太阳方位变化速度问题
- 格式:doc
- 大小:158.50 KB
- 文档页数:3
微专题3 太阳高度与方位 考试要求1.正午太阳高度的变化及分布规律(1)纬度变化规律正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
①北半球夏至日:正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减,如图中c 折线所示。
②北半球冬至日:正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减,如图中a 折线所示。
③春秋分日:正午太阳高度由赤道向南北两侧递减,如图中b 折线所示。
④同线相等规律:同一纬线上正午太阳高度相等。
⑤对称规律:以直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线,正午太阳高度相等。
(2)季节变化规律 ①北半球夏至日⎩⎪⎨⎪⎧ 一年中最大值:北回归线及其以北地区一年中最小值:南半球各纬度②北半球冬至日⎩⎪⎨⎪⎧ 一年中最大值:南回归线及其以南地区一年中最小值:北半球各纬度③春、秋分日:赤道上达一年中最大值,其他地区介于最大值与最小值之间。
2.正午太阳高度的计算公式:H =90°-|α±β|观测点和太阳直射点同在北(南)半球,取减号;分属于南北不同半球,取加号。
例 当太阳直射B 点(10°N)时,C 点(23.5°S)正午太阳高度是________。
H C=90°-BC=90°-(10°+23.5°)=56.5°当太阳直射B点(10°N时),A点(40°N)正午太阳高度是H A=90°-AB=90°-(40°-10°)=60°3.正午太阳高度的分布、变化特点的判断技巧(1)分布看“远近”——远小近大距离直射点所在的纬线越近,正午太阳高度越大,距离越远,正午太阳高度越小。
(2)变化看“移动”——来增去减太阳直射点向某地所在的方向移来时,该地的正午太阳高度逐渐增大;太阳直射点远离某地移去时,该地的正午太阳高度逐渐减小。
(3)位置看“数值”——90°的出现加试级规律点拨有关太阳高度的几个规律4.正午太阳高度的应用(1)确定地方时当某地太阳高度达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。
备战2024年高考地理一轮复习考点帮(新高考专用)2.1 基础知识五太阳方位和正午太阳高度的变化(专题训练)一、单选题。
(2021·江苏·高考真题)图为2016年12月8日游客在悉尼(33°55'S,150°53'E)15时15分拍摄的照片。
据此回答问题。
1.该日悉尼的正午太阳高度角大约是()A.32°B.58°C.66°D.79°【答案】1.D【解析】1.南北回归线的纬度大约是23.5°,太阳直射点在回归线之间移动,大概四天移动1°,12月22日太阳直射点在23.5°S附近,故12月8日太阳直射点位于南回归线以北约3.5°,可求出当日直射20°S附近,结合正午太阳高度角计算公式H=90°一∣纬度差∣(纬差是指某地的地理纬度与当日直射点所在纬度之间的差值),悉尼的正午太阳高度角约是H=90°一|纬度差|=90°-(33°55'-20°)=76°05';故D选项最接近,ABC选项错误。
故选D。
(2023·广东潮州·校考三模)河源市源城区小华家(23°52'N,115°4'E)厨房阳台放置了一台冰箱,他发现,一年中有一段时间,阳光会照射到冰箱门上。
下图为"小华家户型简图"。
据此完成下面小题。
2.下列时间中,冰箱门可以受到阳光照射的是()A.春节B.7月份的早晨C.6月22日的正午D.12月份的早晨【答案】2.B【解析】2.根据图片,冰箱位于东北方向,阳光照射到冰箱门上时太阳所在的方位是东北方向。
