极昼区太阳周日视运动规律探析

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。

极昼区太阳周日视运动规律探析极昼区，即出现太阳终日不落现象的地区。

在同一个太阳日内，极昼区内不同纬度地点尽管都有极昼现象，但它们的太阳高度（角）日变化及其太阳周日视运动轨迹却迥然不同。

对于该问题的认识，学生大都模糊不清，下面分类图示例析如下。

一.南、北极点太阳周日视运动状况每年春分（3月21日前后）至秋分（9月23日前后），阳光直射北半球，为北极点极昼期；秋分至次年春分，阳光直射南半球，则为南极点极昼期。

由于南、北极点位于地球自转轴上，其角速度和线速度为0，因此，当其处于极昼期时，全天24小时太阳高度角为恒值（不变），并且其太阳高度的大小取决于阳光直射点的纬度。

运用正午太阳高度的计算公式（h＝90°－（90°－直射点的纬度）），可推知h＝直射点所在的纬度数,即极点太阳高度角的大小恰好等于阳光直射点的纬度。

例如，当阳光直射20°N时，北极点全天太阳高度角为20°；又如，当阳光直射20°S时，南极点太阳高度角终日为20°。

由于阳光直射点以回归年为单位在南北回归线之间来回移动，故南、北极点在其极昼期内的太阳高度变化范围为（0°，23°26′]。

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太阳周日视运动是地球自转的结果，其移动方向与地球自转方向相反；在北半球地平圈上看来，太阳视运动表现为顺时针方向，而南半球则为逆时针方向。

②北极点为地球最北端，其四面八方均为南方；南极点为地球最南端，其四面八方为北方。

③阳光直射赤道时（二分日），南、北极点太阳高度终日为0°，该日太阳沿地平线移动，此现象不属极昼现象。

④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。

例1 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。

太阳的周日视运动由于地球每天自西向东自转，太阳相对地球而言，是自东向西运动的东升西落，这就叫太阳的周日视运动（如下图）。

但由于不同地区、不同季节，太阳的周日视运动有些差异，甚至是完全不同。

一、周日视运动图的一些概念如上图：圆心：是以观察者为圆心；所在平面为地平面。

方位：符合上北下南左西右东的原则，故我们只需确定某一个方位，其余的方位也应是确定（如根据太阳升起的方位—东、落下的方位—西、正午太阳的方位—北半球一般在南，南半球一般在北）。

天顶：观察者的头顶（即图中的Z点）上中天：过Z点的圆周的地平面以上部分，地方时为12时即正午时太阳上中天。

下中天：与上中天对应的地平面以下部分，地方时为子夜24时（或0时）。

太阳的特殊位置：1—日出；2—上中天；3—日落；4—下中天。

正午太阳高度：太阳上中天时，太阳与观察者的连线与地平面所成的夹角，即图中的∠H。

昼夜长短：太阳的周日视运动圈（即图中的1—2—3—4—1）以地平面为界，分为两部分，地平面以上部分可代表白昼长，地平面以下部分可代表黑夜长，在一天24小时的前提下，根据两者各自所占的比例可确定观察者当地此时的昼夜长短情况。

二、周日视运动圈的特征一年中的周日视运动圈我们可认为它们是互相平行的。

故一般题目中只讨论二分二至的三个视运动圈（可根据正午太阳高度角大小或昼夜长短情况区分）。

一年中所有的周日视运动圈均在二至日两个视运动圈之间，其中二分日日出必然在正东方地平面上，日落必然在正西方地平面上。

三、常见的各种周日视运动图一般的周日视运动图如果在二至日两个周日视运动圈之间包括天顶位置，表明该地位于回归线以内。

赤道的特征是周日视运动图垂直于地平面；赤道至北回归线之间地区的周日视运动圈的特征是太阳上中天的部分天顶以南部分多于天顶以北部分；赤道至南回归线之间地区的周日视运动圈的特征是太阳上中天的部分天顶以北部分多于天顶以南部分。

如果太阳上中天的部分全部位于天顶以南（如下图），则表明当地位于北回归线以北地区；相反，如果太阳上中天的部分全部位于天顶以北，则表明当地位于南回归线以南地区。

太阳周日视运动规律探析杭州高级中学吕昳2016.11.17 一．复习南北温带地区太阳周日视运动状况例1．读我国某地二分二至日图回答：（1）该地的纬度是。

（2）该地夏至日的昼长为。

（3）该地夏至日日出时旗杆影子的方向朝，正午的影子朝；冬至日15点的影子方向朝，正午的影子朝。

例2．在国际日期变更线附近，一架飞机由a沿某一纬线向b飞，在a地为12月31日10时正，到达地上空花了2分钟时间，则b地时刻为；若飞机沿a过b继续绕地球飞行一周，飞行员看到的二次日出周期（大于、小于、等于）一个太阳日。

例3．作图题：（1）作我国杭州（30°N）二分二至日的太阳周日视运动图（2）作澳大利亚悉尼（33°S）二分二至日的太阳周日视运动图二．南、北极点太阳周日视运动状况例题：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。

