日出方位角的定量问题(1)

日出方位角的判断及计算资料讲解

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③c ′ c ′①② ②′④ ⑤ABN赤道P12 3abc d oc ′d ′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00，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。

日出日落的方位角度计算公式

计算日出日落的方位角度公式要计算任意一个地方在任意一天日出日落的方位角度，可以用下面的公式：方位角=90 - 0.5arccos[2(sinM/cosN)^2- 1]公式中，M表示的是某天太阳直射的纬度，N表示的是某地的纬度，^2表示平方。

例如，北京在北纬40度，则N=40，夏至这一天太阳在北纬23.5度（太阳直射北纬23.5度），即M=23.5，把N和M的值代入上式，可求得方位角=31度意思是，夏至这一天，在北京的人看来，太阳是从东偏北31度的方位升起的，是在西偏北31度的方位落下的。

说明：1本公式是在理想条件下推导出来的，即假设地球是个标准球体。

而实际上地球两极略扁，而且各地也有高山、洼地等，所以计算结果可能与实测结果有一点误差。

2 太阳围绕地球旋转的轨迹实际上是螺旋线（好象在地球外面套一根弹簧），所以实际上每天日出和日落的方位角稍微有点差别。

例如，在春分到夏至这段时间，日出方位角要略小于日落方位角。

昼夜长短的计算公式：Cost=-tgδ*tgφ太阳视位置太阳视位置指从地面上看到的太阳的位置，用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。

太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，其值在0°到90°之间变化，日出日落时为零，太阳在正天顶上为90°（本万年历中显示的高度角均已进行了蒙气差的订正，蒙气差值取自天文年历）。

太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。

方位角以正南方向为零，由南向东向北为负，由南向西向北为正，如太阳在正东方，方位角为-90°，在正东北方时，方位为-135°，在正西方时方位角为90°，在正北方时为±180°。

实际上太阳并不总是东升西落，只有在春秋分两天，太阳是从正东方升，正西方落。

在北半球，从春分到秋分的夏半年中，太阳从东偏北的方向升（方位角为-90°到-180°之间），在西偏北的方向落（方位角为90°到180°之间）；而从秋分到下一年春分的冬半年中，太阳从东偏南的方向升（方位角为-90°到0°之间），在西偏南的方向落（方位角为0°到90°之间）。

太阳日出方位角大小规律

太阳日出方位角大小规律
太阳方位角是一个地学名词，有其严谨的定义。

概述中所作的定义完全是非地学人士所撰。

所谓方位角是以目标物的正北方向(与同
一地理分区/分带内所在中央子午线的北方向相同)为起算方向，即0度。

其取值范围在0-360度，计算旋转方式为:以目标物为轴心，以
目标物的北方向为起始点，按顺时针方向旋转一周，方位角逐步增大至360°。

因此太阳方位角一般是以目标物的北方向为起始方向，以太阳光的入射方向为终止方向，按顺时针方向所测量的角度。

对于陆地卫星系统而言，如美国的Landsat TM/ETM+，该卫星的过境(中国)时间大概是早上到中午之间，因此其太阳方位角一般在90°和180°之间。

对于地球上任何位置，当太阳处于春分点或秋分点，即太阳赤纬是0°的时候，初升的太阳方位角是90°整，正午太阳方位角是180°，落日的时候太阳方位角是270°
对北半球而言，当太阳赤纬大于0°的时候太阳从东偏北方向升起，此时太阳方位角小于90°，中午180°，落日时太阳方位角大于270°。

当太阳赤纬小于0°的时候太阳从东偏南方向升起，此时太
阳方位角大于90°，中午180°，落日时太阳方位角小于270°。

日出日落的方位角度计算公式

计算日出日落的方位角度公式要计算任意一个地方在任意一天日出日落的方位角度，可以用下面的公式：方位角=90 - 0.5arccos[2(sinM/cosN)^2- 1]公式中，M表示的是某天太阳直射的纬度，N表示的是某地的纬度，^2表示平方。

例如，北京在北纬40度，则N=40，夏至这一天太阳在北纬23.5度（太阳直射北纬23.5度），即M=23.5，把N和M的值代入上式，可求得方位角=31度意思是，夏至这一天，在北京的人看来，太阳是从东偏北31度的方位升起的，是在西偏北31度的方位落下的。