夏季早晨太阳日出在东北方向,7月份的早晨符合条件,B正确;6月22日的正午太阳在正南方向,C错误;春节、12月份的早晨,冬半年日出太阳在东南方向,A、D错误。
太阳方位的变化规律太阳是我们生活中最重要的自然现象之一,它不仅为我们提供了光和热,还是农业、气象和导航等领域的重要因素。
太阳方位的变化规律对于人类社会有着深远的影响,下面将从地球自转、公转、赤道倾角、黄赤交角以及季节变化等方面来详细探讨太阳方位的变化规律。
首先,地球自转是太阳方位变化规律的基础。
地球自转是指地球绕着自己的轴线旋转一周所需要的时间,即一天24小时。
由于地球自转时速约为1670公里/小时,因此太阳在天空中也会随着时间而发生移动。
在北半球,当太阳从东方升起时,它会逐渐向南移动并在正午时达到最高点;而当太阳从西方落下时,则会逐渐向北移动。
在南半球则相反。
其次,地球公转也对太阳方位变化产生了影响。
地球公转是指地球围绕着太阳运动一周所需要的时间,即一年365天。
由于地球公转轨道呈椭圆形,因此地球和太阳之间的距离也会随着时间而变化。
当地球距离太阳较远时,太阳在天空中看起来较小,而当地球距离太阳较近时,则会显得较大。
第三,赤道倾角也是影响太阳方位变化规律的重要因素。
赤道倾角是指地球自转轴线与公转轨道平面之间的夹角,约为23.5度。
由于赤道倾角的存在,当地球绕着太阳公转时,不同地区所接收到的太阳光线强度也会有所不同。
例如,在北半球的冬至时节,北极圈内部分地区将会完全没有日光照射;而在南半球的冬至时节,则是南极圈内部分地区将会完全没有日光照射。
第四,黄赤交角也是影响太阳方位变化规律的重要因素。
黄赤交角是指地球公转轨道平面与黄道平面之间的夹角,约为23.5度。
由于黄赤交角的存在,在不同季节中太阳所在位置也会有所不同。
例如,在北半球春分时节,太阳将会位于赤道上方,而在秋分时节则位于赤道下方。
最后,季节变化也是影响太阳方位变化规律的重要因素。
由于地球自转和公转的复杂性质,不同季节中太阳在天空中的位置也会有所不同。
例如,在北半球夏至时节,太阳将会在天空中呈现出较高的位置;而在冬至时节则相反。
这种季节性变化对于农业、气象和导航等领域都有着深远的影响。
浅谈太阳升落方位的变化规律山东省淄博师范学校(255100) 秦克铸内容提要:太阳升落方位问题是《地球运动》教学中遇到的疑难问题,《地理教育》杂志曾连续刊发多篇文章对此进行讨论,本文系其中之一,刊发于93年第4期。
本文从纬度、季节、南北半球比较三个方面考察太阳升落方位的变化规律,文字深入浅出,通俗易懂,适合于中学地理教师及高校地理系学生阅读,可供《地球概论》教学及《高中地理》教学参考。
关键词:太阳升落方位(A) 太阳赤纬(δ) 纬度(ψ)太阳周日圈地平圈正文: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。
太阳升落方位的变化规律可以从以下几个方面来考察:1、随纬度的变化规律:这种规律可以概括为一句话即:太阳赤纬不为零时,纬度越高(不管南北纬),太阳升落的方位角(以东点、西点为起点,在地平圈上度量,偏北为正,偏南为负,用符号A表示)越大,而且太阳赤纬为正(负)即太阳直射在北(南)半球时,方位角为正(负),亦即太阳升落方位偏北(南)。
根据纬度的差异又可分为以下六种情况:(1)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,且太阳赤纬是多少度,太阳升落方位便是多少度,即δ=A。
例如:每年11月7日,太阳赤纬约为-16019′即太阳直射南纬16019′,此日的太阳升落方位亦为-16019′,即在赤道上看11月7日这天太阳是从正东偏南16019′处升起,在正西偏南16019′处下落。
