航海模拟器中的太阳视运动轨迹的算法(英文)--《大连海事大学学报》2002年S1期
航海模拟器中的太阳视运动轨迹的算法(英文)
【摘要】：在传统天文学的天体视运动轨迹计算方法的基础上 ,给出一种在航海模拟器中应用的太阳视运动轨迹的计算方法 ,并且针对太阳在视运动当中高度变化的特点 ,提出了一种新的坐标变换方法 ,以逼真模拟太阳的视运动
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：U666.158【正文快照】：
1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＮｏｗａｄａｙｓ,ｔｈｅｍａｒｉｎｅｓｉｍｕｌａｔｏｒｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｍａｒｉｔｉｍｅｐｅｒｓｏｎｎｅｌａｎｄｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｌａｔｅｄｔｏｃｏｍｐｌｅ
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太阳周日视运动：太阳出没时间和方位问题（欣赏红月亮视频）
夏半年地方时6：00的太阳方位及太阳位于正东方的时间（欣赏红月亮视频）
由太阳周日视运动规律易知，当太阳直射北半球时，全球太阳东北升西北落，北半球日出时间（地方时）早于6：00。同理，当太阳直射南半球时，全球太阳东北南升西南落，南半球日出时间（地方时）早于6：00。
地方时6：00的太阳方位自然成为一个人们关注的问题。
由于太阳直射赤道时，全球太阳正东升正西落，且日出时间为地方时6：00，不少人错误地认为，夏半年，在地方时6：00，太阳刚好于东北（或东南）运行到正东位置。
果真如此吗？
一、夏半年地方时6：00时太阳方位的定性分析
1、北半球温带和寒带地区
&& 下图（图1）为北半球温带地区，二分日与夏至日太阳周日视运动示意图。ESWN为地平圈，E、S、W、N分别表示东南西北方。O为观察点。弧EDW为二分日太阳视运动轨迹。弧ABC为夏至日太阳视运动轨迹，O&为夏至日太阳视运动轨迹的中心。
&过O&作EW的平行线交弧ABC于E&、W&，E&W&平分该日太阳视运动轨迹，故E&、W&分别表示当地时间6：00和18：00的太阳位置。
如果将E&、W&垂直投影到地平圈上，它们的投影明显分别位于东北和西南方。
同理可知，南半球温带和寒带地区，夏半年，6：00和18：00的太阳方位分别为东南和西南。经过一段时间，太阳会运行到正东和正西方向。
&2、北半球热带地区和赤道地区
北半球热带地区和赤道地区，夏至日太阳视运动轨迹如图2、图3。夏至日太阳直射北回归线，热带地区正午太阳位于天顶以北。&
&& 因此，在地方时6：00和18：00，太阳分别位于东北方和西南方，而且，在一天当中根本到达不了正东方。
二、夏半年地方时6：00时太阳方位的定量计算
以北半球温带地为例。
&& 如图4，去掉图1中二分日视运动轨迹，连接OB，作O&在地平面上垂直投影O&P，作W&在地平面上的重击投影W&P，连接OW&P。∠WOW&P即为日落时的太阳为位角，此角与日出方位角大小相等。
&& 设天球半径为R，δ为太阳直射点的纬度，φ为观察点的地理纬度。
&& 由几何关系易知：∠WOW&P=∠OW&PO&P
&& 在直角三角形OO&PW&P中，tan∠OW&PO&P=OO&P/O&PW&P&&&&&&&&&&
&& 在直角三角形OO&PO&中，OO&P=OO&cosφ&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&& 在直角三角形OO&B中，OO&=OB
Rsinδ&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
W&P为W&在地平面上的重击投影，O&PW&P=O&W&=