说明：1本公式是在理想条件下推导出来的，即假设地球是个标准球体。

而实际上地球两极略扁，而且各地也有高山、洼地等，所以计算结果可能与实测结果有一点误差。

2 太阳围绕地球旋转的轨迹实际上是螺旋线（好象在地球外面套一根弹簧），所以实际上每天日出和日落的方位角稍微有点差别。

例如，在春分到夏至这段时间，日出方位角要略小于日落方位角。

昼夜长短的计算公式：Cost=-tgδ*tgφ太阳视位置太阳视位置指从地面上看到的太阳的位置，用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。

太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，其值在0°到90°之间变化，日出日落时为零，太阳在正天顶上为90°（本万年历中显示的高度角均已进行了蒙气差的订正，蒙气差值取自天文年历）。

太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。

方位角以正南方向为零，由南向东向北为负，由南向西向北为正，如太阳在正东方，方位角为-90°，在正东北方时，方位为-135°，在正西方时方位角为90°，在正北方时为±180°。

实际上太阳并不总是东升西落，只有在春秋分两天，太阳是从正东方升，正西方落。

在北半球，从春分到秋分的夏半年中，太阳从东偏北的方向升（方位角为-90°到-180°之间），在西偏北的方向落（方位角为90°到180°之间）；而从秋分到下一年春分的冬半年中，太阳从东偏南的方向升（方位角为-90°到0°之间），在西偏南的方向落（方位角为0°到90°之间）。

日出方位角的变化规律

日出方位角的变化规律一、引言日出方位角是指太阳在地平线上升起的方位角度，是天文学中的一个重要概念。

随着时间的推移，日出方位角会发生变化，本文将探讨其变化规律。

二、基础知识在探讨日出方位角的变化规律之前，我们需要了解一些基础知识：1. 地球自转：地球自转是指地球绕自己的轴线旋转，一周大约需要24小时。

2. 地球公转：地球公转是指地球绕太阳运动，一年大约需要365天。

3. 赤道面：赤道面是指通过地球中心且垂直于地轴的平面。

4. 黄道面：黄道面是指通过太阳中心且与赤道面交于黄道两点的平面。

三、日出方位角日出方位角是指太阳在地平线上升起的方位角度。

由于地球自转和公转带来的影响，日出方位角会随着时间发生变化。

四、季节性变化1. 夏至时期：夏至时期，即每年6月21日左右，在北半球最长白昼和最短黑夜。

此时北极圈内整个夜晚都是白天，而南极圈内整个白天都是黑夜。

在赤道附近地区，日出方位角约为东北方向。

2. 冬至时期：冬至时期，即每年12月21日左右，在北半球最短白昼和最长黑夜。

此时北极圈内整个白天都是黑夜，而南极圈内整个夜晚都是白天。

在赤道附近地区，日出方位角约为东南方向。

3. 春分和秋分时期：春分和秋分时期，即每年3月21日和9月23日左右，在全球范围内昼夜长相等。

在赤道附近地区，日出方位角约为正东方向。

五、经度的影响除了季节性变化外，经度也会对日出方位角的变化产生影响。

1. 在赤道附近地区，无论经度如何变化，日出方位角始终约为正东方向。

2. 在北半球中高纬度地区（如欧洲、美洲等），在夏至时期日出方位角偏向东北方向，在冬至时期则偏向东南方向。

3. 在南半球中高纬度地区（如澳大利亚、南非等），在夏至时期日出方位角偏向东南方向，在冬至时期则偏向东北方向。

六、纬度的影响纬度也会对日出方位角的变化产生影响。

1. 在赤道附近地区，无论纬度如何变化，日出方位角始终约为正东方向。

2. 在北半球低纬度地区（如中国南部、印度等），在夏至时期日出方位角偏向东北方向，在冬至时期则偏向东南方向。

日出日落的方位角度计算公式

计算日出日落的方位角度公式要计算任意一个地方在任意一天日出日落的方位角度，可以用下面的公式：方位角=90 - 0.5arccos[2(sinM/cosN)^2- 1]公式中，M表示的是某天太阳直射的纬度，N表示的是某地的纬度，^2表示平方。

