内容正文:
太阳周日视运动轨迹
基本概念
人站在地球上,不觉得地球在自转,只看到地球以外的天体的东升西落的运动,每天旋转一圈。这种相对于地球自转的运动称为天体的视运动。
所有天体都参与这种运动,太阳当然也不例外,由于地球自西向东自转,太阳相对地球而言,是自东向西的东升西落运动,周期为一天。这就是太阳的视运动。
三点定轨迹:日出日落方位+正午太阳位置。
二、太阳高度的日变化过程(太阳视运动轨迹):
白天: h>0
日出日落: h=0
晚上: h<0
h(太阳高度)
t (地方时)
H
0 6 12 18 24
最大
日出 正午 日落
0
三点定轨迹:日出日落方位+正午太阳位置。
1、日出、日落方位的确定
春分日、秋分日:直射点在赤道
(除极点外)全球各地:日出 ,日落 。
极点:极点上太阳全天位于地平线上无升落。(晨昏线上太阳高度角为0)
正东
正西
三点定轨迹:日出日落方位+正午太阳位置。
1、日出、日落方位的确定
太阳直射北半球:
(除极昼、极夜地区外)全球日出 ,日落 .
东北
西北
三点定轨迹:日出日落方位+正午太阳位置。
1、日出、日落方位的确定
太阳直射南半球:
(除极昼、极夜地区外)全球日出 ,日落 .
东南
西南
三点定轨迹:日出日落方位+正午太阳位置。
1、日出、日落方位的确定
太阳直射南半球:
(除极昼、极夜地区外)全球日出 ,日落 .
东南
西南
春分日、秋分日:直射点在赤道
(除极点外)全球各地:日出 ,日落 。
正东
正西
太阳直射北半球:
(除极昼、极夜地区外)全球日出 ,日落 .
东北
西北
不论是南半球还是北半球的任何地点(出现极昼和极夜的区域除外),其太阳出没点的地平方位是,取决于太阳直射南半球还是北半球,而与观测地点位于南北半球无关。
①日出日落方位
当太阳直射北半球时,除极昼极夜的地区外,全球各地日出东北,日落西北。
当太阳直射南半球时,除极昼极夜的地区外,全球各地日出东南,日落西南。
当太阳直射赤道时,全球各地日出正东,日落正西。
二、正午太阳高度
2、正午太阳方位
N
S
N
S
(1)当太阳直射北半球时
A:正南方上空;
B:正北方上空;
C:正北方上空;
N
S
A
B
C
2、正午太阳方位
(2)当太阳直射赤道时
A:正南方上空;
B:正上空;
C:正北方上空;
N
S
N
S
N
S
A
B
C
2、正午太阳方位
(3)当太阳直射南半球时
A:正南方上空;
B:正南上空;
C:正北方上空;
N
S
N
S
N
S
A
B
C
2、正午太阳方位
规律总结:
(1)太阳直射点所在地区,正午太阳在正上方(正头顶)。
(2)太阳直射点以北地区,正午太阳在正南方上空。
(3)太阳直射点以南地区,正午太阳在正北方上空。
推论:
(1)北回归线以北的点,正午时太阳总是位于正南
(2)南回归线以南的点,正午时太阳总是位于正北
(3)南北回归线之间的点,正午太阳可能位于北方,也有可能位于南方,也有可能位于正天顶
90°N
66.5°N
23.5°N
0°
23.5°S
66.5°S
90°S
N
S
W
E
N
S
W
E
②正午太阳高度的方向
在南北回归线之间,一年内正午太阳有时在南方,有时在北方。
在北回归线以北的地区,全年正午太阳都在南方;
在南回归线以南的地区,全年正午太阳都在北方;
三点定轨迹:日出日落方位+正午太阳位置。
N
S
E
W
天顶
A
夏至
春秋分
冬至
40°N地区太阳视运动轨迹图
东北升起
西北落下
N
S
W
E
北半球非极昼区太阳视运动轨迹向南偏
三点定轨迹:日出日落方位+正午太阳位置。
40°S地区太阳视运动轨迹图
N
S
E
W
天顶
A
夏至
春秋分
冬至
N
S
W
E
南半球非极昼区太阳视运动轨迹向北偏
三点定轨迹:日出日落方位+正午太阳位置。
N
S
E
W
天顶
A
夏至
春秋分
冬至
北回归线上地区太阳视运动轨迹图
N
S
W
E
三点定轨迹:日出日落方位+正午太阳位置。
N
S
E
W
天顶
A
夏至
春秋分
冬至
10°N上地区太阳视运动轨迹图
N
S
W
E
三点定轨迹:日出日落方位+正午太阳位置。
N
S
E
W
天顶
A
夏至
春秋分
冬至
赤道地区太阳视运动轨迹图
N
S
W
E
赤道的太阳视运动轨迹垂直不偏
N
S
E
W
B
A
夏至
春秋分
冬至
东北升起
西北落下
东南升起
西南落下
N
S
E
W
分别判断该地位于南/北半球
春秋分
N
S
E
W
夏至日
分别判断该地位于南/北半球
N
S
E
W
冬至日
分别判断该地位于南/北半球
规律1:
A地点在赤道上,则太阳运行轨道面与地平圈垂直
A
B
N
S
地 平 圈
N
S
E
W
B
A
夏至
春秋分
冬至
这是何处所见的太阳视运动图?