&& 由①②③④得：
tan∠WOW&P=
tan∠OW&PO&P=
tanδcosφ
&& ∴日落方位为，西偏北arctan
(tanδcosφ)
&& 同理：日出方位为，东偏北arctan
(tanδcosφ)。
几种特殊情况：
& （1）太阳直射赤道时，δ＝0°，tanδ＝0，arctan
(tanδcosφ)=0,太阳正长升正西落；
& （2）赤道地区，φ＝0°，cosφ＝1，arctan
(tanδcosφ)=
δ,日出方位角等于直射点的纬度度数。
三、太阳位于正东方的时间计算
& 如图5，由图4，连接天顶与观察点，交O&B于为O1，过O1作E1W1，使E1W1平行于E&W&，E1即为太阳位于正东方位置。
& E&为太阳6：00位置，E1为太阳位于正东方的位置，只要求出∠E&O&E1的大小，即可确定太阳位于正东方时的地方时。
& 在视运动轨道上，太阳的角速度为150/小时。设∠E&O&E1为α，太阳位于正东方的地方时为6+α/150
& 在直角三角形E1 O1
O&中，∠E&O&E1=α,sinα=OO1/
=Rcosδ…①
& 在直角三角形O1
O&O中，∠O&O1
O=φ,OO1= O
O&/tanφ, OO&=Rsinδ&&&
& 由于①②得：sinα=tanδ/ tanφ
& α=arcsin(tanδ/ tanφ)
& 太阳直射赤道的特殊情况，δ=00, tanδ=0,
太阳位于正东方的地方时为6时。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
来源：湖北省大冶市第一中学程良安&
以上太阳周日视运动关于太阳出没方位问题分析，笔者认为还与当地所在纬度有关，比如在极圈极昼期内，日出方位是南（北）升南（北）落。
此类问题还要关注：
1.太阳视运动即在地球上仰视看地球自转方向的反方向；
2.北南半球判断：是太阳视运动的反方向，即仰（俯）视：北逆（顺）南顺（逆）；
3.日出日落方位判断：北（南）半球看，日出正南（北）日落正南（北）；
4.午（子）太阳高度判断：午（子）地平线上一天最高（低）；
5.当天太阳直射点的地理纬度计算：北极星星光高度或正午与子夜太阳高度差的一半；（正午太阳高度角－午夜太阳高度角）/2＝当地与极点的纬度差。（见下图）
6.当地地理纬度计算：= 90°- （正午太阳高度角 - 午夜太阳高度角）/2
（由正午太阳高度计算推理而来）
&详细分析：&
&在上图中太阳光线是平行照射地球的，MR为P点的地平圈，PK为P点所在纬线的延长线，MO为赤道的延长线，N、S为两极点；H0
为P点午夜太阳高度角，即∠LPR。
在上图中由于太阳光线平行，PK与赤道面平行，所以∠LPK=δ，∠RPK=∠RMO，又因为在RT△OPM中∠RMO=900-φ，所以，H0＝∠LPR＝δ-（90°-φ）,即
H0＝δ+φ-90°。
&对于该公式用地理术语来表达为：极昼地点午夜太阳高度为该点地理纬度与直射点纬度之和与90°的差
&①当H0=0°时（太阳视运动轨迹与地平圈相切），δ+φ=90°&
即极昼地区最低纬线圈度数与太阳直射点纬度数互余。
&②当φ=90°时，H0＝δ即在极点上看，太阳周日视运动圈与地平圈总是平行的，一天中太阳高度没有变化，总是等于太阳直射点的纬度，只是随时间变化在天空中的位置不同。
&而以上两点是我们早通过其他途径证明了的正确结论。
&对于出现极昼的地点来说，正午太阳高度公式直接可以写成H=90°-φ+δ，那么与午夜太阳高度公式H0＝δ+φ-90°联立即可得出以下推论：
&&①H＋H0＝2δ即极昼地区某地一天中正午太阳高度与子夜太阳高度之和总是等于当日直射点纬度的2倍，还等于极点上太阳高度的2倍。假如H0=0°时，则有H＝2δ,即极昼地区最低的纬线圈的正午太阳高度等于太阳直射点纬度的2倍。
&&②H -H0＝180°
-2φ即太阳视运动周日圈最高点与最低点之间的差别，或者说一天中太阳高度的变化幅度主要与纬度、日期有关。就地区而言，总的规律是由极昼地区最低的纬度向极点方向递减。
