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文档简介

1、详谈“日影”问题四川 徐广元一. 日影朝向(一)分布规律1. 日影朝向始终在观测者所见太阳方位的相反方向。2. 正午日影的朝向取决于太阳直射点的位置。太阳直射点以北的地区正午日影朝向正北,以南的地区朝向正南(极点除外,极夜地区正午无日影)。不同地区分布如下:(1)回归线以外的地区(极点除外):北回归线以北地区,一年中正午日影都朝向正北。南回归线以南地区,一年中正午日影都朝向正南。(2)回归线之间的地区:太阳直射地区,正午日影缩为零(或正午日影与物体重合)。赤道上一年中正午日影大约半年朝向正北,半年朝向正南。赤道到北回归线之间的地区,一年中正午日影朝向正北的时间多于朝向正南的时间;赤道到南回归线

2、之间的地区,一年中正午日影朝向正北的时间少于朝向正南的时间。(3)极点:北极点极昼期正午日影都朝向正南,南极点极昼期正午日影都朝向正北。3. 日出日落时的日影朝向(1)太阳直射北半球时:无论南北半球,日出时的影子都朝向西南方,日落时的影子都朝向东南方。(2)太阳直射南半球时:无论南北半球,日出时的影子都朝向西北方,日落时的影子都朝向东北方。(3)太阳直射赤道时:全球各地日出时的影子都朝向正西方,日落时的影子都朝向正东方。(二)应用意义1. 据日出、日落时日影的朝向,推知太阳直射半球若日出时物体的影子朝向西南方,日落时物体的影子朝向东南方,则说明太阳直射北半球;若日出时物体的影子朝向西北方,日落

3、时物体的影子朝向东北方,则说明太阳直射南半球;若日出时物体的影子朝向正西方,日落时物体的影子朝向正东方,则说明太阳直射赤道。2. 据一天中日影朝向情况,推测当地地方时日影朝向正北或正南时,当地的地方时为12时。3. 据正午日影的朝向,推测观测点所在半球及大体纬度位置(1)一年中在有白昼的时期,正午日影始终朝向正北方,则该地位于北回归线以北地区(北极点除外)或南极点。(2)一年中在有白昼的时期,正午日影始终朝向正南方,则该地位于南回归线以南地区(南极点除外)或北极点。(3)一年中正午日影一段时间朝向正南方,一段时间朝向正北方,则该地在南北回归线之间。二. 日影长短变化(一)变化规律1. 一天中,

4、日出、日落时的日影最长,正午时的日影最短。2. 一年中,6月22日南半球有白昼期的地区正午日影达全年最长,北回归线及其以北地区达全年最短。12月22日北半球有白昼期的地区正午日影达全年最长,南回归线及其以南地区达全年最短。回归线之间的地区,太阳直射时,正午日影缩为零(或正午日影与物体重合),达全年最短。(二)应用意义1. 据一天中日影长短情况,推测观测点的地方时如:日影达一天中最短时,当地地方时为12时。2. 据一年中正午日影长短情况,推测观测点所在半球、季节等。(1)6月22日正午日影达全年最长,该地在南半球,为冬季;达全年最短,该地在北回归线及其以北地区,为夏季。(2)12月22日正午日影

5、达全年最长,该地在北半球,为冬季;达全年最短,该地在南回归线及其以南地区,为夏季。(3)非二至日正午日影缩为零(或日影与物体重合),该地在南北回归线之间,太阳直射该地。(4)正午日影达全年最长,则该地处于冬季,且该日为该地所在半球的冬至节气。正午日影达全年最短(不为零),则该地处于夏季,且该日为该地所在半球的夏至节气。如何判断日出日落的方位太阳东升西落是地球自西向东自转的反映,太阳的这种视运动不仅反映出地球自转的方向。同时还反映出地球自转的速度,即地球每小时向东自转15,那么站在地球上的观测者看到太阳东升西落的角速度也是每小时15。但是,严格说来,笼统地认为太阳东升西落是不准确的。由于黄赤交角

6、的存在,导致了太阳直射点的回归运动。直射点位置的变化,使得我们在不同季节看到的太阳日出、日落的方位并不相同,那么世界各地日出日落方位的变化有什么规律呢?下面我们就利用日照图来分析这个问题。按太阳直射点的位置,分三种情况来进行讨论。一、太阳直射赤道我们知道在晨线上看到的是日出,在昏线上看到的是日落。在上图中,选任意一点A,我们来分析一下A地日出日落的方位。因为纬度相同的地方,日出日落的方位也相同,所以我们首先作出过A地的纬线,找到该纬线与晨线的交点B、与昏线的交点B。只要得出太阳光线相对于B地的方向,就可知道A地日出的方位;只要得出太阳光线相对于B地的方向,就可知道A地日落的方位。显然,相对于B

7、地而言,太阳光线来自正东方向,所以在A地太阳从正东方向升起;相对于B地而言,太阳光线来自正西方向,所以在A地太阳从正西方向落下。由此可得出规律一:春秋二分日,全球各地的日出日落方位除了南北两极点外均为从正东方向升起、从正西方向落下。二、太阳直射北半球我们讨论一下任意一点C地的日出日落方位,作出过C地的纬线,找出该纬线与晨线的交点D、与昏线的交点D,显然太阳光线相对于D地来说来自东北方向;相对于D地来说来自西北方向,所以,在C地太阳从东北方向升起,从西北方向落下。由此可得出规律二:太阳直射北半球时,全球各地除了极昼、极夜地区以外,太阳都是从东北方向升起、从西北方向落下,而且太阳直射点的纬度越接近

8、北回归线,各地日出、日落的方位就越偏北;纬度越高的地方日出日落的方位也越偏北。三、太阳直射南半球在上图中找任意一点E,用上述同样的方法,可以看到,E地日出的方向是东南,日落的方向是西南。由此可得出规律三:太阳直射南半球时,全球各地除了极昼、极夜地区以外,太阳都是从东南方向升起,从西南方向落下,而且太阳直射点的纬度越接近南回归线,各地日出、日落的方位就越偏南;纬度越高的地方日出日落的方位也越偏南。由上述分析可以看出,各地日出日落的方位,既取决于太阳直射点的纬度位置,又与当地的纬度位置有关。太阳直射点的纬度位置决定了各地的日出日落方位是偏南还是偏北,以及偏南或偏北的程度。不难看出,在同一天,在全球各

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