（1）该科考队员所处的纬度位置是；（2）假设图示太阳高度为该地一年中的最大值，则地球上的热带范围将；温带范围将；有极昼极夜现象的范围将；（变大、变小、不变）（3）假设图示太阳高度为该地一年中的最大值，杭州（30°N）正午太阳高度的年内变化值是。

三．极昼圈上太阳周日视运动状况例1：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。

（1）当太阳位于图中B点时，北京时间为16点。

观察地点的地理坐标可能是；（2）该日，太阳升起的时刻是；太阳升起的方向是地平方向。

图2地平圈图30 12 24 时刻h图1SW 地平圈图5SW图6W0 12 24 时刻222h0 12 24 时刻图4例2：读某半球甲乙两地某日“太阳视运动路线图”，圆O 为地平圈，箭头为太阳视运动方向，∠1＝∠2＝22°， 甲乙两地位于 （南、北半球），丙的地平方向是 ， 甲地的地理纬度为 ， 乙地的正午太阳高度为 。

极昼期间太阳的周日视运动规律简析
余培海
【期刊名称】《试题与研究(教学论坛)》
【年(卷),期】2010(000)006
【摘要】@@ 两极地区极昼期间一天24小时都能见到太阳,但太阳在天空中并不是不动的,而是随地球自转进行周日运动.极昼期间太阳周日视运动(简称太阳周日运动)有如下几个特点:
【总页数】1页(P38)
【作者】余培海
【作者单位】河南省中牟一高
【正文语种】中文
【中图分类】P1
【相关文献】
1.“太阳周日视运动图”与“日太阳高度变化图”的判读 [J], 刘丹
2.“太阳周日视运动图”与“日太阳高度变化图”的判读 [J], 刘丹
3.太阳周日视运动规律的几何学剖析 [J], 王毅军
4.运用球面三角知识量化太阳周日视运动规律 [J], 章雄伟;张更容
5.运用球面三角知识量化太阳周日视运动规律 [J], 章雄伟;张更容
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极昼区的太阳视运动特点极昼区，即出现太阳终日（24小时）不落现象的地区。

在同一个太阳日内，极昼区内不同纬度地点虽然都有极昼现象，但它们的太阳高度（角）日变化及其太阳周日视运动轨迹却迥然不同。

对于极昼区内太阳视运动问题的阐释，教师感觉难讲，学生也大都不明，下面分类图示例析如下，请参考。

一、南、北极点太阳周日视运动特点24h15°S°26′。

察到的太阳在天空呈逆时针方向运行。

据此回答下面（1）—（2）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.濮阳（纬度约为36°N）正午太阳高度的年变化幅度将变大【解析】第（1）题，地球上太阳高度整日不变的只有极点。

极昼期间，北极点观察到的太阳视运动方向为逆时针方向；南极点观察到的太阳视运动方向为顺时针方向。

故第（1）题D项正确。

第（2）题，北极点极昼期间，每日的太阳高度与阳光直射点的纬度数相等，其大小随直射点的南北移动而变化。

若此日南极点的太阳高度（23°262）题C变小。

【21日24显然，冬至或夏至时极昼圈上的正午太阳高度达到一年内的最大值，即46°52′。

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、图6所示。

图示说明：①北半球极昼圈上，太阳日出（0时）、日落（24时）于正北方，并且人的视线越过北极点看到日出、日落；正午（地方时12时）太阳位于正南方。

②南半球极昼圈上，太阳日出（0时）、日落（24时）于正南方，并且人的视线越过南极点看到日出、日落；正午（地方时12时）太阳位于正北方。

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太阳周日视运动轨迹总结一、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、西点太阳周日视运动轨迹总结二、太阳视运动1、概念2、方向：自东向西3、速度：每小时15度4、周期：1个太阳日5、轨迹：圆，有时候是大圆有时候是小圆太阳周日视运动轨迹总结三、轨迹上的特殊点1、最高点与最低点时间，方向轨迹上的最高点为当地正午时刻，轨迹上的最低点为当地子夜时刻，此两点或者在观测者的正北方、或者在观测者的正南方，或者在天顶、天底2、轨迹与地平圈的交点(1)无交点：意义如果视运动轨迹与地平圈没有交点，且轨迹在地平圈之上，则当地极昼。

如果视运动轨迹与地平圈没有交点，且轨迹在地平圈之下，则当地极夜。

(2)单个交点：方向及意义轨迹与地平圈只有一个交点的，此交点或者是北点或者是南点。

除交点之外，轨迹上的点在地平圈之上，则当地恰好极昼。

除交点之外，轨迹上的点在地平圈之下，则当地恰好极夜。

(3)俩交点：连线与纬线、经线的关系;日出和日落俩交点的连线与纬线平行，与经线垂直。

俩交点中在偏东方向的为日出点，在偏西方向的为日落点。

太阳周日视运动轨迹总结四、轨迹与纬度1、轨迹倾角与纬度互余轨迹倾角指太阳视运动轨迹所在的平面与地平圈所在平面所夹的二面角。

这个角与当地纬度互余。

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);赤道两极的周日太阳视运动轨迹与地平圈平行或重合。

赤道的视运动轨迹与地平圈垂直。

太阳周日视运动轨迹总结五、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。