文档介绍：浅谈太阳周日视运动
地球运动部分的知识点,尤其是太阳视运动对于一般高中学生而言较难理解,因为缺乏空间想象能力,且高中地理教材对于该块内容几乎是空白,而在高考中对太阳视运动有一定的要求,掌握和理解太阳视运动规律有利于解决地球运动的知识点,所以笔者认为掌握一定的太阳视运动知识是有必要的。
太阳视运动规律一般与直射点位置联系在一起,太阳视运动可以分为周日视运动与周年视运动。这里我们研究不同地区,不同季节的太阳周日视运动状况。
一、太阳周日视运动周期
地球自西向东的自转,从地球上看地球以外的任何天体都有东升西落的周日运动。以恒星为参考体的自转周期,即恒星的周日运动周期,定义为恒星日,再划分为恒星时,分,秒,构成恒星时系统。以太阳为参考体的自转周期,即太阳的周日运动周期,定义为太阳日,再划分为太阳时,分,秒,构成太阳时系统。两者的时间差异在于地球在自转的同时也在绕太阳公转。
日,则地球日平均角速度是:360°÷=°(即59′8″.196)当地球自转一周,完成一个恒星日后,还须绕过△t=59′8″.196,才能完成一个太阳日。可见,太阳日比恒星日多出59′8″.196。已知恒星日地球自转一周为23 时56 分4 秒( 分),则地球自转1°的时间是: 分÷360°= 分(或24 时÷360°59′8″.196= 分),×59′8″.196=3 秒=3 分56 秒,所以一太阳日:23 时56 分4 秒+3 分56 秒=24 时。
二、昼夜长短状况
高中地理教学中,我们经常利用昼弧长除以150来表示昼长,如果太阳视运动轨迹在地平线之上(此时为昼)的长度大于半个圆,则昼大于夜,反之昼短于夜;如果始终在地平线之上为极昼,反之为极夜。
与直射点位置关系为:直射点所在半球,昼大于夜,且直射点纬度越高昼夜差异越大;直射点向某半球移动,该半球的白昼增长。
三、日出日落的太阳方位
人们常说:“太阳东升西没”。而且****惯以日出地平线的一点代表东方,日没地平线的一点代表西方。在人们的心目中,太阳的出没点是判断地面东西方向的标志。然而,严格地说来,仅把太阳的出没地点作为地平面正东正西方向的判断标准,这显然是不准确的。因为,在地球表面上,同一纬度地点的不同季节,或同一季节不同纬度,太阳在地平线上升没的地点均会发生明显的变化,除春秋分两天是全球各地都从正东方升起正西方落下外,其它日期
不可能是在固定的正东点和正西点。那么,相对于地平线太阳到底出没在哪里?一年内太阳出没地点又是怎样变化的?
太阳的周日视运动,就是以地球自转的相反方向,随着天球旋转,以一太阳日为周期的自东向西的“巡天”运动。由于地球自转和公转等因素的制约,使太阳的周日视运动状况无时无地的发生变化,并导致太阳出没地点的相应变化。首先,太阳的周日运动与其它恒星的周日运动相比具有明显区别,即由于地球除了自转以外还存在着绕日公转,致使太阳以每天59 ′8″.196的速度沿着天球黄道作周年运动。很显然,太阳在黄道上的周年运动,必定会影响到太阳在黄道上年内位置的改变,使太阳在不同季节处在黄道上不同的位置进行着周日运动;同时,由于地球在公转中地轴相对其轨道面发生倾斜,黄道面相对于赤道面存在着23°26′的黄赤交角。于是,在某一纬度地点的地平面来观察太阳周日运动时,便产生着因时而异的太阳周日运动的季节变化,进而,太阳出没于地平线的方位也相应地发生这种季节变化。
我们都知道在晨昏线上太阳的高度角为0度,可以表示日出、日落方位和时间。从图上可以看出夏至日这一天太阳光线的方向(代表太阳升起的方向)与纬线方向(代表东西方向)并不平行,而是呈一夹角,太阳光线出现在偏北方位。也就是说太阳升落方位并不与纬线平行,即不为正东和正西方位,而是偏北升落,并且与赤道的纬距越大偏北的角度越大,到南北极圈正好为正北升落,出现极昼极夜现象。
同样我们也可以从冬至太阳直射图中得出,太阳升落方位并不与纬线平行,即不为正东和正西方位,而是偏南升落。同样与赤道的纬距越大偏南的角度越大,到南北极圈正好为正南升落,出现极昼极夜现象。
只有在春秋分日时,太阳光线与纬线平行,太阳升落在正东和正西方位。
由此我们可以得到如下规律:
规律一:
①太阳的升落偏移位置与直射点的南北半球位置有关:太阳直射北半球,全球太阳从东偏北升起,西偏北落下;太阳直射南半球,全球太阳从东偏南升起,西偏南落下;春秋分两天,全球太阳从正东升起,正西落下。
②同一纬度地区,直射点纬度越高,升落方位越偏北或偏南。
③同一季节(直射点纬度不变),纬度越高的地区,升落越偏北或偏南,到极