太阳视运动轨迹图的判读
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太阳视运动规律及判读、太阳视运动图的作法1.画出观测地的地平圈,用椭圆形表示。
2.画出天穹,用弧线表示。
3.在地平圈上标出东南西北方向(为了更好的示意太阳出没方位,通常将南北方位标在左右两侧),地平圈方位是顺时针旋转。
4.标出东南西北方位的地方时(由于正午和子夜的地方时分别为12:00 和24:00,所以正东和正西方位地方时分别为6:00和18:00)。
5.在地平圈上标出日出、日落及正午时的太阳,用平滑弧线连接三点即太阳视运动轨迹。
6.在视运动轨迹上用箭头示意日出和日落(偏东方位日出,偏西方位日落)。
二、太阳视运动规律1.太阳出没的方位(除极昼区外)。
规律1—1:二分日太阳出没方位:日出正东,日落正西(如图2)规律1—2:夏至日太阳出没方位:日出东北,日落西北(如图3)规律1—3:冬至日太阳出没方位:日出东南,日落西南2. 正午太阳的方位。
正午太阳的位置一定位于正南、 正北或天顶, 这取决于太阳 直射纬度与观测点纬度。
直射点偏南,正午太阳则偏南;直射点 偏北,正午太阳偏北;如果太阳直射,则正午太阳于天顶。
规律 2:北回归线以北各地,一年中正午太阳始终于正南方位;南回归线以南各地,一年中正午太阳始终于正北方位;南北 回归线之间及线上各地, 一年中正午太阳可能于正北、 正南和天顶,要看直射纬度与观察者所处的纬度而定(以20°N 为例,如 图 5):20° N — 23° 26'N 时,正午太阳于正北;观察到的太阳周日视运动, 基本上是沿着地平圈上方运动, 这时 的地平圈同时也可作为时间圈。
北极附近地区极昼时,子夜太阳位于正北方向,位置最低;过了子夜,太阳开始升起,到 6:00 到达正东方向;继续升高, 正午 12:00 位于正南方向;然后开始偏西下落,到18:00 到达 正西方向;继续下落,到子夜 24:00 回到最低。
规律 3—1:北极附近地区极昼时,太阳是正北升起,正北落下;北极点的太阳视运动轨迹与地平圈平行(如下图所示), 直射点于直射 20°N 纬线时,正午太阳于天顶; 直射点于 20° N — 23° 26'S 时,正午太阳于正南。
太阳视运动轨迹图的判读太阳视运动轨迹图是以观测点为中心,目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。
它能直观地反映出某地全年正午太阳高度、昼夜长短的变化,也能反映某地全年日出日落方向的变化,有助于从整体上把握住地球在公转过程中产生的地理现象。
正是由于该图是以观测点为中心,在判读时有一定的难度。
一、方向的判读此处通常指地平圈上方向的判读。
(1)可通过太阳的升落先判断东西方向,再利用与普通地图上方向的判读方法“上北下南,左西右东”来定出方向坐标。
(2)在已知观测点位于南半球或北半球时,也可以直接通过正午太阳高度最低时太阳上中天的位置来判读南北方向。
即:若观测点位于北半球,正午太阳高度最低时太阳上中天的位置在地平面上的投影便指向南方向;若观测点位于南半球,正午太阳高度最低时太阳上中天的位置在地平面上的投影则指向北方向。
二、观测点位于南北半球的判读⑴若正午太阳高度最低时太阳上中天的位置位于观测点之南,则观测点位于北半球;⑵若正午太阳高度最低时太阳上中天的位置位于观测点之北,则观测点位于南半球;⑶若太阳视运行轨迹的圆心总在观测点上,则观测点位于赤道上。
三、正午太阳高度的判读连接正午时太阳所在位置(即太阳上中天的位置)与观测点之间的连线,与南北向连线的夹角,即为观测点所在纬线此日的正午太阳高度(取锐角或直角)。
由上图可判读出观测点全年正午太阳高度的变化范围。
(1)观测点所在纬度在回归线和极点之间全年正午太阳高度的变化范围为46°52' (23°26'+23°26') 。
(2)观测点所在纬度在南北回归线之间全年正午太阳高度的变化范围为23°26'+观测点所在纬度数。
四、昼夜长短的判读太阳视运动轨迹在地平圈以上弧长的变化,即表示昼长的变化。
⑴若此轨迹为优弧,则表示观测点所在纬线此时昼长夜短;⑵若此轨迹为劣弧,则表示观测点所在纬线此时昼短夜长;⑶若轨迹圆心恰好为观测点,则表示观测点所在纬线此时昼夜平分;⑷若太阳视运动轨迹在地平圈以上是一个完整的圆,则表示观测点所在纬线此时出现极昼(如果该圆与地平圈平行,表示观测点所在极点;如果该圆与地平圈相切,表示观测点所在纬度为当日出现极昼的最大范围处;如果该圆与地平圈的位置关系是既不相切又不平行,表示观测点所在纬度介于极点和出现极昼的最大范围处的纬度之间)。
