日出方位角的判断及计算(教育相关)
精选-高中地理知识:日出方位和时间的判断
高中地理知识:日出方位和时间的判断在教学过程中发现学生对日出方位和时间的判断上存在着较多的问题,学生普遍反映不好理解。
下面就这一问题简单分析如下。
一、以北半球为例(一)选取23°26′N~66°34′N之间的任意一点为研究对象,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)观测地被太阳照射的时间的反映,也即是当地经历的白昼时间──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、研究方便,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使用,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研究的观测地平面中,以方便我们的观测和讨论。
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)三个方面进行讨论。
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)。
地理计算日出公式
地理计算日出公式日出是指太阳从地平线上升起的时刻。
由于地球是一个略微扁球体且自转轴倾斜,所以每天的日出时间是不同的。
在地理学中,有几种不同的公式可以用来计算日出的时间,其中最常用的是三角法和经纬度公式。
下面将介绍这两种公式的原理和计算过程。
一、三角法计算日出时间三角法计算日出时间的基本原理是根据地球的自转轴倾斜和太阳的视位置来计算日出的时间。
在这个公式中,需要知道地理位置的纬度、经度和日期。
具体计算过程如下:1.计算假设的太阳位置角度。
首先需要计算出太阳的视位置角度,该角度与太阳的方位角和高度角有关。
太阳方位角是太阳位于地平线的方向角,范围从0到360°。
太阳高度角是太阳与地平线之间的角度,范围从-90°到90°。
2.计算太阳视位置角度时,需要知道日出方位角、地点纬度和地球自转轴的倾角。
3.计算太阳高度角。
太阳高度角的计算需要已知的数据有:地点纬度、地球自转轴的倾角、日期和太阳的视位置角度。
4.根据太阳高度角计算日出时间。
a.根据太阳高度角的正负来判断日出或日落。
b.高度角等于零时的太阳位置即为日出或日落的时间。
c.考虑到地球大气折射的影响,需要对高度角进行修正。
d.计算修正后的高度角的太阳位置时间即为日出时间。
二、经纬度公式计算日出时间经纬度公式计算日出时间的基本原理是以太阳在地平线上升的角度来计算日出的时间。
具体计算过程如下:1.根据地点的经纬度计算该地点的时区。
2.根据当地的时区,计算出地方标准时间。
标准时间是以世界协调时为基准的24个时区的本地时间。
3.根据标准时间和地点的经度来计算太阳的位置角度。
太阳位置角度是指太阳位于地平线上的角度。
4.通过计算太阳位置角度和当地经度的差异,来推算出日出时间。
5.考虑到地球大气折射的影响,需要对计算结果进行修正。
6.最终得到修正后的日出时间。
以上两种方法都可以较准确地计算出日出的时间。
但是要注意,这些公式都是理论计算,实际情况中可能还会受到地理和气象方面的其他因素的影响,如地形、季节、天气等。
怎么推算自己所在地的日出、日落时间以及日出日落的准确方位?
怎么推算自己所在地的日出、日落时间以及日出日落的准确方
位?
答:太阳对地球的照射,使地球有昼半球、夜半球,这个交界线会在春分、秋分当天和地球经线完全重合。
也就是说春分秋分,你所在的地方是12小时。
经线是南北朝向,整条线上同时看到太阳,那么日出就是正东6点整,日落18点整正西。
用电脑查一下自己所在地夏至日的昼长,比如说是14小时,14-12=2小时。
正午12点,太阳正南位置常年不变,等于说上午多了1小时,下午多了1小时。
太阳一小时转角15度。
所以,夏至日出时间是5点整,东偏北15度;日落时间19点整,西偏北15度。
又因为:
1、日出时间提前1小时,春分到夏至间隔天数是91天,所以3600秒➗91天,大约每天提前40秒。
2、太阳1小时转角15度,就是240秒转1度。
所以,累计6天为1度;也就是说春分后第6天,日出是5点56分,方向是东偏北1度。
日落是18点4分,方向是西偏北1度。
照着这个道理,你只要知道了所在地任何一个节气的昼长时间,就能推算出全年所有日子的日出日落。
⚠️24节气是地球对太阳的公转分成均匀的24段,所以间隔日数是相等的。
⚠️文中时间都是指:太阳正南、影子最短为12点正的天文时,不是北京时间,两者时间差自己补上。
日出日落方位知识总结(ppt)
1.夏至日,北京(40°N、116°E)当地看到太阳升落的 视运动轨迹示意图为图中的
H 想想: H的变化范围?
0
24
思考
• 夏至日我国科考队员站在黄 河站看太阳,在一天中它是 如何升落的呢?