& 经过这样的推导，诸如以下题目的解决就易如反掌了：
&&如下图所示：
&从图中可以看出，70&N刚好出现极昼，则太阳直射点纬度应为20&N，70&N与晨昏线的切点为A点，A所在经线应是夜半球中央经线，地方时应为0时，与之相对应的D所在经线应是昼半球中央经线，地方时应为12时，此时A点的太阳高度角为0&（午夜太阳高度角），D点的太阳高度角为40&（正午太阳高度角）。80&
N上B、C两点午夜太阳高度角为10&和正午太阳度角为30&，怎么利用70&
N的太阳高度角求知极昼其他纬度的（午夜和正午）高度角呢？
&地球是个球面，每个纬度的地平面都不相同，同一半球不同纬度上任意两点地平面的夹角＝两点纬度差，同一天太阳光线方向始终不变（如图此时直射20&N），但是纬度的变化引起地平面变化，导致各个纬度的太阳高度夹角变化，纬度差多少，太阳高度角差就是多少。从极昼圈（70&N）到极点之间某一纬度（以80&N为例），从图上看出，0时经线极昼部分随着纬度的升高（注意从极昼圈开始），与太阳光线的夹角由0&
逐渐增大，纬差多少度（10&），则午夜太阳高度角就是多少度（0&
＋10&＝10&）；反观12时经线极昼部分，随着纬度的升高（注意从极昼圈开始），各纬度地平面与太阳光线的夹角逐渐变小，纬差多少度（10&），正午太阳高度角就为极昼圈的正午太阳高度角减去多少度（40&－10&＝30&）。
& 另外，由图可知:（正午太阳高度角－午夜太阳高度角）/2＝当地与极点的纬度差。
博主问题：欣赏红月亮思考关于月全食的相关问题
1.从图上看，月全食是从东面初亏，但是为什么从西面生光？
2.月全食过程中分为初亏、食既、食甚、生光、复原，但是为什么由于色散，“食甚”前后月球表面呈红铜色或暗红色，而在“生光”或者“复原”中不会出现绿蓝锭紫的颜色？
3.日食与月食分别是由于什么原因形成?
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＞＞＞下图为某地一天中太阳视运动轨迹，当北京时间6点时，太阳运动至③..
下图为某地一天中太阳视运动轨迹，当北京时间6点时，太阳运动至③点，测得当时太阳高度角θ为40°。读图回答1—3题。
1、太阳在这一天中的运动过程依次为
A．②→③→④→①→②B．①→②→③→④→①C．②→①→④→③→②D．①→④→③→②→①
2、该地的地理坐标是
A．（70°S，30°E）B．（70°N，150°W）C．（70°S，150°W）D．（70°N，30°E）
3、该日前后
A．风吹旷野纸钱飞，古墓垒垒春草绿B．今夜月圆人尽望，不知秋思落谁家C．元江五月平堤流，邑人相将浮彩舟D．遥知兄弟登高处，遍插茱萸少一人
题型：单选题难度：中档来源：专项题
1、B2、B3、C
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据魔方格专家权威分析，试题“下图为某地一天中太阳视运动轨迹，当北京时间6点时，太阳运动至③..”主要考查你对&&地球运动的一般特点，地球公转的地理意义&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
现在没空？点击收藏，以后再看。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
地球运动的一般特点地球公转的地理意义
地球自转的特点：（1）地球自转的方向：自西向东。地轴北端始终指向北极星。 （2）周期：地球自转一周（360°）所需的时间。1恒星日为23时56分4秒。1太阳日为24小时。 如下图是恒星日和太阳日比较。地球在轨道上有三个不同位置：第一个位置上E1，太阳和某恒在P地同时中天，这是一个恒星日和一个太阳日的共同起点。在第二个位置上E2，地球完成自转一周，恒星再度在P地中天，一个恒星日终了，但正午尚未到来。到第三个位置上E3时，太阳第二次在P地中天（SPE3在同一直线上），从而完成一个太阳日；那时恒星早已越过中天。读这个图必须注意，在太阳系范围内，太阳是中心天体，它的光线是辐散的；恒星无比遥远，它的光线可看作平行的，图中所示三颗星，指的是同一颗恒星。太阳日是日常生活的周期，古人云：日出而作日没而息。
