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1、太阳方位及太阳周日视运动规律及应用我们站在地球上仰我们站在地球上仰望星空，看到天上望星空，看到天上的星星好像都离我的星星好像都离我们一样远。实际星们一样远。实际星星和我们的距离有星和我们的距离有远有近，我们看到远有近，我们看到的是它们在这个巨的是它们在这个巨大的大的圆球球面圆球球面上的上的投影，这个假投影，这个假想的圆球就称想的圆球就称为为天球天球，它的，它的半径是无限大。半径是无限大。而地球就悬挂而地球就悬挂在这个天球中在这个天球中央。央。把地球自转轴延伸到天球上的位置，就是把地球自转轴延伸到天球上的位置，就是天轴天轴，跟天球的，跟天球的交点是交点是天北极天北极和和天南极天南极。把地球的赤道
2、伸延到天球上的位。把地球的赤道伸延到天球上的位置，就是置，就是天球赤道天球赤道。地平圈地平圈:从从观测者四周观测者四周水平方向望水平方向望去去,与天球与天球相交的圆相交的圆.不同位置的不同位置的观测者地平观测者地平圈不同圈不同.观观测者的头顶测者的头顶称为称为天顶天顶地平圈日出日出日落日落正午正午日日影影方方位位太阳周日视运动三要素正午太阳方位日出方位日落方位1 1、太阳东升西落是地球自西向东自转的结果、太阳东升西落是地球自西向东自转的结果2 2、太阳东升西落，日出和日落位置由太阳直、太阳东升西落，日出和日落位置由太阳直射点决定射点决定日出日落方位研究的前提熟知熟知某地某地的方位的方位运用从小
3、到大的思维运用从小到大的思维要想理解全球日出日落的规律，必须要从晨线或昏线要想理解全球日出日落的规律，必须要从晨线或昏线的某一点入手的某一点入手熟知该地在侧视图上的方位熟知该地在侧视图上的方位到达地球的太阳光为一组从太阳发出的到达地球的太阳光为一组从太阳发出的无数条无数条光线，光线，这组光线与太阳直射点所在光线是这组光线与太阳直射点所在光线是平行平行的；的；但与该点但与该点相交的平行的相交的平行的太阳光线太阳光线有且只有有且只有一条；一条；研究该地的日处于日落方位，只要搞清这条太阳光线研究该地的日处于日落方位，只要搞清这条太阳光线与该地的方位关系即可与该地的方位关系即可在晨线上看到的是日出，在
4、昏线上看到的是日落。在晨线上看到的是日出，在昏线上看到的是日落。在上图中，由于在上图中，由于 A位于位于B的正东方向，故的正东方向，故B地所见太地所见太阳位于正东方；阳位于正东方；A位于位于B的正西方向，故的正西方向，故B地所地所见太太阳位于正西方阳位于正西方。规律规律1：二分日，全球各地的日出日落方位除了南北：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。两极点外均为从正东方向升起、从正西方向落下。直射赤道时，太直射赤道时，太阳升起、落下的阳升起、落下的方位如何？方位如何？据图观测得知规律据图观测得知规律2：太阳直射太阳直射北北半球时，全球各地除了极昼、极
5、夜地区以外，半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳都是从太阳都是从东北东北方向升起、从方向升起、从西北西北方向落下；方向落下；直射北半球时，太阳是从哪里升起，在哪儿落下？直射北半球时，太阳是从哪里升起，在哪儿落下？据图观测得知规律据图观测得知规律3：太阳直射太阳直射南南半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳都是从太阳都是从东南东南方向升起、从方向升起、从西南西南方向落下；方向落下；直射南半球时，太阳又是从哪里升起，在哪儿落下？直射南半球时，太阳又是从哪里升起，在哪儿落下？日出日落方位的规律日出日落方位的规律太阳东升西落是地球太阳东升西落是地球