例如，北京在北纬40度，则N=40，夏至这一天太阳在北纬23.5度（太阳直射北纬23.5度），即M=23.5，把N和M的值代入上式，可求得方位角=31度意思是，夏至这一天，在北京的人看来，太阳是从东偏北31度的方位升起的，是在西偏北31度的方位落下的。

说明：1本公式是在理想条件下推导出来的，即假设地球是个标准球体。

而实际上地球两极略扁，而且各地也有高山、洼地等，所以计算结果可能与实测结果有一点误差。

2 太阳围绕地球旋转的轨迹实际上是螺旋线（好象在地球外面套一根弹簧），所以实际上每天日出和日落的方位角稍微有点差别。

例如，在春分到夏至这段时间，日出方位角要略小于日落方位角。

昼夜长短的计算公式：Cost=-tgδ*tgφ太阳视位置太阳视位置指从地面上看到的太阳的位置，用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。

太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，其值在0°到90°之间变化，日出日落时为零，太阳在正天顶上为90°（本万年历中显示的高度角均已进行了蒙气差的订正，蒙气差值取自天文年历）。

太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。

方位角以正南方向为零，由南向东向北为负，由南向西向北为正，如太阳在正东方，方位角为-90°，在正东北方时，方位为-135°，在正西方时方位角为90°，在正北方时为±180°。

实际上太阳并不总是东升西落，只有在春秋分两天，太阳是从正东方升，正西方落。

在北半球，从春分到秋分的夏半年中，太阳从东偏北的方向升（方位角为-90°到-180°之间），在西偏北的方向落（方位角为90°到180°之间）；而从秋分到下一年春分的冬半年中，太阳从东偏南的方向升（方位角为-90°到0°之间），在西偏南的方向落（方位角为0°到90°之间）。

日出方位角的定量问题(1)

日出方位角的定量问题湖北省大冶市第一中学程良安邮编：435100 邮箱：按照太阳视运动图(图1)，可知：太阳直射北半球时，除极昼、极夜区域外，全世界太阳东北升西北落；太阳直射南半球时，除极昼、极夜区域外，全世界太阳东南升西南落；直射赤道时，除南北极点外，全世界太阳正东升正西落。

但是，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究竟是什么关系？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形。

0号光线为直射北回归线的光线，光线①②③④⑤别离表示赤道、纬线圈A 、北极圈P 、纬线圈B 和南极圈Q 日出时刻光照情形。

过P 、Q一、赤道地域日出方位角的大小图1 二分、二至日北半球(左)与赤道地区(右)太阳视运动示意图S③c ′ c ′c ′e ′Q图2①② ②′④ ⑤ABN赤道P12 3abc d oc ′d ′一、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，赤道地域日出方位为东偏北23°26′。

二、推论：赤道地域日出方位角(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。

赤道地域，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00，日出方位为正东。

二、其它纬度日出方位角的大小转变规律一、夏至日其它纬度日出方位角的计算如图2，辅助线cd 、ef 别离与纬线圈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 、d 处与纬线圈相切。

求太阳升起的方位角度

求太阳升起的⽅位⾓度求太阳升起的⽅位⾓太阳从何⽅升起，这似乎是⼀个再简单不过的问题，⼀般⼈会不假思索地回答是从东⽅升起。

从总体上来说，这也是对的，但是这种情况只能是说从全年的平均情况看是这样的。

对于我们有了⼀定的地理知识，特别是有了地球运动、地平圈、⽅位⾓、天球概念有关知识的⼈来说就不能简单地这么认为了。

实际上在不同的季节、不同的纬度，太阳升起的⽅位⾓是不同的，不⼀定是从正东⽅升起。

在夏季时，较⾼纬度地区太阳可以从东偏北50°到60°甚⾄更⾼⾓度升起，在西偏北同样的⾓度落下；冬季时可以从东偏南50°或者更多升起，在西偏南50°或以上落下。

这时候我们还能说太阳是从东⽅升起吗？显然不能这么说。

所以我们在夏天时可以说：“⼀轮红⽇从东北⽅升起，在西北⽅落下”。

那么怎样来准确计算太阳升起的⽅位⾓呢？这⾥我们来推导⼀个计算公式，把地理概念和数学中的⽴体⼏何知识结合起来就不难解决这个问题了。

例：当太阳直射北纬20度时，求北纬30度地区太阳升起的⽅位⾓。

具体解决这个问题我想可以通过下⾯的8个步骤来解决和说明（1）我们可绘如下的图图⼀设观测者在北纬30度线上的某⼀点A点上，则D圈为A点所在的地平圈（注意地平圈⼀定与观测点A点到地⼼O的连线是垂直的，另外由图中可看出地平圈与⾚道平⾯的夹⾓即⼆⾯⾓为60度）。