（3）速度： 线速度：单位时间转过的弧长。赤道周长约4万千米，线速度最大（约为1670km/h），向高纬递减，两极为零。纬度为α°的某地其线速度约为1670km/h×cosα° 角速度：单位时间转过的角度。地球各地角速度（两极为零）相等，为15°/小时。 地球公转的方向、轨道、周期：（1）方向：自西向东。从北极上空看，地球沿逆时针方向绕太阳运转。从南极上空看顺时针方向绕太阳运转。 （2）轨道：椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。 （3）周期：一个回归年=365天5小时48分46秒，每年的365天是回归年的近似值，一年扔掉近6小时，故4年一润，闰年为366天。（太阳周年运动为参照） 1恒星年=365日6时9分10秒（以恒星为参照物） （4）地球公转速度 公转角速度：绕日公转一周360°，需时一年，大致每日向东推进1°。 公转线速度：平均每秒约为30千米。 1月初过近日点，7月初过远日点。 地球在轨道上的位置有近日点、远日点之分。大约每年1月初过近日点，7月初过远日点。日地距离的远近对地球四季的变化并不重要，因为一年中日地距离最远是1.52亿千米，最近是1.47亿千米，这个变化引起一年中全球得到太阳热能的极小值与极大值之间仅相差7%。而由于太阳直射点的变化，南北半球各自所得太阳的热能，最大可相差到57%。可见，太阳直射点的位置是决定地球四季变化的重要原因。当地球过近日点时，太阳直射南半球，南半球所获得的太阳热能超过北半球，因此，南半球正值夏季，北半球自然是处于冬季了。同样道理，地球过远日点时，太阳直射北半球，北半球所获得的太阳热量超过南半球，所以北半球为夏季，南半球处于冬季。此外，地球公转速度也有影响作用，地球过近日点时公转速度很快，过远日点时公转速度慢。
地球公转的地理意义：1、引起正午太阳高度的变化:（1）太阳光线对于地平面的交角，叫做太阳高度角，简称太阳高度（用H表示）。同一时刻正午太阳高度由直射点向南北两侧递减。因此，太阳直射点的位置决定着一个地方的正午太阳高度的大小。在太阳直射点上，太阳高度为90°，在晨昏线上，太阳高度是0°。
（2）正午太阳高度变化的原因：由于黄赤交角的存在，太阳直射点的南北移动，引起正午太阳高度的变化。 （3）正午太阳高度的变化规律：正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度，它的大小随纬度不同和季节变化而有规律地变化。 正午太阳高度的变化规律——按节气：
正午太阳高度的变化规律——按纬度：
一年中同一纬度地区的正午太阳告诉随时间变化图：（北半球）2、昼夜长短随纬度和季节变化：地球昼半球和夜半球的分界线叫晨昏线（圈）。晨昏线把所经过的纬线分割成昼弧和夜弧。由于黄赤交角的存在，除二分日时晨昏线通过两极并平分所有纬线圈外，其它时间，每一纬线圈都被分割成不等长的昼弧和夜弧两部分（赤道除外）。地球自转一周，如果所经历的昼弧长，则白天长；夜弧长，则白昼短。昼夜长短随纬度和季节变化的规律见下表：
3、四季更替：（1）从天文四季：夏季就是一年中白昼最长、正午太阳高度最高的季节。以24节气中的立春（2月4日或5日）、立夏（5月5日或6日）、立秋（8月7日或8日）、立冬（11月7日或8日）为起点。地球在公转轨道上的运行会产生天气和季节的有规律变化，传统农业中农民依此进行农业生产，有如：“谷雨前后种瓜点豆”的谚语。 黄赤交角是影响天文四季的直接原因。这是因为：正午太阳高度随纬度分布是：低纬大而高纬小，春秋二分，从赤道向两极递减；夏至日，从北回归线向南北两侧递减；冬至日，从南回归线向南北两侧递减。随季节变化是：北回归线以北，夏至日前后正午太阳高度达最大值，冬至日前后达最小值。南回归线以南则相反。南北回归线之间地带，太阳每年直射两次。