6、自西向东自西向东自转的结果自转的结果二分日二分日全球太阳全球太阳东东升升西西落落北北半球半球夏夏半年时，半年时，全球全球太阳太阳东北东北升升西北西北落落 北北半球半球冬冬半年时，半年时，全球全球太阳太阳东南东南升升西南西南落落 全球日出日落的南北偏移方位与太阳直全球日出日落的南北偏移方位与太阳直射点所在半球的方位一致射点所在半球的方位一致思考：如何把侧视图转思考：如何把侧视图转换为太阳视运动图呢？换为太阳视运动图呢？NSB B（天顶）（天顶）AA A点为北温带上的任意点点为北温带上的任意点CD地地地地 平平平平 圈圈圈圈夏至春秋分冬至夏至冬至春秋分由于天球半径为无穷大，把整个地球看成一由于天球
7、半径为无穷大，把整个地球看成一个质点个质点A AB（天顶）（天顶）C CD D地地地地 平平平平 圈圈圈圈三条平行线：二分二至时太阳运动的轨迹在三条平行线：二分二至时太阳运动的轨迹在天球上的投影天球上的投影天球图天球图S SN NNSB B B B（天顶）（天顶）（天顶）（天顶）ACD地地地地 平平平平 圈圈圈圈夏至春秋分冬至B为天顶，为天顶，CD为地平圈为地平圈B（天顶）（天顶）夏至冬至春秋分A AC CD D地地地地 平平平平 圈圈圈圈S SN N夏至冬至春秋分A AB（天顶）（天顶）C CD D地地地地 平平平平 圈圈圈圈天球图天球图旋转成正直（天顶朝上）的图形确定出地表上东、南、西、北
8、四个方向确定出地表上东、南、西、北四个方向确定出地表上东、南、西、北四个方向确定出地表上东、南、西、北四个方向N N N NS S S SE E E EW W W WA A夏至冬至春秋分A ABC CD D地地地地 平平平平 圈圈圈圈点为观察地点，点为天顶点为观察地点，点为天顶点为观察地点，点为天顶点为观察地点，点为天顶三条平行线变成了三条带有运动方向的曲线三条平行线变成了三条带有运动方向的曲线三条平行线变成了三条带有运动方向的曲线三条平行线变成了三条带有运动方向的曲线天球立体图天球立体图夏至春秋分冬至太阳周日视运动图的判读1地平圈中心点和日出（日落）点的连线与东西水平线的夹角代表直射直射纬度
9、纬度2上中天点和地面中心点的连线与南北水平线的夹角表示正午太阳高度正午太阳高度H日出日出日落日落正午正午日日影影方方位位绘制步骤：绘制步骤：1.1.先画地平圈和天穹。先画地平圈和天穹。2.2.在地平圈上标出方位。在地平圈上标出方位。3.3.确定日出日落正午太阳方位。确定日出日落正午太阳方位。4.4.连出太阳视运动轨迹并标明连出太阳视运动轨迹并标明太阳运动方向。太阳运动方向。夏至夏至日日两分两分日日冬至冬至日日日出太日出太阳方位阳方位东北东北 正东正东 东南东南正午太正午太阳方位阳方位正南正南 正南正南 正南正南日落太日落太阳方位阳方位西北西北 正西正西 西南西南天球立体图天球立体图地球侧视图地
10、球侧视图N N N NS S S SE E E EW W W WA A夏至春秋分冬至规律规律1-1：观察点观察点A位于北半球，则太位于北半球，则太阳运行轨道面均向南倾斜阳运行轨道面均向南倾斜AB B B B（天顶）（天顶）（天顶）（天顶）DC地地地地 平平平平 圈圈圈圈NS夏至春秋分冬至天球立体图天球立体图地球侧视图地球侧视图N N N NS S S SE E E EW W W WA A夏至春秋分冬至规律规律1-2：观察点观察点A位于南半球，则太位于南半球，则太阳运行轨道面均向北倾斜阳运行轨道面均向北倾斜AB B B B（天顶）（天顶）（天顶）（天顶）DCNS夏至春秋分冬至地地地地 平平平平
