太阳的视运动

太阳的视运动第一页，共四十二页，2022年，8月28日太阳的周日视运动由于地球每天自西向东自转一周，造成了太阳每天早上从东方升起，晚上又从西方落下的自然现象。因为这种现象是地球自转造成的人的视觉效果，所以天文学上把太阳的这种运动叫做周日视运动。第二页，共四十二页，2022年，8月28日第三页，共四十二页，2022年，8月28日正午时太阳方位规律：只能是正北、正南或头顶判定方法：与太阳在当地的南方、北方一致。正午时太阳在哪些？第四页，共四十二页，2022年，8月28日若一年中正午时太阳始终位于正南天空，则表明当地位于北回归线以北地区；相反，若一年中正午时太阳始终位于正北天空，则表明当地位于南回归线以南地区。第五页，共四十二页，2022年，8月28日直射赤道时，太阳升起、落下的方位如何？在晨线上看到的是日出，在昏线上看到的是日落，在上图中，由于A位于B的正东方向，故B地所见太阳位于正东方；A位于B′的正西方向，故B′地所见太阳位于正西方。规律1：二分日，全球各地的日出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。第六页，共四十二页，2022年，8月28日规律2：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；极昼地区，太阳正北升，正北落。直射北半球时，太阳升起、落下的方位如何？第七页，共四十二页，2022年，8月28日直射南半球时，太阳升起、落下的方位如何？规律3：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；极昼地区，太阳正南升，正南落。第八页，共四十二页，2022年，8月28日不论是南半球还是北半球的任何地点，其太阳出没的地平方位是偏南还是偏北，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。具体来说：1、从理论上讲，在两分日时，太阳直射赤道，全球各地太阳正东升，正西落（极点除外）。2、北半球夏半年，太阳直射点在北半球，全球各地太阳东北升，西北落，且纬度越高，太阳升落的方位越偏北，南北半球均如此（出现极昼的地方太阳从正北升起，在正北落下）第九页，共四十二页，2022年，8月28日3、北半球冬半球，太阳直射南北球，全球各地太阳东南升，西南落，纬度越高，太阳升落的方位越偏南（出现极昼的地方太阳从正南升起，在正南落下）4、就某一地点而言，在太阳直射点向北运动期间，太阳升落的方位将日渐偏北；反之则日渐偏南。5、南北极点上，太阳高度在一天中是不变的（即太阳周日视运动轨迹总是与极点的地平圈平行），太阳在一天中没有明显的升起和落下。第十页，共四十二页，2022年，8月28日二、不同纬度两分两至日太阳视运动图1、赤道上两分两至日第十一页，共四十二页，2022年，8月28日视运动影子长短和方向的日变化太阳高度日变化第十二页，共四十二页，2022年，8月28日2、北回归线以北、北极圈以南第十三页，共四十二页，2022年，8月28日视运动影子长短和方向的日变化太阳高度日变化第十四页，共四十二页，2022年，8月28日3、北回归线上第十五页，共四十二页，2022年，8月28日视运动影子长短和方向的日变化太阳高度日变化第十六页，共四十二页，2022年，8月28日4、北极圈上第十七页，共四十二页，2022年，8月28日视运动影子长短和方向的日变化太阳高度日变化第十八页，共四十二页，2022年，8月28日5、夏至日北极圈内第十九页，共四十二页，2022年，8月28日视运动影子长短和方向的日变化太阳高度日变化第二十页，共四十二页，2022年，8月28日案例：下图表示某地一天中两个不同时刻太阳光线与地面的夹角，据此回答下例问题：1、这一天，太阳直射点的纬度是（）A、15°NB、20°NC、15°SD、20°S2、该地的地理纬度是（）A、70°NB、75°NC、70°SD、75°S３、当太阳处在正北方上空时，国际标准时为20时，则该地的经度位置是（）A、120°WB、0°

C、60°ED、180°第二十一页，共四十二页，2022年，8月28日6、北极点处太阳运动第二十二页，共四十二页，2022年，8月28日第二十三页，共四十二页，2022年，8月28日注.影子问题。

