阳高度角=90°-|90°-太阳直射点纬度|,即太阳高度角=太阳直射点纬度。

高中地理——日出、日落方向、太阳运动轨迹、太阳高度角

(4)反推观察点的状态(南、北半球和季节)

①根据倾斜方向,判定南北半球:向南倾斜(位于北半球)、向北倾斜(南半球)

②根据太阳运动轨迹的长短,判断季节:大于半圈(红色,夏半年)、小于半圈(黑色、冬半年)、等于半圈(蓝色,春分秋分)

③根据日出、日落方向,判断季节:日出东北日落西北(太阳直射北半球,夏半年)、日出东南日落东南(太阳直射南半球、冬半年)、日出正东日落正西(春分、秋分)。

高中地理——日出、日落方向、太阳运动轨迹、太阳高度角

(5)刚好极昼的纬度、太阳高度角

刚好极昼的纬度=90°-太阳直射纬度。如下图所示,太阳直射10°N,则刚好极昼的纬度为80°N。

太阳高度角=2×太阳轨迹倾斜的角度=2×太阳直射纬度=20°(另一种算法:太阳高度角=90°-|当地纬度(80°N)-太阳直射点纬度(10°N)|=20°)。

高中地理——日出、日落方向、太阳运动轨迹、太阳高度角

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