(2)在开始出现极昼的纬度上看:由于太阳周日圈最低点与地平圈相切,故太阳升落方位最大为900即与北点或南点重合。
例如:6月22日北极圈上开始出现极昼,太阳周日圈全部在地平圈以上,其最低点恰与北点相切,故这天在北极圈上看太阳,是从正东偏北900即正北方位开始升起,而在正西偏北900即正北方位下落到最低点,换句话说就是6月22日在北极圈上看太阳升落方位为+900。
太阳周日视运动问题太阳周日视运动是指太阳在天球上以一日为周期的运动。
除南北极点外,地球各地春分日、秋分日,太阳周日视运动为大圆,其它时间为小圆,所以,太阳周日视运动轨迹又叫太阳周日视运动圈。
该内容为地球运动的重点和难点之一,学生理解有一定的困难。
本文就太阳周日视运动日出、日落方位、正午太阳高度、结合运动圈特点,针对世界不同纬度地方予以探讨。
一,太阳出没(日出、日落)的方位一年内太阳出没地太阳的周日视运动,就是以地球自转的相反方向,随着天球旋转,以一太阳日为周期的自东向西的“巡天”运动。
由于地球自转和公转等因素的制约,使太阳的周日视运动状况无时无地的发生变化,并导致太阳出没地点的相应变化。
首先,太阳的周日运动与其它恒星的周日运动相比具有明显区别,即由于地球除了自转以外还存在着绕日公转,致使太阳以每天59′8″.196的速度沿着天球黄道作周年运动。
很显然,太阳在黄道上的周年运动,必定会影响到太阳在黄道上年内位置的改变,使太阳在不同季节处在黄道上不同的位置进行着周日运动;同时,由于地球在公转中地轴相对其轨道面发生倾斜,黄道面相对于赤道面存在着23°26′的黄赤交角。
于是,在某一纬度地点的地平面来观察太阳周日运动时,便产生着因时而异的太阳周日运动的季节变化,进而,太阳出没于地平线的方位也相应地发生这种季节变化。
二,正午太阳高度与子夜太阳高度1,正午太阳高度连接正午时太阳所在位置(即太阳上中天的位置)与观测点之间的联机,与南北向联机的夹角,即为观测点所在纬线此日的正午太阳高度(取锐角或直角)。
与直射点纬差相差多少度,正午太阳高度就比90°小多少度。
在太阳直射点的同侧,纬差相差多少度,正午太阳高度就相差多少度。
2,子夜太阳高度在极地附近的极昼期,与极点纬度相差多少度,子夜时的太阳高度就比极点相差多少度。
(这里有个很重要的参照点——极点,因为极点上的太阳高度是一天24小时都相同,极点上正午太阳高度就是子夜太阳高度。
极昼区太阳周日视运动规律探析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O ,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 O N时,北极点全天太阳高度角为20 °又如,当阳光直射20 O S时,南极点太阳高度角终日为20O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。
为黄赤夹角度数的2倍。
黄赤夹角变小,濮阳正午太阳高度的年变化幅度也将变小。
答案⑴C⑵C二.极昼圈上太阳周日视运动状况所谓极昼圈,就是指刚刚出现极昼现象的纬线圈,即出现极昼现象的最低纬度圈。
极昼圈的大小随着阳光直射点的南北移动而张缩。
以北半球为例,春分(3月21日前后)过后,阳光直射点由赤道逐渐向北移移动,极昼圈则由北极点(90 O N)逐渐向南扩展;夏至时,阳光直射23 °6 N , 极昼圈扩大到年内最大值,此时极昼圈就是北极圈,即66 °34N。
太阳方位变化速度问题
下面讨论地转日象仪深入应用的话题,供感兴趣者参考。
为节省文字,我们用T代替“太阳方位变化速度”八个字,用Z代替地球自转速度15°/时,即Z=15°/时。
现在,我们来讨论T问题。
因为本人对T问题感兴趣,才开始研究太阳视运动。
