日出方位角的判断及计算.doc

日出方位角的判断及计算纵观近年来各地的高考题和模拟试题, 涉及日出方位角考查的题目不在少数, 而这个知识点可以说是高中阶段自然地理的最难点之一, 学生很难理解和掌握。下面本文就这个问题进行具体的阐述。日出方位角,即日出时,太阳所在方位与正东方向的夹角。根据太阳视运动图(图 1), 可知: 太阳直射北半球时, 除极昼、极夜区域外, 全球太阳东北升西北落; 太阳直射南半球时, 除极昼、极夜区域外, 全球太阳东南升西南落; 直射赤道时, 除南北极点外, 全球太阳正东升正西落。然而, 不同纬度的日出方位角( 日出方位偏离正东方的角度) 到底多大?日出方位角与太阳直射点的纬度到底是什么关系?本文试图运用中学地理知识, 定量研究一下日出方位角问题。图2 表示太阳直射北回归线的日照情况。0 号光线为直射北回归线的光线, 光线①②③④⑤分别表示赤道、纬线圈 A 、北极圈 P 、纬线圈 B 和南极圈 Q 日出时刻光照情况。过 P、Q 的粗黑线椭圆为晨昏圈。图1 二分、二至日北半球(左) 与赤道地区(右) 太阳视运动示意图 S ③ c′c′ c ′e′Q 图2 ①②②′ 0④⑤ AB N 赤道 P12 3ab c do c′ d′ 2 一、赤道地区日出方位角的大小 1 、赤道夏至时的日出方位角的计算如图 2,∵太阳直射北回归线∴∠ 1=23 ° 26′辅助线 ab 与赤道共面, 且在晨昏圈与赤道的交点 a 上与赤道相切。直线 ab 与光线①的夹角为∠2又∵所有太阳光线均为彼此平行的射线, ∴∠ 2=∠ 1=23 ° 26′∠ 2=23 ° 26′的地理意义:夏至时,赤道地区日出方位为东偏北 23° 26′。 2 、推论: 赤道地区日出方位角( 日出方位偏离正东方的角度) 的度数与太阳直射点的纬度度数相等。赤道地区,冬至时太阳直射 23° 26′S ,日出方位角为 23° 26′,日出方位为东偏南 23° 26′。春秋分时太阳直射赤道,日出方位角为 0 0 ,日出方位为正东。二、其它纬度日出方位角的大小变化规律 1 、夏至日其它纬度日出方位角的计算如图 2, 辅助线 cd、 ef 分别与纬线圈 A、纬线圈 B 共面, 且在地方时为 6: 00 的经线与纬线圈 A 和纬线圈 B 的交点 c、e 处与纬线圈相切。直线 cd 与光线②′的夹角为∠3。∵所有太阳光线均为彼此平行的射线,纬线圈彼此平行。∴∠ 3=∠ 2=23 ° 26′。∠ 3=23 ° 26′的地理意义: 夏至时, 纬线圈 A上, 地方时 6: 00 太阳光线与当地纬线夹角为 23° 26′。同理,夏至时,纬线圈 B 上,地方时 6: 00 太阳光线与当地纬线夹角为 23 ° 26′。这并不是纬线圈 A、B 日出时刻的太阳方位。光线②与纬线圈 A 的切线 c′d′的夹角, 才是纬线圈 A 日出时的方位角。这个角明显大于 23° 26′。在北极圈 P 上,光线③从正北方向照射,那里的日出方位偏离正东 90°。 2 、推论: 赤道以外的其它地区, 日出方位角的度数大于太阳直射点的纬度度数。纬度越高偏离角度越大。刚好发生极昼现象的地区偏离正东方 90° ,太阳从正北( 或正南) 方升起。三、一道典型错题的纠正题:下图为某地某日的太阳视运动示意图(图 3) 。已知∠ A=20 °,∠ B=65 °,则此地的地理纬度是()