内容正文:
增分微课1 太阳视运动图的判读
图W1-1
1.太阳视运动图示及其相关信息
图W1-1为北纬40°附近某地二分二至日太阳视运动示意图,据图可以判读:
(1)运动轨迹
①一天中,日出以后太阳高度逐渐增大,正午达最大值,之后太阳高度逐渐减小。
②一年中,不同节气(时间)正午太阳高度不同,夏至日正午太阳高度大,冬至日正午太阳高度小。
(2)重要信息
①日出、日落方位。
②太阳高度的变化规律。
③正午太阳的方位和高度。
④正午太阳高度变化规律。
⑤日出、日落与昼夜长短。
图W1-1
2.太阳视运动轨迹问题判断
(1)赤道上
在赤道上观察太阳运动,其运动轨迹与地平面垂直。太阳直射北半球时,日出东北,日落西北;太阳直射南半球时,太阳日出东南,日落西南;太阳直射赤道时,日出正东,日落正西。如图W1-2所示。
图W1-2
(2)其他未出现极昼或极夜现象的地区
太阳直射北半球时,日出日落都偏北(太阳从东北升起,西北落下);太阳直射南半球时,日出日落都偏南(太阳从东南升起,西南落下)。太阳直射赤道时,都是日出正东,日落正西。如图W1-3所示。
南北回归线之间的地区,
日出日落太阳方位情况符合
以上描述,但其正午时刻的太
阳方位需要分情况看:如果观
察点位于直射点以南,其正午
太阳在正北方;如果观察点位于直射点以北,其正午太阳在正南方。
图W1-3
(3)刚好出现极昼的地区(除极点)
一天内太阳不落,正午太阳高度最大,0时(24时)太阳高度最小。若位于北半球,太阳升落方位均为正北;若位于南半球,太阳升落方位均位于正南。如图W1-4所示。
图W1-4
(4)已出现极昼的地区(极昼圈与极点之间地区)
极点与极昼圈之间的极昼地带全天太阳高度都大于0°,其中日最小太阳高度与正午太阳高度之和等于太阳直射点纬度度数的2倍,并且日最小太阳高度的度数等于该地纬线与极昼圈之间相隔的纬度数。
例如,当某日太阳直射南(北)纬h时,极昼圈纬度为90°-h,此时处于极点与极昼圈之间地带的某地点太阳高度日变化曲线及太阳视运动轨迹如图W1-5中图甲、图乙(南半球图)和图丙(北半球图)所示。
图W1-5
(5)极点:极昼期间一天内太阳高度不变。如图W1-6所示。
图W1-6
3.日出、日落方位与昼夜长短变化的关系(北半球未出现极昼的地区)
时间 春分日 夏半年 秋分日 冬半年
日出 时刻
(地方时) 6时 早于6时,
夏至日最早 6时 晚于6时,
冬至日最晚
方位 正东方 东北方 正东方 东南方
日落 时刻
(地方时) 18时 晚于18时,
夏至日最晚 18时 早于18时,
冬至日最早
方位 正西方 西北方 正西方 西南方
昼夜长短状况 昼=夜 昼>夜 昼=夜 昼<夜
[解析]据图可知,该地正午太阳高度最大时太阳位于正北方向,说明该地位于南半球,A、C排除。图示日出时间为北京时间3:30,日落时间为北京时间18:30,可计算该地正午(12时)为北京时间11:00,即当地时间较北京时间早1个小时,故计算当地的经度为135°E。故选D。
图W1-7为某地某日的太阳视运动轨迹图(一年中最大正午太阳高度为73°26')。读图,完成1~2题。
1.该地可能位于 ( )
A.(105°E,40°N) B.(105°E,40°S)
C.(135°E,40°N) D.(135°E,40°S)
D
图W1-7
[解析]结合上题分析可知,日出时间为北京时间3:30,当地时间为4:30;日落时间为北京时间18:30,当地时间为19:30。故选B。
2. 该地日出、日落的地方时分别是 ( )
A.3:30、18:30 B.4:30、19:30
C.5:30、18:30 D.6:00、18:00
B
图W1-7
[2022•吉林省吉林市第二中学期末] 图W1-8为北半球四地在夏至日当天所看到的太阳视运动轨迹。据图完成3~4题。
3.图中地平面上表示正西方向的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
B
图W1-8
[解析]读图可知,乙地夏至日太阳视运动
轨迹始终在地平面之上,则乙地位于北极
圈以北,也位于北回归线以北,因此当地太阳高度角最大时(正午),太阳应位于当地正南方向,图中显示,乙地太阳运行至③方向时最高,因此图中③表示正南方,由此推断,①②④分别表示正北方、正西方、正东方。因此B符合题意,排除A、C、D。
[解析]读图可知,丁地太阳视运动轨迹始终
在地平面以上,且与地平面平行,只有出现极
昼的极点具有这一特征,则丁地位于北极点,
纬度最高;夏至日乙地太阳视运动轨迹始终在地面以上,出现极昼现象,应在北极圈以北,由于太阳高度有升降,其纬度较丁(极点)低;读图可知,夏至日丙地正午太阳高度角为90°(太阳直射),则丙地位于北回归线之上;夏至日甲地正午太阳位于正南方,表明当地位于北回归线以北,根据甲地正午太阳高度(90°-16.5=73.5°)计算,甲地纬度应为40°N。由此可知,四地纬度由高到低的排序是丁、乙、甲、丙。D正确,排除A、B、C。
