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太阳视运动轨迹图是以观测点为中心,目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。它能直观地反映出某地全年正午太阳高度、昼夜长短的变化,也能反映某地全年日出日落方位的变化。
1.太阳视运动轨迹图
(1)我国太阳方位的日变化(北回归线以北)
时间
太阳直射点位置
太阳方位日变化
二分日
赤道
正东→东南→正南→西南→正西
夏半年
北半球
东北→正东→东南→正南→西南→正西→西北
冬半年
南半球
东南→正南→西南
(2)回归线至极圈之间地点的太阳视运动轨迹图
(3)赤道上太阳视运动轨迹图
(4)北极点(图甲)和南极点(图乙)上太阳视运动轨迹图
2.太阳视运动规律的应用
(1)推知时间(季节)信息
①判断季节(或节气):若太阳东北升起、西北落下,则为北半球的夏半年(夏至);若太阳东南升起、西南落下,则为北半球的冬半年(冬至);若太阳正东升起、正西落下,则为北半球的春、秋分日。
②判断时间:若太阳在东南天空、太阳高度逐渐增大,则为上午;若太阳在西南天空、太阳高度逐渐减小,则为下午。太阳位于正南方向,太阳高度最大时,则为当地的12时。
(2)推知空间(方位)信息
夏至日太阳升起的方位是东北方,太阳落下的方位是西北方;冬至日太阳升起的方位是东南方,太阳落下的方位是西南方。春、秋分日太阳日出正东,日落正西。
(3)太阳视运动与物体影子
①影子长短:与太阳高度大小呈负相关,日出时影子最长,之后变短;正午时最短,之后变长;日落时达最长;直射点上影子在物体正下方。
②影子方向:与太阳方位相反。
③影子移动方向:与太阳视运动的东西方向相反,但均呈顺时针方向在地面上移动。
(2022·辽宁营口期末)小明同学在秋分日当天对我国某地一日内太阳运动状况进行观测,并记录下了相关数据。下图为小明根据记录数据绘制的当日该地太阳视运动示意图。据此完成1~2题。
学生用书第8页
1.小明观测的纬度可能为( )
A.20˚N B.30˚N
C.40˚N D.50˚N
2.根据手机定位得知该地经度为120˚,则秋分日该地日出时与之同一天的范围占全球的比例最接近( )
A.5/12 B.7/12
C.2/3 D.1/5
[解答] 1.B 2.A [第1题,据图可知,秋分日当地的正午太阳高度角为60˚,秋分日太阳直射赤道,且该地位于我国,应位于北半球。正午太阳高度的计算公式为H=90˚-两点纬度差。其中“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则,即两点同在北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;两点分属南北不同半球,则两点纬度相加。所以当地的纬度应为30˚N。故选B。第2题,该地位于我国,所以经度应为120˚E。秋分日该地日出的地方时为6点,所以此时180˚经线的地方时为10点,该地属于“新的一天”,与之日期相同的范围占全球的比例为10/24,即为5/12。故选A。]
(2022·山东潍坊一模)中国国家地理公众号于2022年元旦发布了一幅名为《新年日不落》的照片(下图)。照片呈现了摄影师于北京时间2022年1月1日0时至6时拍摄的不同高度的太阳影像。据此完成3~4 题。
3.摄影机镜头朝向( )
A.东方 B.南方
C.西方 D.北方
4.下列科考站距离照片拍摄地最近的是( )
A.黄河站(79˚N,12˚E) B.中山站(69˚S,76˚E)
C.长城站(62˚S,59˚W) D.泰山站(74˚S,77˚E)
[解答] 3.B 4.B [第3题,新年日不落,说明出现了极昼,此图拍摄的是刚好出现极昼现象的日出日落景观。1月1日太阳直射点在南半球,刚好出现极昼现象的地方是南极点附近,日出日落都是正南,因此摄影机镜头朝向南方。故选B。第4题,12月22日前后(冬至日)太阳直射点在23˚26′S附近,1月1日,太阳直射点大概北移10天,平均4天移动1˚,这时直射点在21˚S左右,刚好出现极昼现象的纬度是69˚S。结合材料可知,此图是北京时间0~6时拍摄的,故此地大概北京时间(120˚E地方时)3时日出,对应当地时间是0时,故可计算出此地在120˚E西侧45˚,即75˚E左右,因此距离照片拍摄地最近的是中山站(69˚S,76˚E),故选B。]
(2022·福建四地市质检)在山西省中南部出土的陶寺古城遗址(35.8˚N,111.5˚E)距今已有约4 300年。据专家考证,城中的古观象台是由13根呈弧状排列的夯土柱组成,古人站在观测点通过土柱间的狭缝观测日出方位可确定节气。图a为古观象台复原图,图b为古观象台观测示意图。据此完成5~6题。
图a
图b
5.图中,表示以观测点夯土遗迹为中心,古观象台夯土柱布局的是( )
6.若从2号缝看到日出的当天为冬至日,从12号缝看到日出的当天为夏至日,则秋分日当天日出时刻太阳光线穿透的狭缝