11、圈圈圈圈天球立体图天球立体图地球侧视图地球侧视图规律规律1-3：观察地点在赤道上，则太阳观察地点在赤道上，则太阳运行轨道面与地平圈垂直运行轨道面与地平圈垂直AB B B BNS地地地地 平平平平 圈圈圈圈N N N NS S S SE E E EW W W WA A夏至春秋分冬至天球立体图天球立体图？地球侧视图地球侧视图规律规律1-4：观察地点在极点，则太阳运观察地点在极点，则太阳运行轨道与地平圈平行。行轨道与地平圈平行。AB B B BN N N NS S S SE E E EW W W WA A夏至春秋分地地地地 平平平平 圈圈圈圈夏至春秋分冬至*乙地在南回归线以南地区乙地在南回归线以南地
12、区判断以下两图观测者位置？判断以下两图观测者位置？*丙地在北回归线以北地区。丙地在北回归线以北地区。*左图在北回归线上左图在北回归线上判断下两图观测者位置？判断下两图观测者位置？*右图在南回归线上右图在南回归线上*在南北回归线之间地区（包括赤道）在南北回归线之间地区（包括赤道）判断下图观测者位置？判断下图观测者位置？正午时太阳有时在头顶，有时在北方，有正午时太阳有时在头顶，有时在北方，有时在南方（即太阳有直射、南射和北射）时在南方（即太阳有直射、南射和北射）1、太阳东升西落是地球自西向东自转的结果太阳东升西落是地球自西向东自转的结果2、在一年内，只有二分日全球太阳东升西落、在一年内，只有二分日
13、全球太阳东升西落 直射点在北半球直射点在北半球，全球太阳东北升西北落，全球太阳东北升西北落 直射点在南半球直射点在南半球，全球太阳东南升西南落，全球太阳东南升西南落3、北回归线以北地区太阳最高（正午、北回归线以北地区太阳最高（正午）时在正南，）时在正南，南回归线以南地区太阳最高（正午南回归线以南地区太阳最高（正午）时在正北）时在正北 南北回归线内，太阳最高（正午南北回归线内，太阳最高（正午）时有直射、南射和）时有直射、南射和北射北射 北回归线上，太阳最高（正午北回归线上，太阳最高（正午）时有直射和南射）时有直射和南射 南回归线上，太阳最高（正午南回归线上，太阳最高（正午）时有直射和北射）时有直
14、射和北射4、出现极昼的地区，正北、出现极昼的地区，正北/正南升，正北正南升，正北/正南落。正南落。黄赤交角的存在，使地球在公转运动中造成黄赤交角的存在，使地球在公转运动中造成太阳直射点的南北移动，进而导致地面观察者眼太阳直射点的南北移动，进而导致地面观察者眼中太阳的升落方位亦出现有规律的变化中太阳的升落方位亦出现有规律的变化。三、太阳出没空间规律三、太阳出没空间规律太阳太阳直射北半球直射北半球时，太阳升落的方位为时，太阳升落的方位为偏偏北北，反之，则偏南；根据纬度的差异又可，反之，则偏南；根据纬度的差异又可分为以下分为以下几种几种情况：情况：1 1、赤道、赤道规律：规律：图示：图示：全全年年垂
15、垂直直升升落落，升升落落方方位位与与直直射射点点所所在纬度相同在纬度相同 。2 2、极昼极昼期间的南、北极点：期间的南、北极点：规律：规律：图示：图示：一日内由于极点与直射点之间无纬度距离变化，一日内由于极点与直射点之间无纬度距离变化，故极点上太阳周日视运动曲线应与地平线（圈）平行，故极点上太阳周日视运动曲线应与地平线（圈）平行，无太阳升落，且太阳高度与直射点纬度数值相等，方位无太阳升落，且太阳高度与直射点纬度数值相等，方位北极正南，南极正北。北极正南，南极正北。3 3、恰好出现极昼的地点、恰好出现极昼的地点规律：规律：图示：图示：北北极极地地区区该该地地点点，于于0 0时时升升、2424时时
