二分二至日太阳视运动轨迹解析陆㊀军(大化县第二中学㊀广西㊀河池㊀530800)ʌ摘要ɔ㊀太阳视运动轨迹是一个比较抽象的概念,它牵涉到影子朝向㊁太阳高度角以及地方时的计算等知识,这里我就二分二至日地球六个区域:赤道㊁直射点与刚好出现极昼的纬线圈之间(为了方便,以下简称极昼圈,反之简称极夜圈)㊁直射点与极夜圈之间㊁极昼圈㊁极昼圈与极点之间㊁极点的太阳视运动轨迹进行比较详细的解析㊂ʌ关键词ɔ㊀太阳视运动㊀轨迹图㊀极昼圈㊀极夜圈㊀㊀太阳视运动轨迹是一个比较抽象的概念,很多人都对它不是很清晰,它牵涉到影子朝向㊁太阳高度角以及地方时的计算等知识,所以为大家所关注,这里我就二分二至日地球六个区域:赤道㊁直射点与刚好出现极昼的纬线圈之间(为了方便,以下简称极昼圈,反之简称极夜圈)㊁直射点与极夜圈之间㊁极昼圈㊁极昼圈与极点之间㊁极点的太阳视运动轨迹进行比较详细的解析,希望对大家的理解有所帮助㊂一㊁二分日(春分㊁秋分日)的太阳视运动(一)二分日太阳视运动轨迹图赤道轨迹图为图1中的弧EPW,太阳视运动轨迹经过正东㊁正西方向且垂直于地平面,此时极昼圈正好位于极点,直射点至极昼圈的范围恰好与南北半球的范围重合,而向北倾斜为南半球的视运动轨迹,见图1中的弧EP''W,向南倾斜的弧EP'W为北半球的视运动轨迹图,极点上的视运动轨迹为太阳围绕地平圈一周的圆㊂(二)日出㊁日落的方向由图1可知,二分日时,全球的日出方向均为正东方向,日落为正西方向㊂而此时此刻全球各地昼夜平分,日出时间相同,均为6时,日落时间也相同,均为18时㊂(三)太阳高度日变化太阳高度最小值均为日出㊁日落时,太阳高度为0o,正午太阳高度为最大值㊂正午太阳高度此时赤道上为最大值900 ,如图1所示øPOS,而北半球的正午太阳高度为øP'OS,南半球为øP''O S且值的范围00至900之间,数值大小由直射点向两极逐渐递减㊂(四)影子朝向及日影范围的变化二分二至日,赤道上视运动轨迹经过正东㊁正西方向且与地平面垂直,影子仅朝向正东和正西两个方向,范围为位于正东正西方向上的一条线㊂南半球轨迹向北倾斜,影子朝向及范围由正西方向绕物体沿逆时针方向旋转至正东方向,北半球则由正西方向绕物体沿顺时针方向旋转至正东方向,日影范围各占半圆㊂二㊁夏至日太阳视运动轨迹(一)夏至日太阳视运动轨迹图夏至日,太阳直射点移至北回归线,太阳视运动轨迹也随太阳直射点的北移而向北移动㊂此时赤道上的太阳视运动轨迹为图2所示的弧E'PW',并垂直于地平面㊂直射点到极昼圈位于北半球,与北半球运动轨迹图向南倾斜,见图2中的弧E'P'W',直射点到极夜圈的轨迹图则向北倾斜,见图2中弧E'P'W'㊂此时极昼圈为北极圈,刚好出现极昼现象,其视运动轨迹图为与地平面相切于正北方向上的圆,见图3中的圆①,而极昼圈到极点的图像为略向南倾斜南高北低的圆,见图3中圆②,北极点为平行于地平面的圆,见图中圆③㊂(二)夏至日日出㊁日落方向由于视运动轨迹向北移,无极昼地区的日出方向为偏东北方向,日落为偏西北方向㊂极昼圈至极点日出方向为正北方向,日落方向正北,极点则无明显的日出和日落㊂(三)夏至日太阳高度的日变化:在无极昼地区太阳高度日出日落为太阳高度最小值为均为00,正午太阳高度为最大值,数值由直射点到极昼圈逐渐降低㊂极圈到极点的太阳高度均大于00,日出为最小值㊂极点则全天太阳高度相等㊂(四)影子朝向与日影范围变化夏至日,在无极昼地区,各地的日出方向均为偏东北方向,日落为偏西北方向㊂而对应的影子朝向及范围:直射点到极昼圈为由西南方向绕物体沿顺时针方向旋转至东南方向,范围大于半圆㊂直射点到极夜圈的影子则由西南方向绕物体沿逆时针方向旋转至东南方向,影子范围小于半圆㊂而极昼圈内影子为以物体为一个焦点绕物体逆时针方向旋转一周的椭圆,极点的影子则为以物体为圆心绕物体沿逆时针方向旋转的圆㊂三㊁冬至日,各地太阳视运动轨迹:(一)冬至日视运动轨迹图冬至日,太阳直射南回归线,赤道上的太阳视运动仍为垂直于地平面的半圆,见图4中的弧E'PW'㊂直射点到极昼圈(南极圈)的视运动轨迹为图4中弧E'P''W',直射点至极夜圈(北极圈)为弧E'P'W'㊂极昼圈上的视运动轨迹向北倾斜