地平圈和⾚道（这⾥理解为天⾚道）的交点E为正东⽅（东点）、交点W为正西⽅（西点）。

另外，N为正北、S为正南、O为地⼼。

（2）还是见上⾯的图（图⼀），设地平圈与北纬20°的交点为B。

由于太阳直射在北纬20°线上，随着地球的⾃转，总有⼀刻太阳会直射到B点，光线同时指向地⼼O，太阳和地平圈在同⼀平⾯上，这时候A点的⼈太阳刚好可看到太阳升起。

（为什么这样说呢？这⾥我们要引⼊天球的概念，地平圈和⾚道都⽆限延伸与天球⾯相交，在天球尺度上，地球可以认为是⼀个点，位于天球的中⼼。

日出方位角怎么算

日出方位角怎么算
计算方位角的公式方位角=90-0.5arccos[2（sinM/cosN）^2-1]公式中，M表示的是某天太阳直射的纬度，N表示的是某地的纬度。

日出方位角，指太阳升起时太阳光线在地*面上的投影与当地经线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。

日出方位角以目标物正北方向为零，顺时针方向逐渐变大，其取值范围是0到360°。

因此日出方位角一般是以目标物的北方向为起始方向，以太阳光的入射方向为终止方向，按顺时针方向所测量的角度。

怎么判断日出日落方位
春秋二分日，全球各地的日出日落方位除了南北两极点外均为从正东方向升起、从正西向落下。

太阳直射北半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳都是从东北方向升起、从西北方向落下，而且太阳直射点的纬度越接近北回归线，各地日出、日落的方位就越偏北；纬度越高的地方日出日落的方位也越偏北。

精品文档 (51)争鸣：浅析日出方位的几个问题

在《中学地理教学参考》2005年第12期读到《再议街道方位》一文（以下称《再》文），对其中提出的街道走向与子午线成30°～60°夹角的解释颇有疑惑，现提出几点认识，以供参考。

1.日出方位只与黄赤夹角有关吗？《再》文中指出“夏至日，太阳直射23°26′N，南北半球日出方位在东偏北23°26′，日落在西偏北23°26′；春秋分日，太阳直射赤道，全球各地是正东日出，正西日落；冬至日，太阳直射23°26′S，南北半球的日出处位于东偏南23°26′，日落处位于西偏南23°26′。

”这种说法是错误的。

因为日出日落的方位不仅与太阳直射点的纬度有关，更与观察者所处的地理纬度有关。

《再》文中所述二至日的情况，只有当观察者位于赤道时才是正确的(如图1)。

当观察者位于赤道与极圈之间时，二至日日出日落方位偏角θ应大于23°26′，（如图2A）特别是当观察者位于北极圈附近（含极点）时夏至日的日出日落方位应是正北方，而不是东偏北23°26′（如图2B、图2C）。

所以不难看出，在夏至日，北半球随观测者所在纬度升高，日出处向北的偏角逐渐增大。

因此，我们可以推测出：400N夏至日日出日落的偏角θ应大于23°26′，而不是等于23°26′。

2.太阳出没地平的方位角如何得到？在如图3所示的太阳视运动图中，我们可以得到一个以北天极P、天顶Z和天体X（太阳在地平线上的位置）为顶点所组成的球面三角形，即天文三角形（又称定位三角形），在这个天文三角形中，三个边是=90°-φ，=90°-δ，=90°-h,三个角是∠ZPX,∠PZX,∠PXZ，其中∠PZX=180°-α，φ表示测点所在纬度，即天极高度（北半球取正，南半球取负），δ表示赤纬（太阳所在纬度，北半球取正，南半球取负），h表示天体X（太阳）的高度，α为天文方位角（向东取0～180°，向西取0～180°）。