设正南为方位0°,利用本仪器在赤道看到,春分、秋分时,中午前太阳方位一直是正东,-90°,中午后太阳方位一直是正西,+90°,午前、午后T都是零,而正中午时,方位突变,T 为无穷大。
这告诉我们,太阳足迹和观察者距离为零时,T就无穷大,赤道的T和北极的T完全不同。
在北极,太阳足迹为圆,观察者和太阳足迹的距离是天柱半径,T总是Z。
T 与观察者到太阳足迹的距离、与太阳足迹运动方向、速度有关。
如果太阳足迹运动方向、速度相同,T的大小就看观察者到太阳足迹的距离。
下面说说日出的T。
因为日落的T,和它相同,因此只说它。
日出的T,先说结论:日出的T只和纬度W有关,日出的T 近似为T=Z* SIN(W)。
将地轴抽到春分也是秋分刻度,我们看到,无论天柱转动到什么位置,日出点总在正东,一天见日时间总是12小时,观察者和太阳足迹的距离总是天柱半径。
将天柱放在北纬45°,我们看到太阳视运动速度Z和T夹角为45°。
T是Z的分量,为Z*SIN45°。
这时我们再抽动一下地轴到夏至,发现日出点和观察者两者距离没太大变化,再推动一下地轴到冬至,发现也没太大变化,因此,四季的日出T基本相近,本人曾在计算机上按本人推导的太阳方位公式用VB算法语言程序计算出北纬45.6°的哈尔滨,四季的日出T皆为0.7Z。
至于北极“四季”日出的T=Z和赤道“四季”日出的T=0,都是完全肯定的,综合起来,才有上面的结论。
下面讨论中午T问题。
因为冬至到夏至和夏至到冬至的情况只是顺序不同实质相同,我们只讨论夏至到冬至的中午T。
并把它分两步。
我们先看看夏至到秋分,我们将仪器的地轴调到夏至刻度,我们看到在北极中午T为Z,转动圆柱,看着观察者和正南太阳垂足的距离,发现它随纬度逐渐减小而逐渐减小,到北纬23.5°时为零,说明中午T逐渐增大,到北回归线为无穷大。
再看看秋
分,我们将仪器的地轴调到秋分刻度,我们看到在北极中午T仍为Z,我们转动圆柱,看看观察者和正南太阳垂足的距离,发现它随纬度逐渐减小也逐渐减小,只是到赤道为零,说明中午T逐渐增大,到赤道为无穷大。
结论是显然的:夏至到秋分期间,某节气中午T,从北极的Z开始,往南移则增加,当往南到纬度等于该节气赤纬角时突然增到无穷大。
对于秋分到冬至期间,我们看看赤纬角=-23.5°的冬至,我们将仪器的地轴调到冬至刻度,我们转动圆柱到北纬90°,在北极看不到太阳,将圆柱转到北纬66.5°,中午才日出,这时中午T=日出T,而日出T =Z*sin66.5°,所以中午T==0.92Z,再往南转,我们看看观察者和正南太阳垂足的距离,发现它也是随纬度逐渐减小而逐渐减小,到南回归线是零,说明中午T逐渐增大,在南回归线增到无穷大。
结论也是显然的:秋分到冬至期间的规律是,对某赤纬角=-α的节气,中午T,从北纬90°-α有太阳为Z*sin(90-α)开始,往南移则增加,当往南到纬度等于该节气赤纬角时突然增到无穷大。
中午T过了无穷大点后,太阳改在北方,T 也换了符号。
下面对于固定纬度看看变化。
北回归线以北,就以北纬45°为例。
将仪器固定在北纬45°,将地轴放到冬至,逐步向夏至移动,我们发现观察者和正南太阳垂足的距离不断缩小。
这说明,中午T,在北回归线以北,对于同一地点,随节气变化单调,夏至最大冬至最小。
北回归线以南,例如北纬10°,将仪器固定在北纬10°现将地轴放到夏至,中午太阳在北方,T 为负值,赤纬角变小,更负,到赤纬角=10°。
为负无穷大,以后,太阳改在南方,从正无穷大降下,到冬至底为一个正值。
根据以上分析在本仪器帮助下大致绘出附图,图中曲线变化只是示意,并未经过严格计算。
本人在算机上对哈尔滨,以太阳轨道间隔10°的计算精度,计算中午T的均值,结果为:夏至为2.34Z,春分、秋分为1.38Z,冬至为0.98Z。
当然,这是中午T即时值的不足近视值。
附图:。