一天中影子朝向和长短变化

一天中影子的变化规律
1、影子的长短变化：一天中，早上影子较长，逐渐接近正午时影子最短，晚上影子逐渐变长。

大概影子长度变化为：长——较长——短——较长——长。

2、影子的方向变化：一天中，早上影子在西，中午在南，晚上在东。

因为影子运动的方向与太阳运动方向相反，大概运动方向为：西——西北——南——东北——东。

物体影子的长短方向跟太阳的方位角和高度角有关，通俗点说就是和太阳的方向和高度有关。

清晨太阳从东方刚刚升起的时候距离地平面近，物体的影子在太阳的对面西方被拖得很长，随着太阳从东向南慢慢升高移动，影子的方向也随之变短向相反的方向移动。

正午的时候太阳方位角达到中午180°，太阳太阳位于天顶，因此太阳的天顶角为0，此时物体的影子最短。

杆影问题综合分析河北省邢台市邢台学院地理科学系陈霁冰风水规划研究室原创。

专业从事高考命题研究、风水规划设计、四柱命理预测邮编054001.邮箱：*********************1物影变化问题是地理命题的常见形式之一，也是教和学的难点所在，本文以杆影为例，对其变化规律做一全面系统分析。

一、杆影长短的变化规律1.杆影长短的日变化规律一日中，杆影的长短与太阳高度有关①有昼夜交替的地区，日出、日落时太阳高度为0，太阳光线与地平面平行，杆影最长，理论上趋向于无限长。

正午时（地方时12:00），太阳高度达一天中的最大值，杆影最短。

②在极昼范围内（极点除外），午夜时（地方时0:00）太阳高度最小，杆影最长。

正午时太阳高度最大，杆影最短。

③在极昼的极点上，由于太阳高度没有明显的变化，故杆影也无明显的变化。

总之，除极点外，从日出→正午→日落，杆影变化由最长→逐渐缩短→最短→逐渐变长→最长。

2.杆影长短的年变化规律一年中，各地杆影长度会随季节而变化，主要体现在正午太阳杆影长短的变化上：①正午太阳高度越大，杆影越短，反之，则杆影越长。

②当太阳直射某地时，该地正午杆影最短，缩为一圆点；在直射点以南、以北地区，正午杆影将随太阳高度角的缩小而逐渐变长；在刚出现极夜的纬线上，太阳高度为0，理论上可把其杆影视为无限长。

③当太阳直射北回归线时，北回归线及其以北地区正午杆影达全年最小值；南半球各地正午杆影达全年最大值。

④当太阳直射南回归线时，南回归线及其以南地区正午杆影达全年最小值，北半球各地正午杆影达全年最大值。

二、杆影朝向变化规律1.春分日、秋分日时，南、北半球和赤道上某地的杆影朝向变化规律图解（图1～图3）。

2.太阳直射北半球时，直射点以北地区、直射点以南地区、直射点所在纬线上以及北半球出现极昼地区的杆影朝向变化规律图解（图4～图9）。

图1 北半球某地 W图2南半球某地 S 图3 赤道某地S W N3.太阳直射南半球时，直射点以北地区、直射点以南地区、直射点所在纬线上以及南半球极昼地区杆影朝向变化规律图解（图10～图15）。