（2）气候四季包含的月份。春（3、4、5月）、夏（6、7、8月）、秋（9、10、11月）、冬（12、1、2月）。 （3）西方四季：春分、夏至、秋分、冬至为起点。比我国天文四季晚一个半月。 4、五带划分：以地表获得太阳热量的多少来划分热带、温带、寒带。 热带：南北回归线之间有太阳直射机会，接受太阳辐射最多。 温带：回归线与极圈之间，受热适中，四季明显。 寒带：极圈与极点之间，太阳高度角低，有极昼、极夜现象。 地球公转与直射点移动、正午太阳高度、昼夜长短的季节变化关系。重点详解（一）——正午太阳高度的应用：1、正午太阳高度的计算：某地正午太阳高度的大小，可以用下面的公式来计算：H＝90°－|φ－δ|。其中H为正午太阳高度数，φ为当地地理纬度，永远取正值，δ为直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。 在实际的解题中，许多时候并不需要运用此公式。由于在某地点正午太阳高度与直射点太阳高度差值等于它们的纬度差，所以利用下面公式计算更为方便；某地正午太阳高度角H＝90°－δ，其中δ为某地与太阳直射点的纬度差。 2、正午太阳高度变化规律的应用：（1）确定地方时 当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。 （2）判断所在地区的纬度 当太阳直射点位置一定时，如果我们能够知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。 （3）确定房屋的朝向 为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。 北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。 （4）判断日影长短及方向 太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。 日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日最短；南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射时日影最短(等于0) （5）计算楼间距、楼高 为了更好地保持各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。 纬度较低的地区，楼距较小，纬度较高的地区楼距较大。以我国为例，见下图，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L＝h·cotH。（6）计算热水器的安装角度 太阳能热水器集热面与太阳光线垂直；太阳能热水器集热面与地面的夹角同正午太阳高度互余。 为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与受热板之间成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如图所示)。注： 正午太阳高度与太阳直射点的关系 ①正午太阳高度一定是指当地正午12点整的太阳高度，但是太阳不一定直射当地所在的纬度。 ②太阳直射点必须是在纬度23.5°之间来回移动，纬度大于23.5°的地方太阳不能直射，但有正午太阳高度，只是其正午太阳高度一定小于90°。③正午太阳高度的计算及其应用都与当地纬度和太阳直射点的纬度有关，二者缺一不可。④太阳直射点以一个回归年为周期在南北回归线及其之间来回移动，故直射点大约每个月移动纬度为8°，每移动1°大约需要4天。⑤正午太阳高度的变化规律与太阳直射点密切相关，距离太阳直射点越近，正午太阳高度越大；距离太阳直射点越远，正午太阳高度越小。重点详解（二）——正午太阳高度的应用：在太阳光的照射下，物体总会有自己的影子（除太阳直射的情况），影子的朝向与太阳方位相关。同一时间在不同纬度地区，太阳方位是不同的；同一纬度地区在不同时间，太阳方位也是不一样的。因而影子的朝向存在日变化和季节变化。（1）同一地区在不同节气日影的朝向（以北半球为例）①赤道地区“二分二至”日日影的朝向在赤道地区，一年四季太阳都是垂直升起而又垂直落下，且太阳升落方位的纬度就是太阳直射的纬度。