N
S
E
W
B
A
夏至
春秋分
冬至
A
B(天顶)
D
C
地 平 圈
N
S
夏至
春秋分
冬至
规律2:
A点位于北半球,则太阳运行轨道面均向南倾斜
这是何处所见的太阳视运动图?
规律3:
A点位于南半球,则太阳运行轨道面均向北倾斜
N
S
E
W
B
A
夏至
春秋分
冬至
A
B(天顶)
D
C
N
S
夏至
春秋分
冬至
地 平 圈
这是何处所见的太阳视运动图?
出现极昼地区:刚好极昼地方、其他极昼地方、极点
刚好极昼地方的日出日落和正午太阳方位
日出正北、日落正北、正午太阳位于正南方天空
南
北
H
这种太阳视运动是否只有极圈存在?
刚好极昼的纬度
90°-太阳直射点纬度
该地位于与晨昏线相切的纬线上,
即:某日出现极昼的最低纬线(注意:不一定为极圈)
该地的纬度范围
66°34′—90°
这是何处所见的太阳视运动图?
N
S
B(天顶)
A
地 平 圈
N
S
E
W
B
A
规律4:A点位于极圈上时:太阳视运动轨迹圈与地平圈相切,日出日落太阳高度角为0°
南半球极圈正南日出,正南日落
北半球极圈正北日出,正北日落
出现极昼地区:刚好极昼地方、其他极昼地方、极点
其他极昼地方的日出日落和正午太阳方位
日出正北、日落正北、正午太阳位于正南方天空
南
北
H正午
H子夜
规律5:北半球极昼区:太阳正北升,正北落,全天24小时太阳高度角都大于0°。
N
S
E
W
B
A
N
S
A
B(天顶)
地 平 圈
正北升起
正北落下
出现极昼地区:刚好极昼地方、其他极昼地方、极点
极点的日出日落和正午太阳方位
0
6
12
18
24
H
太阳高度
小时
南
南
南
南
极点日出日落及太阳高度规律:
1、极点极昼时,太阳终日不落,而且太阳高度全天不变。
2、极点的太阳高度等于 的纬度
太阳直射点
N
S
E
W
B
A
N
S
A
B(天顶)
地 平 圈
规律6:北极点:太阳视运动轨迹圈平行于地平圈。极点太阳高度与直射点纬度相同。
这是何处所见的太阳视运动图?
某年6月22日,“网络天文爱好者协会”的四位会员图示了各自所在地的太阳视运动状况,四幅图如下,试完成(1)~(3)题:
(1)四位会员所在的纬度,由低到高的正确排序是:( )
A.丙 甲 乙 丁
B.乙 甲 丁 丙
C.甲 丙 丁 乙
D.甲 乙 丙 丁
①根据昼夜长短、正午太阳方位判断半球
②极昼(轨迹圈与地面相切观测点在极圈;轨迹圈在地面上观测点在极昼区;轨迹圈与地面平行观测点在极点)
太阳周日视运动图的应用?
1、根据倾斜方向判定半球:南斜(北半球)
北斜(南半球)
不斜(赤道)
平行于地平面(极点)
N
S
E
W
B
A
夏至
春秋分
冬至
N
S
E
W
B
A
夏至
春秋分
冬至
观察点A位于北半球,则太阳运行轨道面均向南倾斜
观察点A位于南半球,则太阳运行轨道面均向北倾斜
N
S
E
W
B
A
夏至
春秋分
冬至
观察地点在赤道上,则太阳运行轨道面与地平圈垂直
N
S
E
W
B
A
夏至
春秋分
冬至
观察地点在北极点,则太阳运行轨道面与地平圈平行,太阳不升不落
N
S
E
W
B
A
2、根据路线长短判定季节:红色(超过半圈)——夏至
黑色(不足半圈)——冬至
蓝色(正好半圈)——二分
N
S
E
W
B
A
问:1、北半球刚好极昼的纬度A是
2、A纬度的正午太阳高度H为
N
S
A
a
a
a
3、太阳直射在a°N,刚好极昼的纬度为90 °-a°,其H=2∠a°
设:太阳直射在10°N (a°N)
(80°N)
(20°)
直射点
A
N
S
$$