王慶良

地球表面任一地點(diǎn)(南、北極點(diǎn)除外)的日出日落地平方位具有怎樣的時(shí)空變化規(guī)律?這是高中自然地理經(jīng)常涉及的一個(gè)重要問(wèn)題。在教學(xué)實(shí)踐中，我運(yùn)用簡(jiǎn)易幾何圖形解析法，直觀系統(tǒng)地總結(jié)了這一規(guī)律，顯著地提高了學(xué)生的空間思維能力，收到了良好的教學(xué)效果。

一、北半球(0°<￠<90°N)的日出日落地平方位

如圖1所示，大圓代表天球，PP'代表天軸。QQ'代表天赤道，NS代表北半球某一地點(diǎn)的地平面，圓心O既代表該地點(diǎn)的觀測(cè)者，又代表該地地平面的正東或正西點(diǎn)(從北天極俯視，太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)為順時(shí)針?lè)较颍蕡D中QQ'與NS的里側(cè)交點(diǎn)代表正東點(diǎn)，外側(cè)交點(diǎn)代表正西點(diǎn))。下面我們從幾個(gè)不同的時(shí)段對(duì)該地的日出日落地平方位進(jìn)行討論。

1.二分日的日出日落地平方位。二分日時(shí)，太陽(yáng)直射赤道，太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡qq'與天赤道QQ'重合(如圖1所示)，故該日的日出太陽(yáng)(里交點(diǎn))位于該地地平面的正東方，日落太陽(yáng)(外交點(diǎn))位于該地地平面的正西方。簡(jiǎn)言之，二分日時(shí)，該地日出正東方向，日落正西方向。

2.北半球夏半年的日出日落地平方位。北半球夏半年時(shí)，太陽(yáng)直射北半球，故、太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡qq'位于天赤道QQ'以北(如圖2所示)，則qq'與NS的交點(diǎn)R位于圓心(觀測(cè)者)的東北方或西北方。即北半球夏半年時(shí)，該地日出東偏北方向，日落西偏北方向。

3.北半球冬半年的日出日落地平方位。北半球冬半年時(shí)，太陽(yáng)直射南半球，故太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡qq'位于天赤道QQ'以南(如圖3所示)，則qq'與NS的交點(diǎn)R位于圓心(觀測(cè)者)的東南方或西南方。即北半球冬半年時(shí)，該地日出東偏南方向，日落西偏南方向。

二、南半球(0°<￠<90°S)的日出日落地平方位

如4所示，SN代表南半球某一地點(diǎn)的地平面，圓心O既代表該地點(diǎn)的觀測(cè)者，又代表該地地平面的正東或正西點(diǎn)(從南天極俯視，太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)為逆時(shí)針?lè)较?，故圖中QQ'與SN的里側(cè)交點(diǎn)代表正西點(diǎn)，外側(cè)交點(diǎn)代表正東點(diǎn))。同樣我們可以從三個(gè)不同的時(shí)段對(duì)該地的日出日落地平方位進(jìn)行討論。

1.二分日的日出日落地平方位。二分日時(shí)，太陽(yáng)直射赤道，太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡qq'與天赤道QQ'重合(如圖4所示)，故該日的日出太陽(yáng)(外交點(diǎn))位于該地地平面的正東方，日落太陽(yáng)(里交點(diǎn))位于該地地平面的正西方。簡(jiǎn)言之，二分日時(shí)，該地日出正東方向，日落正西方向。

2.北半球夏半年的日出日落地平方位。北半球夏半年時(shí)，太陽(yáng)直射北半球，故太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡qq'位于天赤道QQ'以北(如圖5所示)，則qq'與SN的交點(diǎn)R位于圓心(觀測(cè)者)的東北方或西北方。即北半球夏半年時(shí)，該地日出東偏北方向，日落西偏北方向。

3.北半球冬半年的日出日落地平方位。北半球冬半年時(shí)，太陽(yáng)直射南半球，故太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡qq'位于天赤道QQ'以南(如圖6所示)，則qq'與SN的交點(diǎn)R位于圓心(觀測(cè)者)的東南方或西南方。即北半球冬半年時(shí)，該地日出東偏南方向，日落西偏南方向。

三、赤道(￠=0°)的日出日落地平方位

若某地位于赤道上，則該地地平圈NS與天子午圈pp'重合(如圖7所示)，天赤道QQ'則與地平圈NS垂直，二者的交點(diǎn)代表正東或正西點(diǎn)。我們?nèi)匀粡娜齻€(gè)不同的時(shí)段對(duì)該地的日出日落地平方位進(jìn)行討論。

1.二分日的日出日落地平方位。二分日時(shí)，太陽(yáng)直射赤道，太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡qq'與天赤道QQ'重合(如圖7所示)，故該日的日出太陽(yáng)(里交點(diǎn))位于圓心(觀測(cè)者)的正東方，日落太陽(yáng)(外交點(diǎn))位于圓心(觀測(cè)者)的正西方。簡(jiǎn)言之，二分日時(shí)，該地日出正東方向，日落正西方向。

2.北半球夏半年的日出日落地平方位。北半球夏半年時(shí)，太陽(yáng)直射北半球，故太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡qq'位于天赤道QQ'以北(如圖8所示)，則qq'與NS的交點(diǎn)R位于圓心(觀測(cè)者)的東北方或西北方。即北半球夏半年時(shí)，該地日出東偏北方向，日落西偏北方向(偏角大小與太陽(yáng)直射點(diǎn)的地理緯度相等)。

3.北半球冬半年的日出日落地平方位。北半球冬半年時(shí)。太陽(yáng)直射南半球，故太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡qq'位于天赤道QQ'以南(如圖9所示)，則qq'與NS的交點(diǎn)R位于圓心(觀測(cè)者)的東南方或西南方。即北半球冬半年時(shí)，該地日出東偏南方向，日落西偏南方向。

綜上所述，地球表面任一地點(diǎn)(南北極點(diǎn)除外)的日出日落地平方位是由太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度位置(半球位置)和所在地點(diǎn)的緯度位置共同決定的，它具有時(shí)空雙重變化的規(guī)律性，即：同一時(shí)間，它隨所在地點(diǎn)的緯度高低而不同，緯度位置越高，日出日落的地平偏角就越大，反之越小。同一地點(diǎn)，它隨太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)而變化：北半球夏半年(太陽(yáng)直射北半球)時(shí)，全球(極點(diǎn)除外)各地日出東偏北方向，日落西偏北方向；北半球冬半年(太陽(yáng)直射南半球)時(shí)，全球(極點(diǎn)除外)各地日出東偏南方向，日落西偏南方向；北半球二分日(太陽(yáng)直射赤道)時(shí)，全球(極點(diǎn)除外)各地日出正東方向，日落正西方向；太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度越高，日出日落的地平偏角也就越大；極圈及其以內(nèi)地區(qū)的日出日落地平偏角最大可達(dá)90°。

事實(shí)證明，作為一種特殊的地圖，簡(jiǎn)易幾何圖形以其直觀性和邏輯性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在某些天文地理規(guī)律的探尋過(guò)程中往往發(fā)揮著其他方式無(wú)法取代的獨(dú)特作用。我們不妨運(yùn)用此法，在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行更多的有益嘗試，相信其在啟迪思維、增進(jìn)智慧的過(guò)程中能夠迸發(fā)出更加絢麗的火花。