②北回归线上“二分二至”日日影的朝向在赤道至出现极昼极夜的纬度地区，纬度越高，太阳升落的方位偏移正东的角度越大。
③北极圈上“二分二至”日日影的朝向在开始出现极昼的地区，太阳升落方位为正北，即东偏北90°。
④北极点“二分二至”日日影的朝向在极昼期间，北极点上，由于太阳周日视平圈始终平行于地平圈，在一天中太阳高度没有变化，始终等于该日直射点的纬度，太阳只有方位变化而无升落，因而不存在升落方位问题。在春分秋分日，极点昼夜平分，此时太阳高度为0°，刚好没入地平圈。
（2）同一节气不同地区的日影的朝向（以南半球为例）①“二分日”南半球不同地区日影的朝向春分秋分日太阳直射赤道，全球昼夜平分，不同地区日出、日落的方位都是正东升、正西落（除南极点），并且随纬度的升高太阳视平圈与地平圈所成二面角由90°变为0°。即太阳高度由90°减为0°
②夏至日南半球不同地区日影的朝向北半球夏至日太阳直射北回归线，南极圈及其以内出现极夜，赤道地区太阳从正东偏北23°26′垂直升起，从正西偏北23°26′垂直落下。纬度越高，偏移正东向北的角度越大，极夜时刚好日出日落方位收缩为一点，位于正北方。
③冬至日南半球不同地区日影的朝向北半球冬至日太阳直射南回归线，南极圈及其以内出现极昼，赤道地区太阳从正东偏南23°26′垂直升起，从正西偏南23°26′垂直落下。纬度越高，日出偏移正东向南的角度和日落偏移正西向南的角度越大，到极圈时刚好日出日落位于正南方。
昼夜长短的变化:以北半球为例：
正午太阳高度的变化:(1)纬度变化：由太阳直射点向南北两侧递减。(2)季节变化
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与“下图为某地一天中太阳视运动轨迹，当北京时间6点时，太阳运动至③..”考查相似的试题有：
172400219950216465174547214359191910（2014o广州模拟）如图为“在A地地平面观察到的太阳视运动过程图”，其中虚线圈为太阳视运动轨迹，B为A地的天顶，C为太阳视运动某一位置．当太阳位于C位置，∠BAC=50°，北京时间为16：00时，A地的经纬度位置为（　　）A．70°N，60°EB．70°S，60°EC．66°34′N，150°ED．66°34′S，150°E【考点】．【分析】一天中太阳高度最大时为地方时12时；极圈到极点之间的地区可能出现极昼．【解答】解：读图可知，该地太阳高度最大时太阳位于正南方，该地位于北半球，其地方时与北京时间相差4小时，该地经度为60°E，该地有极昼现象，应位于北极圈或北极圈以北．B项纬度不符合，C项、D项经度不符合．故答案为故选：A．【点评】本题考察地球运动的意义，属于基础题，正确读图并获取有用信息是关键．声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。答题：老师　难度：0.80真题：1组卷：0
解析质量好中差“太阳视运动轨迹”浅析46
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“太阳视运动轨迹”浅析46
“太阳视运动轨迹”浅析；在高三复习中，经常碰到类似“北半球中纬度地区，太；一、太阳视运动简介：；太阳位于地球公转轨道面（黄道面）上,从地球上看,；二、太阳的视运动图示理解：；1、天球：；天球是一个假想的圆球：它的球心就是观测者；它的半；径无穷大；在说明天体的位置和运动时，可以把天体的投影看成是；本身；交于两点，这叫做天极，即南天极和北天极；无限扩大，同天球相