日出方位角

日出方位角观赏日出时，不仅要注意太阳的方位角，还要考虑到太阳的高度。

而这些知识都是在地球上通过运用相关的科学知识来得出的结论。

那么，地球有什么特征呢？从天文学上讲，我们所看到的太阳周围有一圈光环，俗称日晕或日光。

这些光环，是大气层中的水汽、小冰晶和卷层云等带有各种色彩的小圆圈。

它们反射的光线，经过我们眼睛的折射，再经过大气的散射作用，最后形成的各种色彩光环，就叫日晕。

从地理学上讲：由于地球自转，地球表面各地点都不可能同时处于同一瞬间，因此各地的地方时也不尽相同。

早晨，随着太阳升起，光线射向大地，同时影子开始出现在地面上。

于是，每一个地方的人们便根据自己所处的地方时，判断所看到的太阳方位角，这样就产生了一个问题。

对于观测者来说，这些太阳方位角应该是“正南方”，但是当地的地方时却与此相反，而且会相差1小时15分。

如果没有这1小时15分的差别，那么大家就无法区分这两个时刻的不同了。

要解决这个问题，唯一的办法就是依靠手表。

这就好比用天文望远镜来确定目标的方位一样。

当地方时为“正南方”时，首先就必须知道手表的时间，然后把手表的时针与当地的地方时的时针对齐，使二者的刻度数字相加达到6，即表示“正南方”。

由于天文望远镜比地面上的普通手表好多了，所以，只需看一下地面上的钟表，就可以确定某地的准确方位。

所以，在地球仪上画有两个固定的点：一个在赤道上，一个在南北回归线之间。

从这两个点的连线，就是赤道的“ 0”度经线。

从地图上看，这条线很像一条横贯南北的轴线。

称为“经线”。

沿着这条经线，你可以找到任何一个地方的直线距离。

当然，你还可以根据这条经线推算太阳的位置和其他星体的位置。

经过一定的换算，用来观测日食、月食，甚至计算日、月、金星的运行轨迹，都是很方便的。

太阳从东方升起，正午时刻在南方天空。

在黎明前，我们看到朝霞中的太阳向东边稍偏一点儿，慢慢露出半个身子，光芒四射，万道金光穿过树梢，透过窗纱照进屋里，映在墙上，射入床头，洒在桌上。

日出方位角的定量问题

日出方位角的定量问题日出方位角的定量问题根据太阳视运动图(图1)，可知：太阳直射北半球时，除极昼、极夜区域外，世界太阳东北升西北落；太阳直射南半球时，除极昼、极夜区域外，世界太阳东南升西南落；直射赤道时，除南北极点外，世界太阳正东升正西落。

图1 二分、二至日北半球(左)与赤道地区(右)太阳视运动示意图不过，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？本文试图使用中学地理知识，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。

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，且过晨昏圈与赤道的交点[Y1]。

直线ab与光线①的夹角为∠2（批注1：“与赤道共面，且过晨昏圈与赤道的交点”的直线有无数条，建议修改为：“为a点所在地平面与赤道平面的交线，则光线①与直线ab共面，b点位于a点正东方”。

）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00，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，且过地方时为6：00的经线与纬线圈A 和纬线圈B的交点c、d。

太阳升落方位角计算

求太阳升起的方位角太阳从何方升起，这似乎是一个再简单不过的问题，一般人会不假思索地回答是从东方升起。

从总体上来说，这也是对的，但是这种情况只能是说从全年的平均情况看是这样的。

对于我们有了一定的地理知识，特别是有了地球运动、地平圈、方位角、天球概念有关知识的人来说就不能简单地这么认为了。

实际上在不同的季节、不同的纬度，太阳升起的方位角是不同的，不一定是从正东方升起。

在夏季时，较高纬度地区太阳可以从东偏北50°到60°甚至更高角度升起，在西偏北同样的角度落下；冬季时可以从东偏南50°或者更多升起，在西偏南50°或以上落下。

这时候我们还能说太阳是从东方升起吗？显然不能这么说。

所以我们在夏天时可以说：“一轮红日从东北方升起，在西北方落下”。

那么怎样来准确计算太阳升起的方位角呢？这里我们来推导一个计算公式，把地理概念和数学中的立体几何知识结合起来就不难解决这个问题了。

例：当太阳直射北纬20度时，求北纬30度地区太阳升起的方位角。

具体解决这个问题我想可以通过下面的8个步骤来解决和说明（1）我们可绘如下的图图一设观测者在北纬30度线上的某一点A点上，则D圈为A点所在的地平圈（注意地平圈一定与观测点A点到地心O的连线是垂直的，另外由图中可看出地平圈与赤道平面的夹角即二面角为60度）。