4.四地的纬度按照由高到低的顺序进行排列,合理的是 ( )
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、乙、丙、甲
C.丙、丁、甲、乙 D.丁、乙、甲、丙
D
图W1-8
[2022•福建宁化第一中学开学考试] 某年6月22日,“网络天文爱好者协会”的四位会员描绘了各自所在地的太阳视运动状况,四幅图如图W1-9所示。完成5~6题。
5.四位会员所在的纬度,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
D
图W1-9
图W1-9
[解析] 6月22日为夏至日前后,太阳直射
北回归线,北极圈及其以北地区出现极昼
现象。甲地正午太阳位于观测者头顶,出
现太阳直射现象,则甲地位于北回归线;乙
地、丙地和丁地一天之中太阳始终在地
平面以上,出现极昼现象,乙地最低太阳高
度为0°,正好出现极昼现象,则乙地位于北
极圈,丙地一天之中最低太阳高度大于0°,应位于北极圈以北,丁地一天之中太阳高度不变,应为北极点。由此判断,四位会员所在的纬度由低到高的排序是甲、乙、丙、丁。故选D。
6.从正午太阳高度来看 ( )
A.丙地与甲地可能在某一日相等
B.丙地全年小于乙地
C.6月22日,甲、乙之间的各地正午太阳高度达一年中最小值
D.6月22日,甲地以南的各地正午太阳高度达一年中最小值
B
图W1-9
[解析]从前题分析可知,丙地位于北极圈以
内,甲地位于北回归线,一年之中,太阳直射
点始终离甲地较近,因此两地正午太阳高度
不可能相等,A错误;
丙地的纬度高于乙地,且两地均位于太阳
直射点以北,因此丙地正午太阳高度全年
小于乙地,B正确;
6月22日太阳一般直射北回归线,此日太阳直射点离甲、乙之间的各地(即北回归线与北极圈之间的各地)最近,因此正午太阳高度达一年中最大值,C错误;
6月22日太阳一般直射北回归线,南半球各地正午太阳高度达一年中最小值,但甲地所在的北回归线与赤道之间各地的正午太阳高度并没有达到最小值,D错误。
图W1-9
7.图W1-10是甲地二分二至日太阳视运动(观测者观测到的太阳运动)轨迹,图中时刻均为北京时间。读图完成下列要求。
(1)据图判断甲地的地理坐标为 。
[解析]读图可知,春分(秋分)日该地正午太阳
高度为50°。春分(秋分)日太阳直射点位于赤
道,利用正午太阳高度计算公式H=90°-|φ-Ω|
(φ为当地地理纬度,永远取“+”;Ω为太阳直
射点的纬度,与所求点在同一半球取“+”,与所求点不在同一半球取“-”)可求得甲地纬度为40°;甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日,甲地位于北半球,则甲地地理纬度为40°N。春分(秋分)日全球昼夜等长,日出的地方时为6:00,日落的地方时为18:00,材料显示图中时刻均为北京时间(120°E经线的地方时),因此该地的经度为120°E。故甲地的地理坐标为(40°N,120°E)。
(40°N,120°E)
图W1-10
(2)判断甲地冬至日日出时竿影朝向为
,夏至日日落时竿影朝向为 。
图W1-10
西北
东南
[解析]甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日,甲地位于北半球,冬至日时日出东南,夏至日时日落西北,竿影朝向与日出方向相反,因此甲地冬至日日出时竿影朝向为西北,夏至日日落时竿影朝向为东南。
(3)甲地白昼最长时,分析该日的昼长为
小时,正午太阳高度为 。
图W1-10
15
73°26'
[解析]甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日,甲地位于北半球,夏至日白昼最长。依据甲地夏至日日落与日出时刻可计算昼长为15小时。由上题可知甲地位于40°N,夏至日时正午太阳高度最大,读图可知甲地正午太阳高度为73°26'。
(4)当甲地正午太阳高度为60°时,该日太阳直射点的纬度为 。此日,乙地与甲地同时迎来日出,比甲地先迎来日落,则乙地位于甲地的 方向。
10°N
[解析]甲地纬度为40°N,利用正午太阳高
度计算公式可求得当甲地正午太阳高度为
60°时,该日太阳直射点的纬度为10°N。乙地与甲地同时迎来日出,说明二者均位于晨线上;太阳直射点纬度为10°N,北半球昼长夜短,晨昏线呈西北—东南向倾斜;纬度越高,白昼越长,日落时刻越晚。乙地比甲地先迎来日落,说明乙地昼长比甲地短,则乙地位置偏南,因此乙地位于甲地的东南方向。
图W1-10
东南
[解析]回归线度数与黄赤交角度数相等,
夏至日太阳直射北回归线,若黄赤交角为
25°,利用正午太阳高度计算公式可求得
夏至日甲地正午太阳高度为75°。黄赤交角变大,则晨昏线与地轴的夹角变大,北半球白昼更长。
(5)若黄赤交角为25°,夏至日甲地正午太阳高度变为 ,昼长比当前 (长、短)。
图W1-10
75°
长
$