“太阳视运动轨迹”浅析 在高三复习中，经常碰到类似“北半球中纬度地区，太阳什么时候从东北升起,什么时候从东南升起?”的问题，使学生难以回答。这类问题主要考察学生对太阳的视运动的情况的了解。本人在教学中，将这部分知识进行深入讲解，使学生对该部分有个完整的了解，并形成空间想象能力。具体的讲授从以下几步开始：一、太阳视运动简介：太阳位于地球公转轨道面（黄道面）上,从地球上看,太阳终年在这个平面上运动,这就是太阳的视运动，该视运动的路线叫黄道。太阳视运动可以分为日运动与年运动。二、太阳的视运动图示理解：1、天球：天球是一个假想的圆球：它的球心就是观测者；它的半径无穷大。地球以外的天体在天球上都有各自的投影。人们在说明天体的位置和运动时，可以把天体的投影看成是它们本身。如右图所示，地球的自转轴无限延长，同天球球面相交于两点，这叫做天极，即南天极和北天极。地球赤道平面无限扩大，同天球相交的大圆，叫做天赤道。2、太阳的视运动（年运动）轨迹在右图中，我们可以进一步看到太阳的周年视运动情况。图中的O点代表地球，天赤道平面当然与地球赤道平面重合。由于地球的公转，在地球上看上去，太阳在一年中就沿着黄道运行了一周。黄道面与赤道平面的夹角为黄赤交角。从右图中还可以看出，黄道与天赤道相交于两点，一点是“春分”点，另一点则是“秋分”点。太阳的周年视运动是太阳每年沿黄道运转一周。太阳在天球上位于“春分”点时，太阳直射在赤道上,接下来,太阳向赤道北走去；太阳位于“夏至”点时,是太阳在天球上走到最北的那一点，该日太阳直射在北回归线上；“秋分”时，太阳从赤道北经过“秋分”点向赤道南走去；“冬至”时，太阳位于冬至点，是太阳在天球上走到最南那一点，；这以后太阳再次向“春分”点走去。3、太阳的视运动（日运动）轨迹如图所示，当太阳在年运动中位于夏至点时，假定太阳位于这一点的时间刚好为一天，在这一天里，由于地球在自转，在天球图中，以观测者为中心，则太阳的日视运动的轨迹就是与地轴垂直的平面（图中标出），春、秋分日时，该轨迹与赤道平面重合。由此推断，在一年内，太阳每日视运动的轨迹都是与赤道平行的平面：北半球夏半年，太阳位于春分点――夏至点――秋分点之间，太阳视运动轨迹位于图中轨迹与赤道平面之间；北半球冬至日的情况可以以次推断。 4、观测者位置的确定：(1)平面图中在地球上，地球表面的观测者所能观测到的地方为其所在地平线以上的部分。地平线的确定如右图所示。(2)天球中在右图中，圆球面表示一个天球，O点代表地球上的观测者，它处于天球的中心，若将观测者O看到的地平面向外扩展，与天球相交，于是构成了天球上一个基本圆圈，称地平圈。与地平圈相垂直，即从观测者头顶向上延伸交天球上的一点X，称天顶；而从观测者脚底向下延伸，交天球上的一点Y，称天底。图中，地平圈上方向的确定方法是：与北天极距离较近的那一点N称为北点，而另一点S称为南点。北点和南点也就是地面上的观测者所看到的正南和正北方向，再根据 “上北下南，左西右东”的方法确定东西方向（已经在图中标注）。5、看北半球某地(图中O点)某日太阳的视运动情况。如右图，对于北半球的O点，在6月22日，太阳视运动的轨迹如图中“太阳运动轨迹”所示，位于O点的观测者，其能观测到的是地平圈以上的天球部分的太阳的运动情况,如下图. 可以看到：6月22日，对于北半球的O点，太阳从东北升起，西北落下。 从前面的讲解可以知道，春、秋分日时，太阳的运动轨迹与天赤道重合，看图，可知，对于北半球的O点，春、秋分日时，太阳正东升起，正西落下。进而可以推论：对于北半球(北极圈以南)的任意点O点：春秋分时，太阳从正东升起，正西落下。当太阳直射点位于北半球（春分―夏至――秋分）时，太阳从东北升起，西北落下。当太阳直射点位于南半球（秋分―冬至―春分）时，太阳从东南升起，西南落下。6、看南半球同纬度的某地Q的同日的太阳的视运动情况。 对于南半球的同纬度的Q点，其地平线和地平圈的确定如右图所示.对于南半球的点，其在天球上能观测到的是与北半球的点相对的另一半天球上的情况，不同的地方还有地平圈上的东西方向.