地平圈和赤道（这里理解为天赤道）的交点E为正东方（东点）、交点W为正西方（西点）。

另外，N为正北、S为正南、O为地心。

（2）还是见上面的图（图一），设地平圈与北纬20°的交点为B。

由于太阳直射在北纬20°线上，随着地球的自转，总有一刻太阳会直射到B点，光线同时指向地心O，太阳和地平圈在同一平面上，这时候A点的人太阳刚好可看到太阳升起。

（为什么这样说呢？这里我们要引入天球的概念，地平圈和赤道都无限延伸与天球面相交，在天球尺度上，地球可以认为是一个点，位于天球的中心。

图中的观测点A可以认为就在地平圈的中心点，也就是图中地心O点。

空间向量与日出、日落方位角的计算和讨论

Ｓ
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地垂面线
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图７
参考文献：［］吕晨亮．球上昼夜长短和正午太阳高度角变化的数学１地分析［］小学教材教学，２０（）７４．Ｊ．中０３９：４ — ８
三、模型的求解
图３
将图３放置于以球心０点为中心的空间直角坐标系之中，ＯＮ为轴，面ＮＳ和ｚｙ轴确定的面重合．设一个辅助角，ＡＯ这个角是面ＮＣＢＳ与面ＮＤＥＳ间的夹角，也是曰点所在纬度夜
１页插图为例，如图１１所示，北京地区夏至日太阳自东北升起、
西北落下，冬至日太阳自东南升起，西南落下，但正南方与日
出点夹角具体多少度还没有一个现成的计算公式套用．
北
图１
如图２所示，Ｅ出方位角是观察者与日出点连线和当地正ｌ南方间的夹角，用ｙ角表示．
计算得：（）至日Ｈ＝２．，Ｙ＝５．。２春秋分日Ｈ１冬６５。ｌ８；（）６＝５。２０；（）至日Ｈ３３。３２．．０，ｙ＝９。３夏＝７．，ｙ＝１１。５４４。０Ｎ北京地区太阳视运动轨迹如图５所示：

关于日出日落方位的计算与分析

关于太阳视运动日出日落方位探究四川省成都市武侯高级中学四川省成都市武侯高级中学赵廷权赵廷权摘要：太阳在天空中的运动是我们日常生活中最容易观测到的自然现象之一，探究它的运动规律可以培养我们的空间想象力和逻辑思维能力。

非极昼地区太阳视运动应抓住三个特殊位置：日出、日落和正午太阳所处位置，通过这三个位置即可绘出一天中太阳视运动路线。

高中地理的难点在地球运动，而太阳视运动又是地球运动的难点之一，涉及的内容为解日出日落方位、日落方位、日影朝向、日影朝向、日影朝向、太阳高度变化等问题提供解题依据。

太阳高度变化等问题提供解题依据。

本文将在有关天球系统等地理原本文将在有关天球系统等地理原理基础之上，运用较为简单的数学方法，计算日出日落方位并进行具体分析。

理基础之上，运用较为简单的数学方法，计算日出日落方位并进行具体分析。

关键词：太阳视运动太阳视运动天球天球日出日落日出日落方位方位日出日落方位的问题，日出日落方位的问题，一直广受关注，一直广受关注，一直广受关注，引起一系列热烈讨论。

引起一系列热烈讨论。

本文将从认识本文将从认识天球系统开始，运用较为简单的数学方法，对日出日落方位进行具体分析。

一、天球系统天球是人类为方便观察天体在天空中的视位置而假想的一个球体。

天球的球心是观测者或地心，心是观测者或地心，天球的半径是任意的。

天球的半径是任意的。

地平圈是通过地心，地平圈是通过地心，地平圈是通过地心，且垂直于当地铅且垂直于当地铅垂线的平面的无限扩大，垂线的平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。