影⼦问题影⼦问题⼀、⽇影朝向（⼀）分布规律1.⽇影朝向始终在观测者所见太阳⽅位的相反⽅向。

2.正午⽇影的朝向取决于太阳直射点的位置。

太阳直射点以北的地区正午⽇影朝向正北，以南的地区朝向正南（极点除外，极夜地区正午⽆⽇影）。

不同地区分布如下：（1）回归线以外的地区（极点除外）：①北回归线以北⾄北极圈之间地区，⼀年中正午⽇影都朝向正北。

②南回归线以南⾄南极圈之间地区，⼀年中正午⽇影都朝向正南。

③北极圈以内的地区（不包括北极点），若出现极昼时，正午⽇影朝向正北，⼦夜时的⽇影朝向正南。

④南极圈以内的地区（不包括南极点），若出现极昼时，正午⽇影朝向正南，⼦夜时的⽇影朝向正北。

⑤北极点若有极昼时，其⼀天中的影⼦始终朝向正南（太阳也在正南，太阳与影⼦的位置相反），但位置是变动的。

⑥南极点若有极昼时，其⼀天中的影⼦始终朝向正北（太阳也在正北，太阳与影⼦的位置相反），但位置是变动的。

（2）回归线之间的地区：①太阳直射地区，正午⽇影缩为零（或正午⽇影与物体重合）。

②⾚道上⼀年中正午⽇影⼤约半年朝向正北，半年朝向正南。

③⾚道到北回归线之间的地区，⼀年中正午⽇影朝向正北的时间多于朝向正南的时间；⾚道到南回归线之间的地区，⼀年中正午⽇影朝向正北的时间少于朝向正南的时间。

（3）极点：北有点极昼期正午⽇影都朝向正南，南极点极昼期正午⽇影都朝向正北。

3.⽇出⽇落时的⽇影朝向（1）太阳直射北半球时：⽆论南北半球，⽇出时的影⼦都朝向西南⽅，⽇落时的影⼦都朝向东南⽅。

（2）太阳直射南半球时：⽆论南北半球，⽇出时的影⼦都朝向西北⽅，⽇落时的影⼦都朝向东北⽅。

（3）太阳直射⾚道时：全球各地⽇出时的影⼦都朝向正西⽅，⽇落时的影⼦都朝向正东⽅。

（⼆）应⽤意义1.据⽇出、⽇落时⽇影的朝向，推知太阳直射半球若⽇出时物体的影⼦朝向西南⽅，⽇落时物体的影⼦朝向东南⽅，则说明太阳直射北半球；若⽇出时物体的影⼦朝向西北⽅，⽇落时物体的影⼦朝向东北⽅，则说明太阳直射南半球；若⽇出时物体的影⼦朝向正东⽅，则说明太阳直射⾚道。

正午影子长短的变化规律
正午物体影长及朝向变化规律：
1.正午物体影子朝向与正午太阳方位相反
2.正午物体影子长度与正午太阳高度呈负相关
热带地区
热带地区正午时刻，物影有一段时期指向正北方向，一段时期指向正南方向，赤道到北回归线之间的地区，一年中正午日影朝向正北的时间多于朝向正南的时间；赤道到南回归线之间的地区，一年中正午日影朝向正北的时间少于朝向正南的时间。

影长在太阳直射时出现最小值在夏至日或冬至日出现最大值（一年中两次回归线上一次），（一年中一次）。

2、温带地区
年中正午时刻，北温带上的物影始终指向正北方向，且影长在夏至日达到最小值（一年一次），冬至日达到最大值（一年一次）。

一年中正午时刻，南温带上的物影始终指向正南方向，且影长在冬至日达到最小值（一年一次），夏至日达到最大值（一年一次）。

3、寒带地区
一年中正午时刻，北寒带物影始终指向正北方向，
若出现极昼
且影长在夏至日出现最小值（一年一次），现象时，一年中正
在午夜0点时刻物影指向正南方向。

午时刻，南寒带物影始终指向正南方向，且影长在冬至
若出现极昼现象时，在午
日出现最小值（一年一次），夜0点时刻物影指向正北方向。

4、极点
北极点朝任何一个方向都是正南，因此在一年内只要有光照的情况下，物影始终是指向正南方向。

在南极点只要有光照的情况下，物影始终是指向正北方向。

第八章物体影子的变化规律及应用物体影子（也叫日影）就是太阳光线被阻挡后，在物体另一侧形成的一个较暗区域。

本节我们重点从两个方面来学习：①物体影子长短变化规律②物体影子朝向变化规律一、物体影子长短的变化规律1、物体影子（日影）长短的日变化规律：一日之中，物体影长与日太阳高度有关。

太阳高度越大，物体影子越短；太阳高度越小，物体影子越长。

①非极昼地区（不包括极夜区）：日出、日落时，太阳高度为零，太阳光线与地平面平行，日影最长；正午时太阳高度达一天中最大值，日影最短。

②极昼地区：午夜（0时）太阳高度最小，日影最长；正午时太阳高度达一天中最大值，日影最短。

由此可见：除极点外，一天中各地的日影长度的变化，从日出—正午—日落，由最长—逐渐缩短—最短—逐渐变长—最长；极昼的极点上，由于太阳高度没有明显的变化，所以，日影长度也没有明显变化。

2、物体影子（日影）长短的年变化规律：一年中，各地的日影长度会随季节变化而变化，这种变化主要体现在正午的日影长短上。

它与当地的正午太阳高度有直接关系：正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高度越小，日影越长。

因此，日影长短的年变化规律可从以下两个方面去理解：1）.就某一天来看，太阳直射的地点，日影最短，为一圆点。

在直射点以北、以南的地区，正午日影随着正午太阳高度缩小而逐渐变长。

例如：6月22日，太阳直射北回归线，北回归线上正午日影最短；北回归线两侧正午日影随着正午太阳高度缩小而逐渐变长。

2).就一个地点来看，在一年中正午太阳高度增大时，日影逐渐缩短；正午太阳高度达最大时，日影最短；正午太阳高度减小时，日影逐渐增长；正午太阳高度达最小时，日影最长。

例如：①12月22日—6月22日，在太阳直射点向北移动过程中，北回归线及其以北各地的正午太阳高度逐渐增大，那么其日影逐渐缩短；②6月22日，太阳直射北回归线，北回归线及其以北各地的正午太阳高度达到全年最大，其日影也达到全年最短。

③6月22日—12月22日，在太阳直射点向南移动过程中，北回归线及其以北各地的正午太阳高度逐渐减小，那么其日影逐渐增长；④12月22日，太阳直射南回归线，北回归线及其以北各地的正午太阳高度达到全年最小，其日影也达到全年最长。