则6月22日，Q点的太阳视运动的图应该为下图所示： 可以看到：对于南半球的Q点，6月22日，太阳从东北升起，西北落下。春、秋分日时，太阳正东升起，正西落下。进而可以推论：对于南半球(南极圈以北)的任意点Q点：春秋分时，太阳从正东升起，正西落下；昼夜平分。当太阳直射点位于北半球（春分―夏至――秋分）时，太阳从东北升起，西北落下。当太阳直射点位于南半球（秋分―冬至―春分）时，太阳从东南升起，西南落下。7、对于地球上的特殊地点的判读：（1）对于南、北极点： 根据以上的判断方法，仔细看图：★对于北极点：当太阳直射点在北半球，太阳的视运动轨迹都与地平圈平行，即一天中，太阳的高度都是不变的，只是太阳高度每日不同而已，出现极昼现象；春秋分日，太阳在地平线上转一周，北半球冬半年，太阳的运动轨迹都在地平圈以下，出现极夜现象。★同理，对于南极点：当太阳直射点在北半球，太阳的运动轨迹都在地平圈以下，出现极夜现象。春秋分日，太阳在地平线上转一周。当太阳直射点在南半球，太阳的视运动轨迹都与地平圈平行，出现极昼现象。（2）对于赤道根据以上的判断方法，仔细看图：赤道的地平圈始终与太阳的运动轨迹平面垂直，如下图： 对于赤道上的点，春秋分时,太阳东升西落;北半球夏半年时,太阳东北升,西北落;北半球冬半年时,太阳东南升,西南落.(3)对于南北极圈内根据以上的判断方法，若极圈内的点没有出现极昼现象时,可以依照前面的规律,当出现极昼时,如图,是北极圈内某一点极昼时的太阳视运动情况图,可见:太阳从正北升起,正午时位于南面的天空中.同理:南极圈内的点,出现极昼时,太阳从正南升起,正午时,太阳位于北面的天空中. 三、典型题型：例1：读我国某地二分二至日太阳视运动曲线图，回答有关问题：（1）图中太阳东升西落实质上是______运动的体现。（2）据图该地的地理纬度是_________，判断依据是____________。（3）①、②、③三条表示太阳运动的曲线中，表示冬至日的是______，这一天该地正午太阳高度角是_________。（4）当该地太阳视运动曲线如图中③所示时，该地昼长约_______小时。（5）当该地太阳视运动曲线如图中②所示时，哈尔滨的昼夜状况是___________，原因是____________。答案：（1）地球自转
（2）北纬40度，该地北极星的仰角为40度（3） ③
26度34分（4）9小时 （5）昼夜平分，太阳直射在赤道上，全球昼夜平分例2：下图为某地某日太阳视运动路线图，当太阳位于视运动路线上A点时，北京时间为6时。据此回答1～2题。 1.图示时刻，过地心与太阳直射点相对应的点是A.（23°26”N，150°E）
B.（23°26”N，150°W）C.（23°26”S，30°W）
D.（23°26”S，30°E）2.图示时间，下列地点的昼长由长到短的正确排序为A. 休斯敦、新加坡、悉尼、开普敦
B. 休斯敦、开普敦、新加坡、悉尼C. 开普敦、悉尼、新加坡、休斯敦
D. 悉尼、开普敦、休斯敦、新加坡 答案：1D
2A例3：右图是赤道及以北地区三地夏半年某日的太阳高度日变化过程（h是已知数），读图回答以下问题 （1）A地的地理纬度是
。（2）这一天B地的正午太阳高度H为
。（3）C表示的地方时是
。（4）这一天地球上出现极昼现象的地区是
。（5）A地的正午太阳高度h的取值范畴是
。答案：（1）90°N
（4）北纬90°-h以北的区域（5）0°~23°26′例4：
图示为某观测者在6月22日看到的一日中太阳的视运动情况图，当太阳处于S处时，北京时间为19时，据此回答1―3题：1.图中A、B、C、D所代表的方位正确的是A.A为正南方
B.B为正西方C.C为正北方
D.D为正南方 包含各类专业文献、高等教育、中学教育、应用写作文书、幼儿教育、小学教育、生活休闲娱乐、各类资格考试、行业资料、“太阳视运动轨迹”浅析46等内容。　
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