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关于日出日落方位的再认识

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摘 要:日出日落现象虽是非常日常的现象,但由于人们受活动范围的地域局限性影响,不可能观察到各地各时间日出日落的方位情况。同时日出日落方位问题也是高三地理教学中的一大重点和难点,要想掌握这一知识点需要重点把握日出方位点,日落方位点和正午太阳方位点等问题。

关键词:日出;日落;方位;再认识

一、正午太阳高度角最大时太阳的方位

当观测者位于太阳直射点所在的纬线以北时(不论南北半球,且除极昼极夜范围),正午太阳位于观测者的正南位置;而当观测者位于太阳直射点所在的纬线以南时(不论南北半球,且除极昼极夜范围),正午太阳位于观测者的正北位置。如太阳直射10°N时,观测者位于10°N~90°N任一地点观测,正午太阳位于正南方向;而观测者位于10°N~0°~80°S任一地点观测,正午太阳位于正北方向。

二、太阳直射点位于赤道时的日出日落方位

当太阳直射赤道时,为春分日或秋分日,此日全球各地均昼夜平分,6时日出,18时日落,观测者无论何地(除南北极点),观测到的均是日出正东,日落正西,正午太阳如前所述。

三、日出日落方位角问题

日出日落方位角指日出日落地点与观测者之间所形成的平面夹角,在赤道地区观测,方位角等于太阳直射点所在纬线上的纬度;而在其他地区观测,如夏至日,观测者位于23°26′N~66°34′N任一位置观测,其方位角为:东偏北A,其算法为:SinA=Sinθ/Cosφ,其中,A为日出日落方位角,θ为太阳直射点的纬度,φ为观测者当地纬度,且在23°26′N~66°34′N之间,观测者纬度越高,其方位角越大,观测者位于0°~66°34′S任一位置观测,其方位角亦如此;而在极昼范围内观测,由于日出日落方位均位于正南或正北,故方位角为东偏北90°或东偏南90°。

四、观测者位于赤道上而日期不同的日出日落方位

观测者位于赤道,太阳直射点直射赤道时,太阳从正东方向垂直升起,从正西方向垂直落下,正午太阳在天顶;当太阳直射点位于北半球时,太阳从东北方向垂直升起,从西北方向垂直落下,正午太阳在正北;当太阳直射点位于南半球时,太阳从东南方向垂直升起,从西南方向垂直落下,正午太阳在正南。

五、太阳直射点位于北半球时的日出日落方位

首先,讨论当太阳直射点位于北回归线(即夏至日)时日出日落情况。当太阳直射点位于北回归线(即夏至日)时,观测者位于23°26′N~66°34′N任一位置观测到的日出日落方位为:日出东北,日落西北,正午太阳在正南,且纬度越高,日出日落方位角越大,正午太阳高度角越小;观测者位于0°~66°34′S任一位置观测到的日出日落方位为:日出东北,日落西北,正午太阳在正北,且纬度越高,日出日落方位角越大,正午太阳高度角越小;观测者位于0°~23°26′N任一位置观测到的日出日落方位为:日出东北,日落西北,正午太阳在正北,且纬度越高,日出日落方位角越大,正午太阳高度角越大。

其次,讨论当太阳直射点位于赤道与北回归线之间时的日出日落情况。当太阳直射点位于赤道与北回归线之间时,可参考当太阳直射点位于北回归线(即夏至日)时日出日落情况,只不过观测者所处纬度稍有变化而已。

六、太阳直射点位于南半球时的日出日落方位

首先,讨论当太阳直射点位于南回归线(即冬至日)时日出日落情况。可参考太阳直射点位于北回归线(即夏至日)时日出日落情况,只不过可以把“北”通通改为“南”则可。

其次,讨论当太阳直射点位于赤道与南回归线之间时的日出日落情况。可参考当太阳直射点位于赤道与北回归线之间时的日出日落情况。也是把“北”通通改为“南”则可。

七、观测者位于极夜范围内时的日出日落方位

在极夜范围内是看不到太阳的,所以亦无日出日落方位问题。但在出现极夜的最低纬线上,在正午12点可以看到太阳,且同时属日出日落,在南半球,方位在正北地平线上,而在北半球,方位在正南地平线上。

八、观测者位于极昼范围内时的日出日落方位

以夏至日和冬至日为例,其余时间与二至日特点类同,这里不再详述。

夏至日时,即太阳直射点位于北回归线时,北极圈内出现极昼,在北极圈上观测,日出正北,时间为0:00时,太阳高度角为0°,而后太阳向东北向移动,并且太阳高度角逐渐增大,至6:00时位于正东,而后太阳向东南向移动,至12:00时位于正南,太阳高度角达到一天中最大,为46°52′,而后太阳向西南向移动,且太阳高度角逐渐减小,至18:00时位于正西,而后太阳向西北向移动,至0:00时位于正北,太阳高度角达到一天中最小,太阳高度角为0°,属日落。当观测者从北极圈向北极点靠近时,太阳周日视运动方向不变,0:00时即子夜时太阳仍在正北,12:00时仍位于正南,但子夜时太阳高度大于0°,且观测者纬度越高子夜时太阳高度越大,而正午太阳高度却在不断变小,当观测者位于北极点上时,太阳周日视运动轨迹为与地平圈平行的圆,而且不论几点,太阳高度角均为23°26′。

冬至日时,即太阳直射点位于南回归线时,南极圈内出现极昼,在南极圈上观测,日出正南,时间为0:00时,太阳高度角为0°,而后太阳向东南向移动,且太阳高度角逐渐增大,至6:00时位于正东,而后太阳向东北向移动,至12:00时位于正北,太阳高度角达到一天中最大,为46°52′,而后太阳向西北向移动,且太阳高度角逐渐减小,至18:00时位于正西,而后太阳向西南向移动,至0:00时位于正南,太阳高度角达到一天中最小,太阳高度角为0°,属日落。当观测者从南极圈向南极点靠近时,太阳周日视运动方向不变,0:00时即子夜时太阳仍在正南,12:00时仍位于正北,但子夜时太阳高度大于0°,且观测者纬度越高子夜时太阳高度越大,而正午太阳高度却在不断变小,当观测者位于南极点上时,太阳周日视运动轨迹为与地平圈平行的圆,而且不论几点,太阳高度角均为23°26′。

总之,搞清太阳周日视运动即日出日落方位问题,重点把握“三点”即可,三点,即日出方位点,日落方位点和正午太阳方位点,地球光照图有关问题便可化难为易,化繁为简,可以说有一本弄通,触类旁通之效。

参考文献:

[1] 姜家余. 也谈日出日落时的方位[J].地理教学,2022(1):54.

[2] 袁平.日出日落方位的判断及应用[J].考试周刊,2022(20):136.

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