全球全年太阳视运动轨迹图解析很多人都对太阳视运动轨迹不是很清晰,它牵涉到影子朝向、太阳高度角以及地方时的计算等知识,所以为大家所关注,这里就对全球任何纬度上全年任何时刻太阳视运动一天之内的轨迹图进行比较详细的解析,希望对大家的理解有所帮助。
同时如有不对之处请各位指正,不胜感激。
一、前提知识储备太阳视运动轨迹跟太阳直射点的位置有直接的关系,所以要把太阳视运动轨迹弄清楚,首先要把教材上二分二至日太阳照射图弄明白。
图1图2从上面三个图要清楚以下这些知识点:1、与晨昏线相交的纬线上,日出日落时太阳高度角为零;反之没有与晨昏线相交的纬线上,日出日落时太阳高度角不为零,如图1北极圈以北的纬线上,图3南极圈以南的纬线上;2、上面三个图既反映了地方时为12时的太阳高度角大小,也反映了地方时为0时的太阳高度角大小;换个角度说,上面三个图既反映了地方时为12时的太阳视方位,也反映了地方时为0时的太阳视方位。
其中地方时为0时的太阳视方位和太阳高度角对于在极昼范围以内的地方有意义;3、有人有这样的误区“既然太阳光为平行光线,所以全球任何地点的太阳视方位是相同的。
”,这个观点错在没有考虑“地球表面为曲面”的因素。
图4图5通过比较图4和图5,相信可以走出上面提到的误区。
二、把握三种情况六个区域由于太阳视运动轨迹跟太阳直射点的关系,所以我们只分析太阳直射赤道、北半球、南半球这三种情况即可。
六个区域是根据太阳视运动轨迹的不同,把地球表面分为六个区域,分别是:赤道、直射点与刚好出现极昼的纬线圈之间(为了方便,以下简称极昼圈,反之简称极夜圈)、直射点与极夜圈之间、极昼圈、极昼圈与极点之间、极点。
1、太阳直射赤道时此时除了南北极点外,全球太阳视运动轨迹图基本一样,差别在于正午时太阳高度角的大小不同。
具体分析如下图:12618024太阳高度地方时H1H2图6图7图6中曲线L1~L3就是太阳视运动日轨迹:除南北极点的任何地方,太阳从正东升起,正西落下。
太阳视运动轨迹图的判读【知识总结】太阳视运动轨迹图是以观测点为中心,目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。
太阳东升西落,并不是太阳绕着地球运动,其实质是地球自西向东自转的反映,是一种相对运动。
一.太阳视运动规律1.日出、日落方位的变化规律(1)二分日时,全球太阳从正东升起,正西落下。
(2)夏半年时,全球(除极昼、极夜地区)太阳从东北升起,西北落下;极昼地区(除极点)太阳从正北升起,正北落下。
(3)冬半年时,全球(除极昼、极夜地区)太阳从东南升起,西南落下;极昼地区(除极点)太阳从正南升起,正南落下。
2.正午太阳方位的变化规律如图所示北半球部分地区正午太阳朝向,其中a代表夏至日太阳光线,b代表春秋分日太阳光线,c 代表冬至日太阳光线(光线并不完全准确,只是示意光线)。
在北半球中高纬地区,一年四季正午太阳始终在正南方,这是因为我们在北回归线以北地区,太阳一年四季都直射在南面,所以我们一带为获得最多的太阳光照,房子一般“坐南朝北”。
那么地球上其它地区正午太阳方位如何。
热带地区正午太阳的方向一年中有时朝北,有时朝南,温带和寒带地区,一年中只朝向一个方向,北温带和北寒带太阳一直朝南,而南温带和南寒带太阳一直朝北,由此可推出正午太阳的方位与直射点的方位相同,与正午日影的方位相反。
由此我们可以得出这么一个规律:(1)北回归线以北地区,正午时太阳始终位于正南方;南回归线以南地区,正午时太阳始终位于正北方。
(2)北回归线上,夏至日正午太阳位于天顶,其他日期正午太阳位于正南方。
南回归线上,冬至日正午时太阳位于天顶,其他日期正午太阳位于正北方。
(3) 太阳直射的区域,直射那天正午太阳位于天顶,其他日期正午太阳位于正南方或正北方。
3.极昼期间的太阳视运动⑴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即可推知)。
太阳周日视运动轨迹图的判读及运用太阳周日视运动图的判读和运用是高中地理教学中的一个难点。
要突破这一难点,笔者认为,可以从三方面来进行:一是了解太阳周日视运动图上的基本信息,二是知道如何画某地某日的太阳周日视运动轨迹图,三是灵活运用太阳周日视运动轨迹图,据图判读观测者的位置、观测时间、太阳方位及影子朝向,提高解题能力。