同天球相割而成的天球大圆。

它把天球分为可见和不可它把天球分为可见和不可见两部分。

见两部分。

地平圈的两极是天顶和天底。

天赤道是地球赤道平面的无限扩大，天赤道是地球赤道平面的无限扩大，天赤道是地球赤道平面的无限扩大，同同天球相割而成的天球大圆。

高中地理——日出、日落方向、太阳运动轨迹、太阳高度角

1情景假设假设下图的A点为观察点，即观察者所处的位置。

B点为天顶，E、W、S、N分别代表了观察者的东、西、南、北方向。

图中的红色圆弧，代表了太阳的运动方向（东升西落），不同的圆弧代表了不同的季节（夏至、春秋分、冬至）。

2日出、日落规律（1）观察点（A）位于北半球时，太阳的运动轨迹向南倾斜，①夏半年（春分-->秋分）太阳由东北升起，西北落下；②春分、秋分时，太阳从正东升起，正西落下；③冬半年（秋分-->春分）太阳从东南升起，西南落下。

（2）观察点（A）位于赤道时，太阳的运动轨迹不发生倾斜，夏半年太阳东北升起、西北落下；春分/秋分时正东升起、正西落下；冬半年时东南升起、西南落下。

（3）观察点位于南半球时，太阳的运动轨迹向北倾斜，夏半年（北半球的夏半年）太阳东北升起、西北落下；夏至时正东升起、正西落下；冬半年时东南升起、西南落下。

总体来说，在太阳轨迹的倾斜方向上：当观察者（A）位于北半球时，太阳轨迹向南倾斜；当它位于南半球时，太阳轨迹向北倾斜；当它位于赤道时，太阳轨迹不发生倾斜。

在日出、日落的方向上：①当太阳直射北半球时（夏半年），不论观察点（A）位于南半球或者北半球，都是东北日出、西北日落；②太阳直射赤道时，正东日出、正西日落；③太阳直射南半球时，太阳东南升起、西南落下。

3实际计算（1）日出、日落的角度、太阳高度角如下图所示，假设观察者位于北半球，此时正值夏半年（则太阳运动轨迹向南倾斜，且东北日出、西北日落），则此时日出的方向为东偏北β°，日落方向为西偏北β°，这个β就是太阳直射点的纬度。

此时图中的aæ为太阳高度角，aæ=90°-|当地纬度-太阳直射点纬度|。

（2）极昼如果北半球的A地处于极昼，则此时太阳由正北升起，正北落下，太阳运动轨迹向南倾斜（如果是南半球极昼，则为正南升起、正南落下，太阳运动轨迹向北倾斜）。

（3）北极点、南极点如果A点位于极点，则此时太阳一直都在空中，呈现圆圈形状，旋转的方向为：北顺南逆（与地球的自转方向恰好相反）。

高中地理知识：日出方位和时间的判断

中学地理学问：日出方位和时间的推断在教学过程中发觉学生对日出方位和时间的推断上存在着较多的问题，学生普遍反映不好理解。

下面就这一问题简洁分析如下。

一、以北半球为例(一)选取23°26′N～66°34′N之间的随意一点为探讨对象，O 点为观测者所在点，A、B、C、D所在的平面为观测者所在的地平面，方向与生活中的实际方向相同：A为正东、B为正南、C为正西、D为正北，如图1所示。

粗线AC弧为观测地(O点所在地)当日的太阳视运动轨迹，A点为日出、C点为日落，两者的太阳高度角均为0°。

AC弧上除A、C 点外的各点太阳高度角均大于0°。

太阳视运动轨迹，是在地球自转过程中(以太阳为参照物)观测地被太阳照耀的时间的反映，也即是当地经验的白昼时间──昼长。

那么太阳视运动轨迹AC 弧的度数和O地所在昼夜弧中的昼弧度数相当。

为了观测、探讨便利，我们把太阳视运动轨迹AC弧投影到观测点所在的地平面上，这样太阳视运动轨迹AC弧投影在地平面上弧线ABC弧就相当于当地的昼长，因此我们可以把ABC弧作为观测地的昼弧运用，ADC弧则可以相当于当地的夜弧。

