安徽省滁洲中學 (239001) 姜家余
也談日出日落時的方位
安徽省滁洲中學 (239001) 姜家余
天球繞天軸旋轉(zhuǎn),每日一周,天球上的所有天體都跟著天球一起旋轉(zhuǎn),也是每日一周,叫周日視運動,周日視運動的軌跡與天赤道平行。太陽是對地球影響最大的天體,其周日視運動直接影響人類生產(chǎn)和生活,也是地理教學中的難點,尤其是不同緯度看到日出日落時的方位。筆者認為,討論不同緯度看日出日落時的方位時,必須認清三個問題:
其一,地球雖然屬于太陽系,但距太陽很遙遠,日地平均距離約1.5億千米。不論地球在其軌道什么位置,看日出日落時太陽發(fā)出的光線都應(yīng)該是平行光線。要用宇宙空間的思維方式看日出日落時的方位。
其二,判斷方向的依據(jù)是地球表面的經(jīng)緯線。在地球表面,沿著同一條緯線,非東即西;沿同一條經(jīng)線,非南即北。若日出日落時太陽光與緯線平行,說明日出日落時的方位分別是正東、正西。若日出日落時太陽光與緯線不平行,說明日出日落時的方位就應(yīng)該是其他方向。
其三,在地球上,緯度不同,其地平圈與太陽周日視運動圈的關(guān)系是不同的。也可以說,緯度不同,其北天極地平高度是不同的。
①在赤道上看太陽周日視運動,因其緯度為零,北天極地平高度也為零,地平圈與太陽周日視運動圈的關(guān)系是垂直的,太陽始終直升直落。日出日落時太陽光線與地球上的緯線始終是平行的,因此,任何時候太陽都是正東出、正西落。如圖1所示。
②在緯度大于0°小于90°地區(qū),北天極地平高度不為零(數(shù)值是當?shù)氐牡乩砭暥龋仄饺εc太陽周日視運動圈有夾角,太陽周日視運動圈是傾斜的。越往北去,北天極地平高度越大,地平圈與太陽周日視運動圈的夾角越小。若太陽直射到北半球,如夏至日,該地區(qū)看日出日落的方位是東北方向升、西北方向落,且越往北去,日出日落的方位也越向北移。如圖2、圖3、圖4中的黑點表示30°N、60°N、66°34′N夏至日所看日出方位。其中,66°34′N夏至日所看日出的方位位于正北。由此可見,該地區(qū)同一天,不同緯度,日出時物體影子和正午時物件影子之間的夾角是不同的。該地區(qū)春分、秋分日看日出日落的方位仍是正東升、正西落。
③在北極,緯度是90°,北天極地平高度也是90°,地平圈與太陽周日視運動圈平行,太陽不升也不落。
據(jù)上述分析可知:第一、赤道上,一年中任何時候看日出時的方位都是正東,物體影子朝正西;第二、春分、秋分日,地球各地看日出時的方位都是正東,物體影子朝正西;第三、當北半球為夏半年時(太陽直射在北半球),地球上除有極晝極夜地區(qū)外,任何地點任何時候看日出時的方位都是東北升,物體影子朝西南,且同一天,越往北,日出的方位越向北移?;谝陨先c,09年海南卷:“一些課外活動小組,分別觀測了其所在學校旗桿日出時的影子OM和正午的影子ON之間夾角——∠MON的變化情況。某校一年之內(nèi)絕大部分時間∠MON接近直角,該地可能位于:A中亞 B西亞 C東南亞 D南歐”,其答案選C是正確的。因為,中亞、西亞和南亞三地與東南來相比,緯度較高,大部分都在北回歸線以北,夏半年日出方位偏北,物影指向西南,且越往北日出方位越偏北,物影指向越偏西南,∠MON越大于90°,冬半年反之。而東南亞地區(qū)有赤道穿過,大部分緯度較低,一年中日出的方位變化不大,所以∠MON一年中變化也不大,絕大部分時間∠MON接近直角,本題沒有問題。
圖1
圖2
圖3
圖4