太阳视运动

1 太阳视运动图解

太阳在天空中的运动是我们日常生活中最容易观察到的自然现象之一,探讨它的运动规律可以培养我们的空间想象能力和逻辑思维能力。下面我们用图对它进行系统的解读。

一、 地心天球

大家都有这样的感觉：我们站在地面上看天空，天空似乎是一个球面，日月星辰的东升西落表明，这个球面不但存在于地上，而且存在于地下，我们把这个球体叫天球。我们常用的天球是地心天球，即以地球的球心为球心，无限大为半径的假想球体。把地球座标系统无限扩大构成地心天球座标系统。如图1所示：

天赤道就是地球赤道无限扩大同天球相割而成的天球大圆，天赤道把天球分成南北两半球。地轴无限扩大叫天轴，它与天球相交两点分别叫天北极（p）和天南极(p′)。黄道是地球绕日公转轨道平面无限扩大，同天球相割而成的大圆。地平圈是通过地心且垂直与当地铅锤线的平面无限扩大同天球相割而成的大圆，地平圈把天球分成可见半球和不可见半球。地平圈上方向的确定方法，在地心天球上，除了极点外，任意地平圈与天赤道相交且平分，有两个交点，这两个交点就是当地正东方（E）和正西方（W）的标志。地平圈上与天赤道相距最远的两点距天北极（P）近的就是北点（N），距天南极(P′) 近的就是南点（S）。在北半球，面北背南左西右东，在南半球，面南背北左东右西。天赤道平面就是南北极点的地平圈。天球的旋转是地球自转的反映，与地球自转方向相反，自东向西，围绕天极旋转。看星空，在北半球，星星围绕北天极（p）逆时针旋转，在南半球，星星围绕南天极(p′)顺时针旋转。

二、太阳视运动 2 太阳在天空中的运动其实是地球自转和公转的综合反映。可以这样理解，由于地球公转，太阳每年在天球上做南北回归运动，由于地球自转，每天运动的轨迹是太阳直射点纬度间的某个纬线圈。在地面上看太阳在天空中的位置，主要取决于三个因素：当地的纬度（φ）、当天太阳直射点的纬度（δ）、当时的地方时（t）。地球上同一地点不同季节看到的太阳周日视运动圈是互相平行的，也就是该地地平圈上太阳每年在天球上南北运动的回归圈间的纬线圈。

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'. 太阳视运动

一、天球

1、以观察者为球心

2、地平圈

3、天顶、天底、北点、南点、东点、西点

二、太阳视运动

1、概念

2、方向：自東向西

3、速度：每小時15度

4、周期：1個太陽日

5、轨迹：圆，有时候是大圆有时候是小圆

三、轨迹上的特殊点

1、最高点与最低点

时间，方向

軌跡上的最高點為當地正午時刻，軌跡上的最低點為當地子夜時刻，此兩點或者在觀測者的正北方、或者在觀測者的正南方，或者在天頂、天底

2、轨迹与地平圈的交点

（1）无交点：意义

如果視運動軌跡與地平圈沒有交點，且軌跡在地平圈之上，則當地極晝。

如果視運動軌跡與地平圈沒有交點，且軌跡在地平圈之下，則當地極夜。

（2）单个交点：方向及意义

軌跡與地平圈只有一個交點的，此交點或者是北點或者是南點。

除交點之外，軌跡上的點在地平圈之上，則當地恰好極晝。

除交點之外，軌跡上的點在地平圈之下，則當地恰好極夜。

（3）俩交点：连线与纬线、经线的关系；日出和日落

倆交點的連線與緯線平行，與經線垂直。

倆交點中在偏東方向的為日出點，在偏西方向的為日落點。

四、轨迹与纬度

1、轨迹倾角与纬度互余

軌跡傾角指太陽視運動軌跡所在的平面與地平圈所在平面所夾的二面角。這個角與當地緯度互餘。

2、南北半球

从天球上方往下看，顺时针者位于北半球，逆时针者位于南半球

3、特殊地方的轨迹

两极（顺时针或逆时针）；赤道

兩極的周日太陽視運動軌跡與地平圈平行或重合。

赤道的視運動軌跡與地平圈垂直。

五、轨迹的年变化规律

1、不同时期的轨迹互相平行

2、两分日轨迹交于东点和西点，夏至日最北，冬至日最南。与太阳直射点的运动同步

3、分日轨迹最大，为大圆，离分日越远则越小，两至日最小。

分日時視運動軌跡最大，軌跡交地平圈於東點、西點，軌跡的圓心即觀測者。

六、轨迹与太阳射点纬度

某日轨迹的最高点与分日轨迹的最高点相对于天球球心所张的角即为太阳直射点纬度（太阳赤纬）

太阳视运动图

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。

一、太阳升起落下的方向。

不论是南半球还是北半球的任何地点，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、从理论上讲，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）；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.

2、北半球夏半年，太阳直射点在北半球，全球各地太阳东北升，西北落，且纬度越高，太阳升落的方位越偏北，南北半球均如此（出现极昼的地方太阳从正北升起，在正北落下）；

3、北半球冬半年，太阳直射南半球，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（出现极昼的地方太阳从正南升起，在正南落下）。

4、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。

5、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。

6、若一年中正午时太阳始终位于正南天空，则表明当地位于北回归线以北地区；相反，若一年中正午时太阳始终位于正北天空，则表明当地位于南回归线以南地区。

例:夏至日，北京（40°N、116°E）当地看到太阳升落的视运动轨迹示意图为下图中的:

拓展延伸规律：

⑴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。（极昼地区太阳正北升正北落,正午太阳总在正南）。 N S E

W a ⑵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。（极昼地区太阳正南升正南落，正午太阳总在正北）。

太阳视运动的详细讲解

太阳视运动是指太阳在天空中相对于地球的运动。由于地球的自转和公转，地球的人们可以看到太阳在天空中东升西落。太阳的周日视运动是一个弧形轨迹，它在天空中的运动轨迹类似于一个半圆。在地平线之下，太阳还有另一半的弧形轨道，但由于我们看不到，所以没有影响太阳在天空中的视运动。

太阳视运动的根本原因是地球自转和公转的运动。地球自转时，地球上的人们相对于太阳来说总是在一个固定的方向上，因此太阳在天空中的运动轨迹是一个弧线。太阳在天空中的视运动速度取决于太阳与地球之间的距离和太阳的亮度。在太阳直射赤道时，太阳的视运动速度最快，而在太阳直射点相反的方向时，太阳的视运动速度最慢。

太阳视运动在天文学中具有重要的应用。例如，测量太阳的视运动可以确定地球的公转速度和黄道坐标系的位置。此外，太阳视运动还可以帮助人们确定日期、季节和日出日落的方位。