【讲座】太阳周日视运动
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让每个人平等地提升自我
1 太阳周日视运动图解
一、太阳周日视运动图
二、不同纬度两分两至日太阳视运动图
1.赤道上两分两至日
视运动图 影子长短和方向的日变化 太阳高度日变化 百度文库
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二、北回归线以北、北极圈以南
三、北回归线上
四、北极圈上
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五、夏至日北极圈内
例1: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,据此回答下列三题。
1.这一天,太阳直射点的纬度是( )
°N °N °S °S
2.该地的地理纬度是( )
°N °N °S °S
3.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( )
°W ° °E °
六、北极点处太阳视运动图
例2: 下图为某科考队员在某地观测到的太阳高度日变化示意图,这一天他观察到的太阳在天空呈逆时针方向运行。据此回答下面两题。
1.该科考队员所处的纬度位置是( )
°S °N °S °N
2.假设图示太阳高度为该地一年中的最大值,则( )
A.地球上的热带范围将变大
B.地球上温带范围将变小
C.地球上有极昼极夜现象的范围将变小
D.武汉(30°N)正午太阳高度的年变化幅度将变大
七、南半球中纬度地区
八、南极点太阳视运动
S N 35° 5°
某地
0 12 24 时刻 太阳高度
22° 百度文库
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九、南极圈上夏至日(或南半球刚好出现极昼的地方,即该地纬线与晨昏圈相切)
十、南极圈内视运动
例3 下图表示某地点A某日所观察到的太阳运行轨迹,其中箭头表
示太阳运行方向,E、W、S、N分别表示东、西、南、北四个方向。当太阳位于图中B点时,北京时间为16点。据此回答下面两题。
1 不同纬度一年中太阳的周日视运动情况
每天在地球上看到的天体的东升西落现象,称为天体的周日视运动现象。太阳在一天中的东升西落,称为太阳的周日视运动。天体的周日视运动是由于地球绕地轴自转形成的。
随着季节的变化,不同纬度地区,太阳升落的方向及正午太阳高度的方位也在不断的变化。本文结合地平圈天球图讨论一年四季不同纬度(以北纬为例)太阳的周日视运动情况。(每种情况的左图为水平方向上的地平圈图,右图为实际空间中的地平圈图,图中A点为地平圈的纬度位置) 一、赤道地区二分二至太阳的周日视运动情况
图一:赤道上(0º)
从图一可以看出:
春秋分时,赤道上,日出时,太阳位于正东方,太阳高度为0º;正午时,太阳在正头顶,太阳高度达一天中最大值为90º;日落时,太阳位于正西方,太阳高度为0º。
夏至时,赤道上,日出时,太阳位于东北方,太阳高度为0º;正午时,太阳在头顶正北方,太阳高度达一天中最大值为66º34¹;日落时,太阳位于西北方,太阳高度为0º。
冬至时,赤道上,日出时,太阳位于东南方,太阳高度为0º;正午时,太阳在头顶正南方,太阳高度达一天中最大值为66º34¹;日落时,太阳位于西南方,太阳高度为0º。
二、赤道与北回归线之间的地区二分二至太阳的周日视运动情况(以20ºN为例)
图二:赤道与北回归线之间(20ºN) 3:冬至
(H=46º34¹) 2:春秋分(H=70º)
1:夏至
(H=86º34¹)
N S 1 2
3 N S 3:冬至
(H=66º34¹) 3 2 1 2:春秋分(H=90º)
1:夏至
(H=66º34¹)
2 从图二可以看出:
春秋分时,20ºN,日出时,太阳位于正东方,太阳高度为0º;正午时,太阳在头顶正南方,太阳高度达一天中最大值为70º;日落时,太阳位于正西方,太阳高度为0º。
夏至时,20ºN,日出时,太阳位于东北方,太阳高度为0º;正午时,太阳在头顶正北方,太阳高度达一天中最大值为86º34¹;日落时,太阳位于西北方,太阳高度为0º。
同学们,以前我们给大家介绍过天体的视运动,你还记得吗?天体的视运动就是用眼睛看到的天体的运动,这些运动主要是由地球自转与公转引起的。今天,我们要给大家介绍的是太阳的周日视运动。由于地球每天自西向东自转一周,就造成了太阳每天早上从东方升起,晚上又从西方落下的自然现象,这就是太阳的周日视运动啦!太阳周日视运动的轨迹,与恒星视运动轨迹一样,也是垂直于地轴的圈。但这个圈每天都在变化,像螺旋线一样。就正午太阳高度而言,冬至最低,然后一天天高起来,直到夏至达到最高。之后再一天天低下来,直到冬至达到最低。同样地,日出日落的位置也是在冬至达到最偏南,夏至达到最偏北,这样周而复始地变化。◎文图 中国科学院国家天文台 郭红锋科迷街太阳周日视运动模型
以北京地区为例(北回归线以北,北纬40o),太阳周日视运动的轨迹变化见图1。
图1 北京太阳周日视运动的轨迹变化示意图 56
1.