16、落落于于正正北北最最低低点点，即：地平线（圈）上。正午时位于正南；南极地区则反之。即：地平线（圈）上。正午时位于正南；南极地区则反之。ABB太阳直射点太阳直射点A的纬度为的纬度为时，刚好出现极昼现象的地方时，刚好出现极昼现象的地方B，其纬度为（其纬度为（90），），此点（此点（B点）的正午太阳高度点）的正午太阳高度H90AB两点的纬度差两点的纬度差90（90）=2。结论：结论：刚好出现极昼现象的地方，其正午太阳高度角是直射点刚好出现极昼现象的地方，其正午太阳高度角是直射点纬度的两倍。纬度的两倍。探究极昼地区的太阳视运动探究极昼地区的太阳视运动H4 4、极点和切点之间的地区、极点和切点之间的地区
17、规律：规律：图示：图示：严格意义上已无严格意义上已无“日出日出”和和“日落日落”，只有太阳最，只有太阳最高和最低。北极附近的地区，高和最低。北极附近的地区，0 0时和时和2424时时太阳在正北方时时太阳在正北方向最低，向最低，1212时在正南天空最高；南极附近地区相反。时在正南天空最高；南极附近地区相反。如果出现某一个周日视运如果出现某一个周日视运动圈全部位于地平面以上动圈全部位于地平面以上（即极昼），则表明当地（即极昼），则表明当地位于极圈以内。正午时太位于极圈以内。正午时太阳位于天顶以南是北极圈阳位于天顶以南是北极圈以内，正午时太阳位于天以内，正午时太阳位于天天顶以北是南极圈以内。天顶以北
18、是南极圈以内。北极圈北极圈上点夏至日的周日视运动圈是上点夏至日的周日视运动圈是日出日出日落日落方位刚好在方位刚好在正北方正北方的地平面上的地平面上(如上图如上图)AH北纬北纬800时的太阳高度时的太阳高度h为为13.5 正午的太阳高度正午的太阳高度H为为33.5南南北北33.513.5 东东发生极昼现象的地点发生极昼现象的地点0时的时的太阳高度太阳高度h=90-（180-）=+-90 表示直射点纬度表示直射点纬度 表示某发生极昼现象的纬度表示某发生极昼现象的纬度h 由由于于太太阳阳周周日日视视运运动动圈圈最最高高点点与与地地平平圈圈相相切切，故故太太阳阳只只在在正正午午时时，刚刚一一露露脸脸即
19、即已已下下落落（北北极极附附近近地地区区是是在在其其正正南南方方向向，南南极极附附近近地地区区在在其其正正北北方方向向）。因因此此，不不存在严格意义上的存在严格意义上的“日出日出”和和“日落日落”现象。现象。5 5、在开始出现极夜的纬度位置、在开始出现极夜的纬度位置NSEW夏夏至至日日二二分分日日冬冬至至日日NSWE二二分分日日冬冬至至日日夏夏至至日日二二分分日日NSWE冬冬至至日日夏夏至至日日夏至日夏至日二分日二分日夏至日夏至日二分日二分日NSEW夏至日夏至日二分日二分日赤道赤道北回归线北回归线北回归线北回归线北极圈北极圈北极北极北极圈北极圈北极点北极点北极圈北极圈NSWE二二分分日日冬冬至
20、至日日夏夏至至日日NSE夏夏至至日日二二分分日日冬冬至至日日W冬至日冬至日冬至日冬至日NEWS冬冬至至日日二二分分日日夏夏至至日日NEWS夏至日夏至日赤道赤道南回归线南回归线南回归线南回归线南极圈南极圈南极南极南极圈南极圈南极点南极点南极圈南极圈NEWS冬至日冬至日二分日二分日地平圈地平圈下图为北半球甲乙两地某日下图为北半球甲乙两地某日“太阳视运动路太阳视运动路线图线图”,”,图图O O为地平圈为地平圈,箭头为太阳视运动方向箭头为太阳视运动方向,1.1.甲地的地理纬度是：甲地的地理纬度是：A.23.5N B.66.5N C.22N D.90NA.23.5N B.66.5N C.22N D.90