让我们先来看三道例题:【例l】图1表示某地区不同日期的太阳周日视运动路线,某日当太阳周日运动至E点时,北京时间为11时,据此判断:(l)当地的纬度是_____________。
(2)此时太阳直射点的坐标是_____________。
(3)此时西安的日影朝向方_____________。
【例2】(09年天津文综第5题)科考队员在北极点附近某处一天中不同时刻拍摄了太阳照片。
观察照片(下图)太阳位于a所指位置时,拍摄者看到的太阳方位和他所在地的地方时分别是:A.正北O:00 B.正北12: 00 C.正南0:00D.正南12: 00 在d地观察太阳,观察时间(当地时间)与太阳所在方向组合正确的是A.3: 00东北方B.8: 00西南方C.15: 00西北方D.19: 00东南方上述【例l】是对太阳周日视运动轨迹图的直接判读,【例2】和【例3】需要对太阳周日视运动规律非常熟悉,或者能运用太阳周日视运动轨迹图进行图图转换。
同学们遇到这一类型的题目时大多会觉得难以下手,就是因为不会判读太阳周日视运动轨迹图。
要想突破这一难点,笔者认为,可以从以下三个方面来进行。
一、了解太阳周日视运动轨迹图上的基本信息如下图所示:1.了解地平圈、天球、天顶、太阳运行路线的含义。
2.太阳在天空中运行时总是东升西落,如图,太阳从A点升起,C点达到一天中最高,为正午,然后从B点落下。
3.确定方位:地平圈上的方位一面向北方,前北后南,左西右东;天球上的方位一从天顶至地平圈,各区域上的方位与地平圈上的方位对应。
如图,太阳从东北地平线上升起,经东北天空上升,正午时运行至正北天空,再经西北天空下落,落入到西北地平线之下。
太阳视运动轨迹图的判读
【知识总结】
太阳视运动轨迹图是以观测点为中心,目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。
太阳东升西落,并不是太阳绕着地球运动,其实质是地球自西向东自转的反映,是一种相对运动。
一.太阳视运动规律
1.日出、日落方位的变化规律
(1)二分日时,全球太阳从正东升起,正西落下。
(2)夏半年时,全球(除极昼、极夜地区)太阳从东北升起,西北落下;极昼地区(除极点)太阳从正北升起,正北落下。
(3)冬半年时,全球(除极昼、极夜地区)太阳从东南升起,西南落下;极昼地区(除极点)太阳从正南升起,正南落下。
2.正午太阳方位的变化规律
如图所示北半球部分地区正午太阳朝向,其中a代表夏至日太阳光线,b代表春秋分日太阳光线,c 代表冬至日太阳光线(光线并不完全准确,只是示意光线)。
在北半球中高纬地区,一年四季正午太阳始终在正南方,这是因为我们在北回归线以北地区,太阳一年四季都直射在南面,所以我们一带为获得最多的太阳光照,房子一般“坐南朝北”。
那么地球上其它地区正午太阳方位如何。
热带地区正午太阳的方向一年中有时朝北,有时朝南,温带和寒带地区,一年中只朝向一个方向,北温带和北寒带太阳一直朝南,而南温带和南寒带太阳一直朝北,由此可推出正午太阳的方位与直射点的方位相同,与正午日影的方位相反。
由此我们可以得出这么一个规律:
(1)北回归线以北地区,正午时太阳始终位于正南方;南回归线以南地区,正午时太阳始终位于正北方。
(2)北回归线上,夏至日正午太阳位于天顶,其他日期正午太阳位于正南方。
南回归线上,冬至日正午时太阳位于天顶,其他日期正午太阳位于正北方。
(3) 太阳直射的区域,直射那天正午太阳位于天顶,其他日期正午太阳位于正南方或正北方。
3.极昼期间的太阳视运动
⑴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4、图5(南半球极昼圈太阳视运动图)和图6(北半球极昼圈太阳视运动图)所示
4.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7、图8(南半球图)和图9(北半球图)所示。
h h 图7
S
W
图6
S
W 地平圈
图5
2h 0 12 24 时刻
图4
5.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1、图2(南极点图)和图3(北极点图)所示。
提示:①极昼区太阳周日视运动:在北半球地平圈上看来,太阳视运动表现为顺时针(自左向右,升落于正北方,中午在正南)方向,而南半球则为逆时针(自右向左)方向。
② 阳光直射点南北移动的日内变化忽略不计,同纬度地点太阳视运动轨迹相同。
6.太阳视运动图判断原则
1.对任一地而言,不同日期太阳周日视运动轨迹都是平行的。