一个淡颜色
(最好透明)的气球;2. 线、水彩笔;3. 简易打气筒;4. 10厘米宽、40厘米长的硬纸板。此外,我们也可以在天文馆里看到不同纬度地区的太阳周日视运动轨迹变化模型,见图2。不过,要知道天空是立体的,光靠想象或看平面的照片还不能使我们头脑里有很清楚的印象。但是,我们可以仿照天文馆里的不同纬度地区的太阳周日视运动轨迹变化模型,自己动手做一个简单的模型,它不仅可以活动,而且可以很方便地模拟不同纬度地区的太阳周日视运动轨迹的变化。这样的模型可以帮助我们理解每天看到的太阳视运动,还能帮助我们理解地球的真运动呢!怎么样?让我们开始动手实践吧!图2 北京天文台展厅不同纬度地区的太阳周日视运动轨迹变化模型
一、准备材料
57用简易打气筒把气球打足气(或吹气)使气球形状近似球形(图3)。用红色彩笔在气球的半球位置涂一圈,用粉色水彩笔在气球半球位置的两边各涂一圈(图4);把涂好的气球放在纸环上,变换不同方向可以模拟不同地理纬度区域的太阳周日视运动轨迹变化。例如图4可以模拟南北极区太阳周日视运动轨迹的变化,图5可以模拟中纬度地区太阳周日视运动轨迹的变化,图6可以模拟赤道地区太阳周日视运动轨迹的变化。图3 吹成球形的气球
一、太阳周日视运动图
二、不同纬度两分两至日太阳视运动图
1.赤道上两分两至日
二、北回归线以北、北极圈以南
视运动图 影子长短和方向的日变化 太阳高度日变化
三、北回归线上
四、北极圈上
五、夏至日北极圈内
例1: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,据此回答下列三题。
1.这一天,太阳直射点的纬度是( )
A.15°N B.20°N C.15°S D.20°S
2.该地的地理纬度是( )
A.70°N B.75°N C.70°S D.75°S
3.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°
六、北极点处太阳视运动图
例2: 下图为某科考队员在某地观测到的太阳高度日变化示意图,这一天他观察到的太阳在天空呈逆时针方向运行。据此回答下面两题。
1.该科考队员所处的纬度位置是( ) A.68°S B.68°N C.90°S D.90°N
2.假设图示太阳高度为该地一年中的最大值,则( )
A.地球上的热带范围将变大
B.地球上温带范围将变小
C.地球上有极昼极夜现象的范围将变小
D.武汉(30°N)正午太阳高度的年变化幅度将变大
七、南半球中纬度地区
八、南极点太阳视运动
S N 35° 5°
某地
0 12 24 时刻 太阳高度
22°
九、南极圈上夏至日(或南半球刚好出现极昼的地方,即该地纬线与晨昏圈相切)
十、南极圈内视运动
例3 下图表示某地点A某日所观察到的太阳运行轨迹,其中箭头表
示太阳运行方向,E、W、S、N分别表示东、西、南、北四个方向。当太阳位于图中B点时,北京时间为16点。据此回答下面两题。
1.观察地点的地理坐标可能是( BD )