日影朝向与长度的变化

日影朝向与长度的变化

江西省井冈山市宁冈中学（343600）龙吉忠

日影问题与日常生活密切相关，探讨日影问题有助于学生学习生活中有用的地理知识，培养学生对学习地理的兴趣。根据生活经验可知，日影朝向总是与太阳的方位相反，其长短与太阳高度的大小呈负相关。

一、日影朝向的变化

时间地区

日出日落

太阳方位日影朝向太阳方位日影朝向

北半球夏半年全球（除极昼

极夜地区）

东北西南西北东南极昼地区

（除极点）

正北正南正北正南

二分日全球正东正西正西正东

北半球冬半年全球（除极昼

极夜地区）

东南西北西南东北极昼地区

（除极点）

正南正北正南正北

2.正午日影朝向的变化

（１）北回归线以北地区，正午时太阳位于正南方，日影朝正北。

（２）南回归线以南地区，正午时太阳位于正北方，日影朝正南。

（３）南、北回归线之间的热带地区，当太阳直射时，正午日影就在物体底下，其他时间有时朝正北，有时朝正南。

二、日影长度的变化

（１）一天中，正午时太阳高度最小，日影最短；日出与日落时太阳高度最大，影子最长。一天中日影长短的变化规律是：由长到短，再由短到长。

（２）一年中，北回归线以北地区夏至日时正午太阳高度最小，正午日影最短；冬至日时正午太阳高度最大，正午日影最长。南回归线以南地区情况则相反。在太阳直射点上，日影长度为０。

【典例精析】

下图为武汉市某校学生用一定长度的竹竿测日影略图，其中O A为竹竿，OC是正午时竹竿的影子。回答下列问题：

(1)若OC影长为一年中最大值，则图示测影日期是。

(2)假如竿影顶部由B经O(竹竿垂足)至D，则观察地点一定在地区。

(3)冬至日时，各纬度正午时的竿影(竹竿长度一定)的长度分布规律是。

(4)假如武汉某天的竿影周日运动路径为，请绘出经过此地的经线(用虚线绘)，并在地平面上标出南北方(S、N)。

［解析］此题用实际生活中的例子，巧妙地考到了地球公转对太阳直射点的季节移动的相关知识。日影长短与太阳高度的大小呈负相关。一年中，冬至日武汉的正午太阳高度最小，正午时日影出现一年中的最大值。一天中，竿影顶部经过竹竿垂足，说明该地有直射现象，只能出现在南北回归线之间的热带地区。冬至日时，太阳直射南回归线，正午时南回归线上的竿影长度为0。因武汉位于北回归线以北地区，正午时太阳始终在正南方，所以竿影朝向正北方。

［答案］

(1)冬至日

(2)南北回归线之间

(3)由南回归线向两侧的高纬、低纬增长

(4)图略（此地的经线与OC重合，C为正北方，O为正南方）

【巩固练习】

某学校（110°E）地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。如下图，垂直竖立一根2米长的竿OP，正午时测得竿影长OPˊ，通过tanα=OP/ OPˊ算出正午太阳高度α。据此回答1—3题。

1．该小组每天量测影长时，北京时间应为（）

A．12：00 B．12：40 C．11：20 D．11：00

2．下图是该小组绘制的连线一年多的竿影长度变化图。图中反映3月21日竿影长度的是（）

A．①B．②C．③D．④

3．该学校大约位于（）

A．21.5°N B．21.5°S C．45°N D．45°S

某地某日某时段内的杆影轨迹示意图。O为立杆处，虚线为杆影，曲线为杆影端点轨迹。据此判断4—6题。

4.1～4四个杆影中,最接近日出时段的是（）

A．1 B．2 C．3 D．4

5.该地可能是下列城市的（）

A．开普敦 B．堪培拉C．巴黎 D．圣地亚哥

6.这一天上海（）

A．昼短夜长 B．正午太阳高度达一年中的最小值C．太阳从东北方向升起 D．正是一年中最冷的季节

下图甲为某国轮廓图，读图回答7～8题。

（1）当图甲中A旗杆正午的影子如图乙所示时，且影子处于一年中最短，图甲中①②

③④地的旗杆无影子的是：

A.①

B.②

C.③

D.④

（2）若此时A旗杆的正午影子处于一年中最长，那么（）

A.纽约曙光初现

B.亚平宁半岛上和风细雨

C.圣地亚哥天气干热

D.孟买正受到西南气流的洗礼

某地理兴趣小组利用“立杆测影”的方法，逐日测正午太阳高度，并根据记录画出一年中正午太阳高度变化。据此回答9—10题。

9.太阳由b→c的过程中（）

A．开普敦炎热干燥 B．旧金山正值雨季

C．武汉经历了伏旱天气 D．悉尼昼渐短，夜渐长

10.该小组观测到正午太阳在其北方的时间大约（）

A．半个月 B．1个月 C．6个月 D．9个月

11.某学校操场上，O处有一垂直于地面的旗杆。OP表示正午时旗杆在地面的影子，其长度随季节发生变化，6月22日缩短为零，M处有一棵树，OM垂直于OP，读图回答：

（1）月日OP最长，此时北京的昼夜长短状况是，三个月后，某学校所在地的昼夜长短状况是；M处的树位于旗杆的方向，其精确的纬度是。

（2）当OP为零时，学校所在地会出现天文现象，此时为当地地方时的时。

12.某校（北回归线以北）某地，在操场上树立一垂直于地面的旗杆，杆高为h，OP 为正午旗杆的影子，OM⊥OP，测得OP长度为一年中最长，且为hcot30°。读图回答下列问题。

（1）该小组晚上利用望远镜测得当地北极星得仰角为。

（2）M处有一高度为H的楼房，若在其北面建一新楼，欲使新楼底层全年太阳光线不被M楼遮挡，两楼至少相距。

（３）在M楼顶要安装太阳能热水器，真空管合理倾角

为和之间。

【参考答案】

1-5 BDAAC 6-10 CBDCB

11.(1)12，22；昼短夜长；昼夜等长；正东；23°26′N；

(2)直射；12

12. ⑴36°34′ ⑵Hcot30°（3）13°08′，60°