(1)影子的朝向与光源的方向相反。

(2)太阳高度越大，影子越短，反之，越长。一天中日影的变化规律是日出最长——变短——正午最短——变长——日落最长(理论上晨昏线影子无限长)。

(3)正午日影的朝向和长短变化。

①北回归线以北：北回归线以北太阳终年南射，正午日影始终朝北；纬度越高，日影越长；6月22日达一年中最短，12月22日达一年中最长。第二十四页，共四十二页，2022年，8月28日②南回归线以南：南回归线以南太阳终年北射，正午日影始终朝南；纬度越高，日影越长；12月22日达一年中最长，6月22日达一年中最短。

③南北回归线之间的地区：正午时，在南北回归线内，太阳有直射、南射和北射。正午日影有时无、有时向南、有时向北；长短由正午太阳高度确定。

(4)极点:任何时候日影始终朝南或北,且日影长短无日变化。

第二十五页，共四十二页，2022年，8月28日1、该科考队员所处的纬度位置为（）A、68°SB、68°NC、90°SD、90°N2、假设图示太阳高度为该地一年中的最大值，则（）Ａ、地球上的热带范围将变大Ｂ、地球上的温带范围将变小Ｃ、地球上有极昼极夜现象的范围将变小Ｄ、武汉（30°N）下正午太阳高度的年变化幅度将变大案例：下图为某科考队员在某地观测到的太阳高度日变化示意图，这一天他观察到的太阳在天空呈逆时针方向运行，据此回答下面问题。第二十六页，共四十二页，2022年，8月28日7、南半球中纬度地区第二十七页，共四十二页，2022年，8月28日8、南极点太阳视运动第二十八页，共四十二页，2022年，8月28日9、南极圈上夏至日（或南半球刚好出现极昼的地方，即该纬度与晨昏圈相切）第二十九页，共四十二页，2022年，8月28日10、南极圈内视运动第三十页，共四十二页，2022年，8月28日热带地区周日视运动路线的特征：赤道：垂直于地平面；赤道与北回归线之间地区：太阳上中天的部分天顶以南部分多于天顶以北部分；赤道与南回归线之间地区：太阳上中天的部分天顶以北部分多于天顶以南部分；第三十一页，共四十二页，2022年，8月28日三、一个地区年正午太阳高度最大差值

赤道地区是23°26′。

南北半球热带地区介于23°26′和46°52′之间,具体度数是(当地纬度＋23°26′)。

南北半球温带地区是46°52′。

南北半球寒带地区介于23°26′和46°52′，也可以当作当地最大正午太阳高度的数值。第三十二页，共四十二页，2022年，8月28日1.确定时间：当某地太阳高度达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地地方时为12时。

2.确定房屋朝向：北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。

3.判断日影长短及方向：正午太阳高度越高，日影越短，反之越长，且日影方向总是背向太阳。正午太阳高度时空变化规律------在生产生活中的应用问题第三十三页，共四十二页，2022年，8月28日4.根据正午太阳高度定位，进而判断该地区的地理特征。

5.计算楼距：一般来说，纬度越低，楼距越短；纬度越高，楼距越大，解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度及影长(具体方法见上述“主干知识整合”)

6.计算热水器安装角度(具体方法见上述“主干知识整合”)

7.判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度。第三十四页，共四十二页，2022年，8月28日4.正午太阳高度(H)的应用。

①正午太阳高度分布的变形图。

②利用正午太阳高度计算垂直物体的日影：

cotH＝影长/物体长度。③太阳能热水器的安装倾角＝纬度差(即当地纬度和太阳直射点纬度的差值)。

④南北半球中纬度地区楼房间隔L和采光问题：L＝楼高×cotH(H即当地全年最小的正午太阳高度角，北半球为冬至日的正午太阳高度，南半球为夏至日的正午太阳高度)。如下图所示。在楼房布局时建议采用东北—西南向或西北—东南走向。⑤有前檐的窗户与房顶之间距离L的设定：L=前檐长度×tanH。第三十五页，共四十二页，2022年，8月28日这是何处所见的太阳视运动图？第三十六页，共四十二页，2022年，8月28日如果出现某一个周日视运动圈全部位于地平面以上（即极昼），则表明当地位于极圈以内。正午时太阳位于天顶以南是北极圈以内，正午时太阳位于天顶以北是南极圈以内。北极圈的周日视运动圈特征是在夏至日周日视运动圈日出日落方位刚好在正北方的地平面上。南极圈的周日视运动圈特征是在冬至日周日视运动圈日出日落方位刚好在正南方的地平面上。