太陽周日視運動專題一、天球

地球以外的天體，距離我們遠近極其懸殊，但是人們都有這樣的直覺印象，日月星辰看上去似乎都一樣的遙遠，這就是說一切天體似乎都位于觀測者為球心的球面上。根據(jù)這樣的印象，為了研究天體在空中的位置和運動，引進了一個假想的圓球，叫做天球。地球以外的天體在天球上都有各自的投影。人們在說天體位置和運動的時候，可以把天體的投影看成天體本身。

地球自轉(zhuǎn)軸無限延長，同天球面相交于兩點，這叫做天極，即北天極和南天極。地球赤道無限擴大，同天球相交的大圓，叫天赤道。有了天極和天赤道，天球就有了自己的經(jīng)緯線，人們說明天體在天球上的投影位置就方便多了。二、太陽視運動軌跡（一）、明確的幾個問題1、太陽升起落下的方向（1）、二分日，全球各地的日出日落方位除了南北兩極點外均為從正東方向升起、從正西方向落下。（2）、太陽直射北半球時，全球各地除了極晝、極夜地區(qū)以外，太陽都是從東北方向升起、從西北方向落下；極晝地區(qū)，太陽正北升，正北落。（3）、太陽直射南半球時，全球各地除了極晝、極夜地區(qū)以外，太陽都是從東南方向升起、從西南方向落下；極晝地區(qū)，太陽正南升，正南落。2、正午太陽的位置①北回歸線以北地區(qū)（北極點除外）正午時看到太陽在正南方（正午日影總朝北）②南回歸線以南地區(qū)（南極點除外）正午時看到太陽在正北方（正午日影總朝南）③南北回歸線之間的地區(qū)正午看到太陽既可在正北也可在正南(當太陽直射點位于該地北面時,該地正午日影朝南,反之,朝北).一年中赤道上正午日影朝北和朝南的時間相等,而赤道和北回歸線之間的地區(qū)一年中正午日影朝北的時間多于朝南的時間,赤道和南回歸線之間的地區(qū)一年中正午日影朝南的時間多于朝北的時間。關(guān)鍵：直射點以北地區(qū)，正午太陽在正南。直射點以南地區(qū)，正午太陽在正北。春秋二分日照圖春秋二分全球除極點地區(qū)日出正東，日落正西ACBACB晨昏線和經(jīng)線重合，緯線和太陽光線平行，除南北極點外的各地太陽在晨線正東方，在昏線的正西方，故太陽正東升，正西落。太陽直射赤道（春秋分日）正午太陽高度與地理緯度互余夏至日日照圖ACBACB夏至日全球除極晝極夜區(qū)日出東北，日落西北3月21日—9月23日：太陽直射北半球，未出現(xiàn)極晝極夜的地方均東北方向日出；西北方向日落。北半球出現(xiàn)極晝的地方正北方向日出和日落。ACBACB冬至日全球除極晝極夜區(qū)日出東南，日落西南冬至日日照圖9月23日—3月21日：太陽直射南半球，未出現(xiàn)極晝極夜的地方均東南方向日出；西南方向日落。南半球出現(xiàn)極晝的地方正南方向日出和日落3、確定地平面方向（1）根據(jù)“上北下南，左西右東”來確定。

一般地面方向，我們用的是“十字架”的方向，即“上北下南、左西右東”。但若碰到有經(jīng)緯網(wǎng)的地圖或者有指向標的地圖，則把“十字架”上的某個方向與經(jīng)緯網(wǎng)的地圖或者有指向標的地圖上的方向重合，因為二者在某些方面是一致的。因此，我們可以首先確定地平面上的方向。（2）、根據(jù)太陽出沒方向來確定地面的方向由于地球不停地自西向東自轉(zhuǎn)，因此引起了我們在地球上看太陽是東升西落。根據(jù)太陽升落方向可以確定地面上的方向。例：讀圖1中太陽在不同節(jié)氣的視運動圖，A點位于觀測者的

方。判斷方法①根據(jù)地球的自轉(zhuǎn)可知太陽的視運動方向是東升西落，因此可以確定地平面中東西方向，如圖2；②根據(jù)在地平面上方向判斷是“上北下南、左西右東”，然后在把十字架中的東西方向與圖2中的東西方向指向一致，就可以確定南北方向了。如圖3。北