且与地平面相切于正南方向上的圆,见图5中的圆①,极昼圈至极点内为略微向北倾斜北高南低的圆,见图5中的圆②,极点视运动轨迹为平行于地平面的圆,见图5中圆③㊂(二)日出日落方向由于太阳视运动向南移,无极昼地区日出方向为偏东南方向,日落为偏西南方向,极圈至极点上的日出日落方向均为正南方向,而极点则无明显的日出与日落㊂(三)太阳高度日变化冬至日太阳高度日变化与冬至日大致相同,无极昼地区日出日落为最小值为00,正午太阳高度由太阳直射点向极点逐渐降低㊂极昼圈的太阳高度均大于00,日出为最小值,正午为最大值,极点全天太阳高度都相同㊂(四)日影方向及日影范围变化:冬至日,直射点至极昼圈的日影方向为由偏西北方绕物体向逆时针方向转至偏东北方向,日影范围大于半圆,直射点至极夜圈的日影方向则为由西北方向绕物体沿顺时针方向旋转至东北方向,影子范围小于半圆,极昼圈内的日影方向为以物体为一个焦点的绕物体沿顺时针方向旋转一周的椭圆,极点上影子则是以物体为圆心的沿顺时针方向旋转的圆㊂参考文献[1]㊀刘丹. 太阳周日视运动图 与 日太阳高度变化图的判读[J].中学政史地(高中文综).2009(Z1) [2]㊀卢大亮.太阳周日视运动轨迹图及其判读技巧[J].高考(政史地).2007(09)㊃103㊃㊀读写算㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2012年㊀第43期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀综合理论研究㊀二分二至日太阳视运动轨迹解析作者：陆军作者单位：大化县第二中学 广西 河池 530800刊名：读写算（教育教学研究）英文刊名：Duyuxie年，卷(期)：2012(43)1.刘丹“太阳周日视运动图”与“日太阳高度变化图”的判读 2009(z1)2.卢大亮太阳周日视运动轨迹图及其判读技巧 2007(09)引用本文格式：陆军二分二至日太阳视运动轨迹解析[期刊论文]-读写算（教育教学研究） 2012(43)。
太阳视运动图解太阳在天空中的运动是我们日常生活中最容易观察到的自然现象之一,探讨它的运动规律可以培养我们的空间想象能力和逻辑思维能力。
下面我们用图对它进行系统的解读。
一、地心天球大家都有这样的感觉：我们站在地面上看天空，天空似乎是一个球面，日月星辰的东升西落表明，这个球面不但存在于地上，而且存在于地下，我们把这个球体叫天球。
我们常用的天球是地心天球，即以地球的球心为球心，无限大为半径的假想球体。
把地球座标系统无限扩大构成地心天球座标系统。
如图1所示：天赤道就是地球赤道无限扩大同天球相割而成的天球大圆，天赤道把天球分成南北两半球。
地轴无限扩大叫天轴，它与天球相交两点分别叫天北极（p）和天南极(p′)。
黄道是地球绕日公转轨道平面无限扩大，同天球相割而成的大圆。
地平圈是通过地心且垂直与当地铅锤线的平面无限扩大同天球相割而成的大圆，地平圈把天球分成可见半球和不可见半球。
地平圈上方向的确定方法，在地心天球上，除了极点外，任意地平圈与天赤道相交且平分，有两个交点，这两个交点就是当地正东方（E）和正西方（W）的标志。
地平圈上与天赤道相距最远的两点距天北极（P）近的就是北点（N），距天南极(P′) 近的就是南点（S）。
在北半球，面北背南左西右东，在南半球，面南背北左东右西。
天赤道平面就是南北极点的地平圈。
天球的旋转是地球自转的反映，与地球自转方向相反，自东向西，围绕天极旋转。
看星空，在北半球，星星围绕北天极（p）逆时针旋转，在南半球，星星围绕南天极(p′)顺时针旋转。
二、太阳视运动太阳在天空中的运动其实是地球自转和公转的综合反映。
可以这样理解，由于地球公转，太阳每年在天球上做南北回归运动，由于地球自转，每天运动的轨迹是太阳直射点纬度间的某个纬线圈。
在地面上看太阳在天空中的位置，主要取决于三个因素：当地的纬度（φ）、当天太阳直射点的纬度（δ）、当时的地方时（t）。
地球上同一地点不同季节看到的太阳周日视运动圈是互相平行的，也就是该地地平圈上太阳每年在天球上南北运动的回归圈间的纬线圈。
