太阳方位

求太阳升起的方位角太阳从何方升起，这似乎是一个再简单不过的问题，一般人会不假思索地回答是从东方升起。

从总体上来说，这也是对的，但是这种情况只能是说从全年的平均情况看是这样的。

对于我们有了一定的地理知识，特别是有了地球运动、地平圈、方位角、天球概念有关知识的人来说就不能简单地这么认为了。

实际上在不同的季节、不同的纬度，太阳升起的方位角是不同的，不一定是从正东方升起。

在夏季时，较高纬度地区太阳可以从东偏北50°到60°甚至更高角度升起，在西偏北同样的角度落下；冬季时可以从东偏南50°或者更多升起，在西偏南50°或以上落下。

这时候我们还能说太阳是从东方升起吗？显然不能这么说。

所以我们在夏天时可以说：“一轮红日从东北方升起，在西北方落下”。

那么怎样来准确计算太阳升起的方位角呢？这里我们来推导一个计算公式，把地理概念和数学中的立体几何知识结合起来就不难解决这个问题了。

例：当太阳直射北纬20度时，求北纬30度地区太阳升起的方位角。

具体解决这个问题我想可以通过下面的8个步骤来解决和说明（1）我们可绘如下的图图一设观测者在北纬30度线上的某一点A点上，则D圈为A点所在的地平圈（注意地平圈一定与观测点A点到地心O的连线是垂直的，另外由图中可看出地平圈与赤道平面的夹角即二面角为60度）。

地平圈和赤道（这里理解为天赤道）的交点E为正东方（东点）、交点W为正西方（西点）。

另外，N为正北、S为正南、O为地心。

（2）还是见上面的图（图一），设地平圈与北纬20°的交点为B。

由于太阳直射在北纬20°线上，随着地球的自转，总有一刻太阳会直射到B 点，光线同时指向地心O，太阳和地平圈在同一平面上，这时候A点的人太阳刚好可看到太阳升起。

（为什么这样说呢？这里我们要引入天球的概念，地平圈和赤道都无限延伸与天球面相交，在天球尺度上，地球可以认为是一个点，位于天球的中心。

图中的观测点A可以认为就在地平圈的中心点，也就是图中地心O 点。

太阳中午的时候在哪个方向
在北回归线以北的人们看来，中午12点的时候，太阳在正南；
在南回归线以南的人们看来，中午12点的时候，太阳在正北。

回归线之间的人们在中午所看到的太阳则不是正北就是正南，视日期而定。

对于中国区域，正中午的太阳方位角在180°，即中午的时候太阳所在的方向是正南方。

太阳方位角一般是以目标物的北方向为起始方向，以太阳光的入射方向为终止方向，按顺时针方向所测量的角度。

对于中国区域，早上太阳光从东边射来，中午太阳光从南边射来，傍晚太阳光从西边边射来。

早上的太阳方位角在90°左右（但一年当中，有一定的角度范围变化)，正中午的太阳方位角在180°（正南方)。

在南北回归线之间，一年里，总会有一段时间，太阳在头顶，如果位置是在北纬23°26′，也就是北回归线，太阳在地球直射点的最北界线，在夏天的时候，太阳也就在头顶了，如果在上海这个地方，夏天的时候，正好是太阳直射北半球，也会感觉太阳在头顶，在冬天，太阳就直射南半球，就会感觉太阳相对远离头顶。

日出日落方位口诀
日出日落方位口诀：
1）太阳直射北半球，全球各地太阳从东北升起，在西北落下。

（极昼极夜地区除外）
(2)太阳直射南半球，全球各地太阳从东南升起，在西南落下。

（极昼极夜地区除外）
（3）太阳直射赤道，太阳从正东升起，在正西落下（极点除外）日出和日落的区别
（1）霞气的区别
日出的霞气比较淡雅，因为日出时大气层里的灰尘较少。

日落时则是漫天红霞，日落的颜色可以因地球的大气现象而增强，如云、烟及人为制造的废气等。

（2）温度的区别
日出时太阳刚刚升起，气温正在从最低点逐步上升，看过日出都知道会很冷，相对温度低。

日落时太阳照射大地一天的时间，地面温度相对较高。

（3）光线的区别
日出时光线还不强烈，不怎么刺眼，感觉很清澈透亮，通常可以直视。

日落时光线还带着一天的灼热，很浓郁，往往不敢直视。

日出方位和时间的判断一、以北半球为例（一）选取23°26′N～66°34′N之间的任意一点为研究对象，O点为观测者所在点，A、B、C、D所在的平面为观测者所在的地平面，方向与生活中的实际方向相同：A为正东、B为正南、C为正西、D为正北，如图1所示。

粗线AC弧为观测地（O点所在地）当日的太阳视运动轨迹，A点为日出、C点为日落，两者的太阳高度角均为0°。

AC弧上除A、C点外的各点太阳高度角均大于0°。

太阳视运动轨迹，是在地球自转过程中（以太阳为参照物）观测地被太阳照射的时间的反映，也即是当地经历的白昼时间──昼长。

那么太阳视运动轨迹AC弧的度数和O地所在昼夜弧中的昼弧度数相当。

为了观测、研究方便，我们把太阳视运动轨迹AC弧投影到观测点所在的地平面上，这样太阳视运动轨迹AC弧投影在地平面上弧线ABC弧就相当于当地的昼长，因此我们可以把ABC弧作为观测地的昼弧使用，ADC弧则可以相当于当地的夜弧。

B为昼弧中点，太阳高度角最大，时间为当地时间12时；C为夜弧中点时间为当地时间24时（或0时）。

同理，A为6时、C为18时。

如图2所示：这样我们就把时间、方位、昼夜弧长都整合到要研究的观测地平面中，以方便我们的观测和讨论。

下面以北半球为例从春秋分（昼夜等长）、夏至或夏季（昼长夜短）、冬至或冬季（昼短夜长）三个方面进行讨论。

1.春秋分如图3所示：此时昼夜弧等长──昼夜等长，日出点A方位为正东，时间为6时；日落点B方位为正西，时间为18时。

2.夏季或夏至如图4所示：相当于昼弧的ABC弧长大于180°即昼长大于12小时──昼长夜短，由图可以看出昼弧分别由A点和B点向北扩展，结果则是日出点A方位为东北，时间为6时以前；日落点B方位为西北，时间为18时以后。

具体日出、日落时间可由昼长或夜长求出，例如：已知某地昼长为14小时，求该地日出和日落时间？昼长14小时比昼夜平分时长2小时，这2小时是由昼弧变长而造成的，而昼弧的变长是上午和下午同时等量变长，也即是日出提前1小时，为5时；日落落后1小时，为19时。