B为昼弧中点，太阳高度角最大，时间为当地时间12时;C为夜弧中点时间为当地时间24时(或0时)。

同理，A为6时、C为18时。

如图2所示：这样我们就把时间、方位、昼夜弧长都整合到要探讨的观测地平面中，以便利我们的观测和探讨。

下面以北半球为例从春秋分(昼夜等长)、夏至或夏季(昼长夜短)、冬至或冬季(昼短夜长)三个方面进行探讨。

1.春秋分如图3所示：此时昼夜弧等长──昼夜等长，日出点A方位为正东，时间为6时;日落点B方位为正西，时间为18时。

2.夏季或夏至如图4所示：相当于昼弧的ABC弧长大于180°即昼长大于12小时──昼长夜短，由图可以看出昼弧分别由A点和B点向北扩展，结果则是日出点A方位为东北，时间为6时以前;日落点B 方位为西北，时间为18时以后。

日出方位角的定性与定量分析

作者：王迪江
作者机构：浙江省诸暨中学
出版物刊名：地理教学
页码： 38-40页
主题词：太阳方位角;日出;定量分析;高考试题;日落
摘要：本刊在第9期“问题讨论”栏目中发表了“从海南高考试题看日出日落时的太阳方位”一文，本期发表的两篇文章分别对该文中“地球上除极昼极夜地区外，其余地区同一天日出、日落太阳方位角都相等，且为直射点的纬度”观点和赤道上日出的方位角的数值发表了不同的看法，这些看法是否有道理，欢迎各位读者、作者发表自己意见，参与讨论。

日出方位角的判读

日出方位角的判读
河南省上蔡县第一高级中学郭鹏飞 463800
太阳升落地平的方位随季节、纬度而异，日出、日落点偏角是指日出、日落点分别相对于正东和正西的偏角。如下图所示：夏至日时，北半球三个不同纬度的太阳视运动轨迹图
此时，太阳直射点在北（南）半球，全球各地日出东北（南），但是在不同的纬度，日出方位角大小不同，日出方位角大小和纬度有何关系呢？从图中可以看出，三个地区的太阳视运动轨迹，红色的纬度稍低，其次是绿色的，纬度最高的为蓝色，并且出现极昼现象，说明此地刚好位于极昼圈上。而图中的角 1、2、3 分别为次日三地的日出方位角，很直观的反映出，纬度越高，日出方位角越大，并且极昼圈上的日出方位角等于 90 度（角 3 等于 90 度）。
表二：北京（39°54′N）不同日期的落点偏角
因此，可以得出结论：同一日期，纬度越高，日出方位角越大。（注：赤道上的日出方位角始终等于太阳直射点的纬度），极昼圈日出方位角等于 90°（北半球极昼圈日出方位是正北，南半球极昼圈日出方位是正南）。同一纬度，从春分到夏至和秋分到冬至，直射点纬度变大，日出方位角变大，夏至日和冬至日这两天，日出方位角最大；从夏至到秋分和冬至到春分，直射点纬度变小，日出方位角变小，秋分日和春分日这两天，日出方位角等于 0°。注意：当直射点在赤道上时，全球各地日出方位是正东，当直射点在北半球时，日出方位是东偏北；直射点在南半球时，日出方位是东偏南。一道例题：日出时，太阳所在方位与正东方向的夹角称为日出方位角（如图中的角 α ），当日出方位为东北方时，α > 0 ，当日出方位为东南方时，α < 0 ，回答 1—2 题。 1．如果一年中 α 始终小于等于 23°26′，则关于该地的说法正确的是（） A．一年中，该地太阳均正东升起，正西落下 B．一年中，该地昼长最长约 13 时 13 分 C．该地一定在热带雨林气候区 D．该地正午太阳高度最小值为 66°34′ 2．某日，同一半球（南或北半球）的甲、乙两地日出方位角分别是 α1 、α 2 正确的说法是（） A．如果 α1 > α 2 , 则甲的正午太阳高度小于乙 B．如果 α1 = 90� ，则甲地此日一定出现极夜现象 C．如果 α1 < α 2 , 则此日甲的昼长比乙长 D．如果 | α1 |<| α 2 | ，则甲的纬度比乙低解析： 1.题干中提到的一年中始终小于等于 23°26′，赤道上日出方位角始终等于太阳直射点纬度，直射点纬度（23°26′N～23°26′S），只有赤道符合，因此该地在赤道上，一年中只有二分日，日出正东，日落正西，故 A 错；赤道始终昼夜等分，故 B 错；赤道经过的地区不一定全是热带雨林气候，如东非高原，故 C 错；赤道上一年中正午太阳高度取值为[66°34′，90°]，故 D 正确。