高中地理（太阳直射点、影子方向、昼夜长短）考点详解•1、太阳直射点的移动地球绕着地轴自转，自转的平面为“赤道面”；地球绕着太阳公转，公转的平面为“黄道面”。

两个平面存在着一个23°26′的夹角：黄赤交角，因此导致太阳直射点在地球上23°26′N~23°26′S之间往复移动，移动的周期为一个回归年（365日5时48分46秒），移动的规律如下：①夏半年（春分-夏至-秋分），太阳直射点由赤道开始，先向北移动到北回归线，再向南回到赤道。

北半球昼长夜短，北极点附近出现极昼，极昼的范围先扩大后缩小；②冬半年（秋分-冬至-春分），太阳直射点由赤道开始，先向南移动到南回归线，再向北回到赤道，北半球昼短夜长，北极点附近出现极夜，极夜的范围先扩大后缩小。

图1 太阳直射点的移动规律•2、影子的方向影子的方向，与太阳直射点的位置、太阳的视运动轨迹有关。

假设某地位于北半球，则影子的方向为：①春分-夏至-秋分：太阳东北日出、西北日落，因此早上影子朝向西南，黄昏影子朝向东南；②秋分-冬至-春分：太阳东南日出、西南日落，因此早上影子朝向西北，黄昏影子朝向西南；③正午影子方向：与观察者的纬度、太阳直射点的纬度位置有关，太阳直射点位于观察者以南，则正午影子位于正北；太阳直射点位于观察者以北，则正午影子位于正南；④南/北极点：北极点的影子永远朝向正南，南极点的影子永远朝向正北。

图2 影子的方向例题图3 例题答案：C、A精讲精析：（1）分析影子的方向。

①由于该地为北极点，因此该点的四周，全部为“南”，因此中国结的影子指向正南，拍摄者也位于正南；②如果此时为3月21日（春分），则全球昼夜平分，北极点处应该是一半夜晚、一半白天，而图中全部都为白天，因此不是春分或者秋分。

（2）分析南极点的气候特点。

①南、北半球的季节恰好相反，1月份为南极的夏季，但南极点的冰层很厚，夏季虽然有融化，但仍然比北极要厚很多；②3月1日~21日为南半球的夏半年，南极点及其附近的昼长>夜长；3月21日~31日为冬半年，南极点及其附近夜长>昼长，因此总体来看3月份昼长>夜长，而北极点及其附近地区恰好相反，因此累计昼长：南极点附近>北极点附近；③南极的海拔较高，因此气压较低；④假设南极北极海拔相同，则9月1日~23日为南半球冬半年，气温较低；24日~30日为夏半年，气温较高，因此总体来说气温较低的日子更多。

日影问题一、正午物体的影子问题：正午时刻太阳的位置、物体影子的朝向与长短变化问题⑴影长与太阳高度的关系：太阳高度角越大，影长越；当正午影长为零，太阳高度角应当为度，即太阳此地。

所以影长与太阳高度角存在相关，因此根据影长的变化可推测太阳高度角的变化。

⑵影子朝向与太阳位置的关系：（除两极外）物体影子的朝向与太阳照射的方向_______，太阳位于头顶时，影子在脚下，缩短为零。

①北回归线及其以北地区：由于该地正午太阳总是在方，影子均应朝，因此只有朝向方的影子。

由于该地区，一年中正午太阳高度角夏至最，冬至最，因此，正午影长变化特点是:夏至最，冬至最。

②南回归线及其以南地区：由于该地正午太阳总是在方，影子均应朝，因此只有朝向方的影子。

因此，正午影长变化特点是:冬至最，夏至最。

③南北回归线之间的地区：由于太阳直射点在南北回归线之间移动，该地正午的太阳有一段时间会在南方，有一段时间会在北方，因此，该地正午既有朝北的影子（“北影”），也有朝南的影子（“南影”）。

该地区均有两次直射机会，因此会出现两次正午影长为零的时期，还可细分以下两种情况：★赤道和北回归线之间地区：太阳直射点在该地南方的机会大于在北方机会，因此出现“北影”的时间长于“南影”，且大多数时间“北影”长于“南影”。

由于在太阳直射南回归线时，该地正午太阳高度角达一年中最小值，因此一年中，在月日的正午日影最。

★赤道和南回归线之间地区：太阳直射点在该地北方的机会大于在南方机会，因此出现“南影”的时间长于“北影”。

且大多数时间“南影”长于“北影”。

由于在太阳直射北回归线时，该地正午太阳高度角达一年中最小值，因此一年中，在月日的正午日影最。

④北极点：极昼时，太阳从________方向照射过来，影子也朝_______ ____方向。

⑤南极点：极昼时，太阳从________方向照射过来，影子也朝____________方向。

【例3】下图为某地朝南窗户二分二至日正午阳光入射图。