（3）、根據(jù)已知太陽直射點位置和當?shù)鼐暥任恢茫瑏泶_定太陽視運動圖中的方向；或已知不同節(jié)氣某地緯度的正午太陽位置來確定圖中方向。緯度北回歸線以北北回歸線上南北回歸線之間南回歸線上南回歸線以南正午看太陽方向一直在正南夏至日在頭頂上，其它一直在正南有時在北，有時在南，最大的太陽高度為90°冬至日在頭頂上，其它一直在正北一直在正北例：圖5為北半球某地太陽視運動圖，請在圖中地平面上標出方向及用箭頭畫出太陽運動的軌跡。判斷方法①因為此地在北半球，所以正午的太陽主要在南方。在圖6中我們可以發(fā)現(xiàn)，圖5中的正午的太陽一直在南方，由此可以確定地平面上的南北方向。②根據(jù)在地平面上方向判斷是“上北下南、左西右東”，然后在把十字架中的南北方向與圖6中的南北方向一致，就可以確定東西方向了。根據(jù)地球的自轉(zhuǎn)可知太陽的視運動方向是東升西落，因此可以確定太陽視運動的升落方位，如圖7。4、晝夜長短的特點太陽直射北半球，北半球晝長夜短（太陽在地平面的軌跡長），南半球晝短夜長（太陽在地平面的軌跡短）；太陽直射南半球相反。該圖可以看出①太陽東北升，西北落（太陽直射北半球）②正午太陽在正南（該地在直射點以北）③該地晝長夜短④該地正午太陽高度為α度（二）、不同緯度二分二至太陽周日視運動圖1、赤道上二分二至太陽周日視運動思考：這是何處所見的太陽視運動圖？NSEW赤道上太陽周日視運動軌跡圖夏至冬至二分赤道：太陽運行路線垂直于地平面。2、赤道至北回歸線之間二分二至太陽周日視運動思考：這是何處所見的太陽視運動圖？NSEW夏至冬至二分赤道至北回歸線之間太陽周日視運動軌跡圖赤道與北回歸線之間地區(qū)：太陽上中天的位置，天頂以南部分多于天頂以北部分3、北回歸線上二分二至太陽周日視運動思考：這是何處所見的太陽視運動圖？EWNS夏至日冬至日二分日NSEW北回歸線上太陽周日視運動圖夏至冬至二分思考：這是何處所見的太陽視運動圖？3、北回歸線以北、北極圈以南二分二至太陽周日視運動EWNS北回歸線以北、北極圈以南太陽周日視運動圖夏至日冬至日二分日4、北極圈上（極晝?nèi)Γ┒侄撂栔苋找曔\動思考：這是何處所見的太陽視運動圖？NSEW北極圈上太陽周日視運動圖北極圈上冬至日為極夜現(xiàn)象夏至二分北極圈（極晝?nèi)Γ┫闹寥杖沼暗淖兓疽鈭DEWNS5、北極圈至極點（極晝?nèi)χ翗O點）二分二至太陽周日視運動思考：這是何處所見的太陽視運動圖？NSEW夏至二分北極圈以北太陽周日視運動圖在極點與極晝?nèi)χg的極晝地帶，全天24小時太陽高度角都大于0°6、極點上二分二至太陽周日視運動狀況思考：這是何處所見的太陽視運動圖？每年春分（3月21日前后）至秋分（9月23日前后），陽光直射北半球，為北極點極晝期；秋分至次年春分，陽光直射南半球，則為南極點極晝期。由于南、北極點位于地球自轉(zhuǎn)軸上，其角速度和線速度為0，因此，當其處于極晝期時，全天24小時太陽高度角為恒值（不變），并且其太陽高度的大小取決于陽光直射點的緯度。運用正午太陽高度的計算公式（h＝90°－（90°－直射點的緯度）），可推知h＝直射點所在的緯度數(shù),即極點太陽高度角的大小恰好等于陽光直射點的緯度。提示：①太陽周日視運動是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果，其移動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反；在北半球地平圈上看來，太陽視運動表現(xiàn)為順時針方向，而南半球則為逆時針方向。②北極點為地球最北端，其四面八方均為南方；南極點為地球最南端，其四面八方為北方。③陽光直射赤道時（二分日），南、北極點太陽高度終日為0°，該日太陽沿地平線移動，此現(xiàn)象不屬極晝現(xiàn)象。2．乙地的正午太陽高度為（）A．22oB．44oC．11oD.68o【例題】下圖為北半球甲乙兩地某日“太陽視運動路線圖”，圓O為地平圈，箭頭為太陽視運動方向，<1=<2=22o。1．甲地的地理緯度為A．23o26’NB．66o34’NC．22oND．90oNDB（三）、四季和五帶的劃分1.四季變化的原因地球自轉(zhuǎn)地球公轉(zhuǎn)黃赤交角太陽直射點南北移動晝夜長短變化正午太陽高度變化四季更替2、四季劃分

夏季——一年中太陽最高、白晝最長的季節(jié)。冬季——一年中太陽最低、白晝最短的季節(jié)。春秋——冬季和夏季之間的過渡季節(jié)（2）、氣候四季（1）、天文四季3、4、5月根據(jù)晝夜長短和正午太陽高度的變化而劃分的四季。6、7、8月春季秋季夏季冬季9、10、11月12、1、2月（3）我國傳統(tǒng)四季中國傳統(tǒng)上，以“四立”作為四季的起點，即立春作為春季的開始，立夏作為夏季的開始，立秋作為秋季的開始，立冬作為冬季的開始。（4）歐美國家四季歐美國家一般以二分二至作為四季的劃分。春分作為春季的開始，夏至作為夏季的開始，秋分作為秋季的開始，冬至作為冬季的開始。春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相蓮，秋處露