太阳视运动

太阳视运动 第六节 太阳视运动 地球绕地轴自西向东自转，同时绕太阳自西向东公转，这样在我们的眼里，太阳一天中东升西落，同时在一年中每天东升西落又有规律地产生一定的变化，我们把这些太阳在天空中运动的轨迹，称为太阳的视运动。 一、太阳出没的方位: 平常我们说太阳东升西落，而实际上，太阳只有在春分和秋分，即太阳直射赤道时才是严格意义上的东升西落，其余的时候太阳升落方向都向北或向南有一定的偏移。 当太阳直射点位于北半球时，太阳升起的方位为东偏北，太阳落下方位为西偏北，即东北升，西北落，全球如此。观察点越偏北，太阳升落的方位就越偏北。同一地点，太阳直射点越偏北，即越靠近北回归线，太阳升落的方位也越偏北。太阳直射在南半球时，情况正好相反，即东南升，西南落。 太阳升落的方位可以从光照图的晨线上和昏线上读出，如下图。 太太 晨 昏 昏 晨 线 线 线 线 阳阳 夏至日 冬至日 光光 太阳升落方位示意图 二、正午太阳的方位: 夏半年，太阳从东偏北升起，从西偏北落下。冬半年，太阳从东偏南升起，从西偏南落下。但并不代表太阳正午一定跟着偏北或者偏南。 正午太阳的位置一定位于正南或者正北，但究竟是位于正南还是位于正北，这取决于太阳直射点与与观察者所处的纬度。直射点偏南，正午太阳则偏南，直射点偏北，正午太阳偏北。 我们还是举例说明正午太阳的方位。我国海南省海口市，大约位于20?N，同样位于夏半年，当太阳直 射点位于赤道附近时，则正午太阳偏南，当太阳直射点位于北回归线附近时，则正午太阳偏北。 还有一点需要说明，正午太阳的位置与地面上物体的影子方向始终是反的，即太阳位于正南，则影子在正北方向，太阳位于正北，影子在正南方向。 正午太阳高度昼长时间太阳升落方位 夏至 73?26′ 15小时 东北升西北落 春\秋分50? 12小时正东升正西落 冬至 26?34′ 9小时 东南升西南落 北纬40?附近二分二至正午太阳高度和昼夜长短变化 上图为北京在二分二至时正午太阳高度和昼夜长短变化情况。春秋分时，太阳直射赤道，太阳从正东升起，正西落下，正午太阳高度约50?，正午日影偏北，此时昼夜平分。夏至时，太阳直射在北回归线，太阳东北升、西北落，正午太阳高度约73.5?，正午日影仍向北，但日影较短，此时昼长夜短。冬至时，太阳直射南回归线，太阳东南升、西南落，正午太阳高度角约为26.5?，正午太阳日影仍向北，但日影较长，此时昼短夜长。 26 三、极地地区太阳周日视运动: 太阳东升西落，而实际上其他的星星(大部分是恒星)也是东升西落，只是由于太阳的光芒太强，让我们经常忽略了其他星体的东升西落运动。 在北极上空观察地球呈逆时针方向转动，在南极上空观察地球呈顺时针方向转动。反过来，当我们站在地面仰望星空时，星空也作圆周运动:在北极附近看星空，星空呈逆时针方向转动，在南极附近看星空，星空呈顺时针方向转动。在星空里，太阳也是其中之一，特别是在极昼时期，太阳在天空中作圆周运动特别明显。这时我们观察到的太阳周日视运动，基本上是沿着地平圈上方运动，这时的地平圈同时也可作为时间圈。 12:00 6:00 18:00 0:00 东 南 北 西 北极附近附近地区极昼时太阳周日视运动 在北极附近地区的极昼，太阳在子夜时位于正北方向，位置最低;过了子夜，太阳开始升起，到6:00到达正东方向;继续升高，正午12:00位于正南方向;然后开始偏西下落，到18:00到达正西方向;继续下落，到子夜0:00回到最低。这样，太阳完成了一个周日视运动，地平圈就成了时间圈:0时(正北)?(东北)?6时(正东)?(东南)?12时(正南)?(西南)?18时(正西)?(西北)?0时(正北)。在北极附近地区极昼时的太阳升落，可以说是正北升起，正北落下。 在南极附近地区的极昼，与北极附近地区相似，只是天空中太阳视运动的方向相反:北极附近太阳作逆时针方向转圈，南极附近地区作顺时针方向转圈。比如我国南极中山站在极昼时期的太阳视运动即是如此。我国的南极长城站位于南极圈外，没有极昼现象，只是在冬至附近有一个接近24小时的极长昼。 四、极昼时的太阳高度: A 10?在极昼时，一天24小时都有太阳高度，正午最大，子夜北纬80? 北极 20?最小。 以北极黄河站为例，北极黄河站在极昼时期，太阳沿着B 北极圈 30? 地平圈上空作圆周运动，正午时，太阳在正南方向，太阳高 度最大;子夜时，太阳在正北方向，太阳高度最小。这最大 和最小的平均值恰好等于极点上的太阳高度。极点上的太阳 高度全天相同。 1(24 极昼时太阳高度与极点太阳高度的关系 如右图所示，在80?N地区，如图所示的时间，正午太阳 高度为30?，太阳方位正南，子夜太阳高度为10?，太阳方位正北，其平均值就是20?，而极点的太阳高度就会等于这个平均值。从极点太阳高度与80?N正午太阳高度比较，相差10?，这就是两地的纬差。纬差多少，正午太阳高度就会差多少。同时，我们还可从这个图上看出，太阳此时正好直射在20?N上，即极点太阳高度就是直射点所在的纬度。 总之，太阳的视运动需要从太阳日出日落方位、正午太阳的方位、极昼时期太阳周日视运动和极昼时的太阳高度等方面加以仔细研究。 27 28