21、ND D1=2=221=2=22下图为北半球甲乙两地某日下图为北半球甲乙两地某日“太阳视运动路太阳视运动路线图线图”,”,图图O O为地平圈为地平圈,箭头为太阳视运动方向箭头为太阳视运动方向,2.2.乙地的正午太阳高度是：乙地的正午太阳高度是：A.22 B.44 C.11 D.68A.22 B.44 C.11 D.68B B1=2=221=2=22右图为某地的太右图为某地的太阳运行路径，此阳运行路径，此地的纬度可能是：地的纬度可能是：A.23.5NA.23.5NB.50NB.50NC.30SC.30SD.20ND.20NAbacABNS该角与该角与当地纬度（当地纬度（A A）互余，即：互余，即
22、：b+A=90 b+A=90 它们与地表的交角相等，即：它们与地表的交角相等，即：a=b=c,a=b=c,三条太阳运行轨道面都平行，三条太阳运行轨道面都平行，规律规律3：北半球某地观察北半球某地观察冬至夏至春秋分（参照幻灯片1）N N N NS S S SE E E EW W W WA A夏至春秋分冬至bacNSB B（天顶）（天顶）abcAAABNSN N N NS S S SE E E EW W W W8126583434规律：规律：正午太阳射到正午太阳射到A A地的光线，与地面的夹角地的光线，与地面的夹角就是此时该地的正午太阳高度角。就是此时该地的正午太阳高度角。冬至夏至春秋分abcA
23、A夏至：夏至：H=8126春秋分：春秋分：H=58冬至：冬至：H=3434 N N N NS S S SE E E EW W W WA A规律：规律：判断季节判断季节(月份月份)2 2、根据路线长短判定季节：、根据路线长短判定季节：红色（超过半圈）红色（超过半圈）夏至夏至 黑色（不足半圈）黑色（不足半圈）冬至冬至 蓝色（正好半圈）蓝色（正好半圈）二分二分1 1、根据倾斜方向判定半球：南斜（北半球）、根据倾斜方向判定半球：南斜（北半球）北斜（南半球）北斜（南半球）问：问：1 1、北半球刚好极昼的纬度、北半球刚好极昼的纬度A是是 2 2、A纬度的正午太阳高度纬度的正午太阳高度H为为NSA规律：规律
24、：太阳直射在太阳直射在，刚好极昼的纬度为，刚好极昼的纬度为90，其，其H2设：太阳直射在设：太阳直射在10N (N)（80N）（20N）直射点直射点ANS判断下图观测者位置并判断纬度？判断下图观测者位置并判断纬度？*在北极圈内刚好出现极昼的纬度观测在北极圈内刚好出现极昼的纬度观测04608232644680N设：某地极昼多时，设：某地极昼多时，1（12时的时的H)=30,2(0时的时的h)=10求：求：1、某地的纬度、某地的纬度 2、求太阳直射的纬度、求太阳直射的纬度12北半球练习练习3：1=2=22，求甲乙的纬度，求甲乙的纬度答：甲是北极点，太阳高度相等答：甲是北极点，太阳高度相等=22度，说明太阳度，说明太阳直射在北纬直射在北纬22度，刚好极昼的纬度是北纬度，刚好极昼的纬度是北纬68度度12甲乙北半球BNS46A练练习习4 4：上上图图表表示示某某地地某某日日太太阳阳运运动动轨轨道道图图，已已知知正正午午太太阳阳位位于于A A点点，ABS=46ABS=46，求求观观察察地地点点的的纬度纬度_，太阳直射的纬度，太阳直射的纬度_。a