2.昼夜长短比较,为地平面之上轨迹线与地平面之下轨迹线 的比较。
图中可见:春分昼夜等长;夏至昼长而夜短;冬至相反。
3.可确定正午太阳方位。
如图,A 点,太阳上中天;H 为 冬至日正午太阳高度(正午太阳与地平面中心点的 连线和地平面之间的夹角);地方时为12点;太阳位于正南方向。
4.根据日出日落方位(运动轨迹线与地平面东侧交点为日出,西
h ° S S S
S
h °
N
地平圈 图3
S
N
E 地平圈
W
h 1
h 2
图9
地平圈
S
N
h °
h °
N
N
N
图2
0 12 24 时刻
太阳高度角
h °
图1
N
S
W
h 1
h 2
E 地平圈
图8
侧为日落),可以确定直射点的大致范围和季节。
图中可看出:正东升正西落,则直射点在赤道上,为春秋分日;东北升西北落,则直射点在北半球,为夏半年;东南升西南落,则直射点在南半球,为冬半年。
5.可根据二分二至正午太阳位置确定当地的纬度范围。
图中正午太阳始终在南面,所以此地为北回归线以北。
6.利用正午太阳高度可确定太阳直射点的纬度位置或当地纬度(正午太阳高度=90°—直射点和当地的纬距)。
如果H为30°,则纬距为60°,冬至日直射点在23°26′,所以当地纬度=60°—23°26′=36°34′N。
【典例精析】
1.读“某地点二分二至日正午太阳高度和昼夜长短的变化示意图”。
箭头所示为太阳在天空运行的方向和轨迹,完成下列问题。
(1)该地点位于(南或北)半球上。
(2)该地点夏至日正午太阳高度为。
(3)太阳沿轨迹①在天空运行时,这一天该地点夜长为小时。
(4)当太阳沿轨迹①运行到天空最高点时,北京时间为6月22日20时,据此可确定该地点的经度是。
解析:根据正午太阳高度角的大小,确定轨迹①②③节气分别为为夏至、二分和冬至。
由全年正午时太阳始终位于正南方,可推出该地为北半球。
据该地冬至日的正午太阳高度为26°34′,可求出该地的纬度为40°N,由此算出夏至的正午太阳高度为73°26′。
由轨迹①的日出地方时为4:30,可推出该地日落地方时为19:30,则这一天的昼长为15小时,夜长为9小时。
当太阳沿轨迹①运行到天空最高点时,即本地地方时为12时,北京为20时,该地比北京时间晚8个小时,可推知该地经度为0°。
答案:(1)北(2)73°26′(3)9(4)0°
下图表示北半球某地某日的太阳视运动路径,图中椭圆为地平圈,太阳位于正南方天空。
图中∠α=23°26′,∠β=32°34′。
据图完成8~10题。
8.若该地西侧为东半球,东侧为西半球,则此时北京时间是()
A.21时20分B.9时20分C.15时40分D.6时40分
9.此日是()
A.6月22日B.12月22日C.3月21日D.9月23日
10.与该地正午太阳高度相同的另一地点的纬度为()
A.80°52′N B.34°N C.80°52′S D.34°S
BAD
2.某年6月22日,“网络天文爱好者协会”的四位会员图示了各自所在地的太阳视运动状况,四幅图如下,试完成4~5题
4.四位会员所在的纬度,由低到高的正确排序是()
A.丙甲乙丁 B.乙甲丁丙
C .甲丙丁乙 D.甲乙丙丁
5.对纬度介于甲乙之间的人们来说()
A.正午时,太阳位于人们的北方上中天
B.正午时,太阳位于人们的南方上中天
C. 6月22日这一天,太阳从东南方向升起,到西南方向落下
D. 6月22日这一天,太阳从正东方向升起,到正西方向落下
答案:D B
下图是北半球某地某日太阳视运动图,当太阳位于A点时,北京时间为6点。
读图,回答6~7题。
6.观察地点的地理坐标可能是()
A.66°N,30°E B.46°N,150°W
C.68°N,150°W D.70°N,30°E
7.此日该地太阳升起的方向和时刻()
A.地平正北方向0时B.地平东北方向4时
C.地平东南方向8时D.地平正东方向6时
答案:C A
8.读我国某地二分二至日太阳视运动曲线图,回答有关问题:
(1)图中太阳东升西落实质上是运动的体现。
(2)据图该地的地理纬度是,判断依据是。
(3)①②③三条表示太阳视运动的曲线中,表示冬至日的是,这一天该地正午太阳高度角是。
(4)当该地太阳视运动曲线如图中③所示时,该地昼长约小时。
当该地太阳视运动曲线如图②所示时,哈尔滨的昼夜长短状况是,原因是。
【答案】8.(1)地球自转
(2)40°N,北极星与该地地平面交角为40°。
(3)③ 26°34′
(4) 9 昼夜等长,此时为春分日或秋分日,全球各地昼夜平分。