极昼区的日出日落
W
a
S
N
E
图3
极昼区日出日落规律
• 出现极昼的地方(除极点): • 若位于北半球,太阳从正北升起,
正北落下; • 若位于南半球,则正南升起,正
南落下。
极点的日出日落及太阳高度
2、正午日影长短年变化规律:与正午太阳高 度成反比。直射点纬度正午日影缩短为零
3日影方位的变化规律:
日影方向与太阳方位始终相反。 正午日影方向:
直射点纬线以南——日影向南;
直 射点纬线以北——日影向北;
有极夜的地区正午无日影。
全球不同纬度日影分布规律
高考考点:太阳视运动பைடு நூலகம்线图的判读
❖判断当地地理纬度: ❖判断正午太阳高度及方位 ❖判断日出日落方向 ❖判断白昼长短 ❖判断太阳直射点的纬度位置 ❖判断某一时段日影朝向
太阳高 度
H
W
S E
图4
N
0 6 12 18 24 小时
总结:极点日出日落及太阳高度规律: 1、极点极昼时,太阳终日不落,而且太阳
高度全天不变。
2、极点的太阳高度等于太阳直射点的纬度
春分-秋分(太阳直射北半球): 日出时物影指向西南,正午指向正北,日落指向
东南,物影一天的移动是由西南-西-西北-北-东北东-东南。
三地正午太阳位置不同点是:
甲地,有时太阳在头顶,有时在北方,有时 在南方,说明甲地在南北回归线之间;
乙地上,太阳终年在北方,说明乙地在南回 归线以南;
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)。
太阳高度角和方位角计算公式
太阳高度角和方位角计算公式太阳高度角和方位角计算是天文学和地理学中的一个重要问题,它们用来描述太阳在天空中的位置。
太阳高度角是太阳光线与水平面之间的夹角,而方位角则是从北方起算,指示太阳在水平面上的位置。
太阳高度角和方位角的计算可以通过以下公式进行修正:1.太阳高度角的计算公式(修正3):首先,我们需要知道太阳的赤纬(δ)和地球的纬度(φ),以及当前时间的时角(H)。
太阳赤纬是指太阳在黄道面上的纬度,范围从-23.45°到+23.45°之间。
赤纬的计算公式是一个复杂的数学模型,涉及到太阳的运动、地球的倾斜等因素,一般通过天文软件或表格查询得到。
地球的纬度是指地球表面其中一点与赤道平面之间的夹角,范围从-90°到+90°之间。
地球纬度可以通过GPS定位系统或地图查询得到。
当前时间的时角是指当前时间距离中午(太阳在最高点的时间)的时间差,范围从-12小时到+12小时之间。
在已知这些参数的情况下,太阳高度角的计算公式(修正3)为:sin(θ) = sin(δ) * sin(φ) + cos(δ) * cos(φ) * cos(H)其中,θ为太阳高度角,sin为正弦函数,cos为余弦函数。
2.方位角的计算公式(修正3):同样需要知道太阳的赤纬(δ)和地球的纬度(φ),以及当前时间的时角(H)。
方位角的计算公式(修正3)为:tan(A) = sin(H) / (cos(H) * sin(φ) - tan(δ) * cos(φ))其中,A为方位角,tan为正切函数。
需要注意的是,这些公式只适用于地球上的其中一点,并且在计算过程中可能还需要考虑修正项,如大气折射等。
此外,还需要选取适当的参考系统,如地心坐标系或大地坐标系,以确保计算结果的准确性。
总之,太阳高度角和方位角的计算是一个复杂而重要的问题,涉及到多个因素的考虑和修正。
需要掌握一定的天文学和地理学知识,并借助专业的软件或表格来进行计算。
日出日落方位
可以通过数学知识得出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。
下面是太阳升落方位随纬度变化规律:(一)在赤道上(北天极的高度φ=0°,即天赤道和地平圈垂直):一年四季太阳都是垂直地升起而又垂直的落下,且太阳直射点纬度是多少度,太阳升落防卫便是多少度。
例如:每年11月7日,太阳直射南纬16°19',此日的太阳升落方位亦为16°19',即在赤道上看11月7日这天太阳是从正东偏南16°19'处升起,在正西偏南16°19'处落下。
(二)在开始出现极昼的纬度上(太阳直射点与刚好出现极昼的纬度互余,即太阳的赤纬与北天极的高度互余):太阳升落方位最大为90°(三)在开始出现极昼的纬度到极点看:一天中太阳高度有变化,太阳开始升起和下落到的最低点方位均为90°。
例如:6月22日,在北纬70°处看太阳,一天中太阳总是在地平以上转圈,只在半夜时下落到最低点,此时太阳位于正北方天空。
(四)极昼期间在极点上看(北天极的高度φ=90°,即天赤道和地平圈重合):一天中太阳高度没有变化,始终等于该日太阳直射点纬度,太阳只有方位变化而无所谓升落,因而不存在升落方位问题。
(五)在赤道与极昼极夜出现的纬度之间看:纬度越高,太阳升落的方位角就越大。
例如,12月22日,太阳直射点纬度为23°26',赤道上方位角为23°26',南北回归线上为25°41',南北纬45°为34°1 3'(即在北纬45°上,太阳此日从东偏南34°13'地平线上升起,西偏南34°13'落下),极圈上为90°。
太阳方位角计算公式
太阳方位角计算公式太阳方位角是指太阳光线照射地球表面的方向角度,用于描述太阳的位置。
在地理学、气象学、太阳能利用等领域中,太阳方位角的计算十分重要。
本文将介绍常用的太阳方位角计算公式。
1. 太阳方位角的定义太阳方位角是从南方向起算的,以正南为0度,正西为90度,正北为180度,正东为270度。
太阳方位角的范围一般为0到360度。
2. 基于地理位置的太阳方位角计算在计算太阳方位角时,首先需要确定地理位置的经度和纬度。
根据经度和纬度的不同,太阳方位角的计算公式也有所不同。
2.1. 根据地球倾斜角的太阳方位角计算公式当地球自转轴倾斜角为23.5度时,太阳的赤纬(太阳光线与地球赤道平面的夹角)可以通过以下公式来计算:sin(太阳赤纬) = sin(地球倾斜角) * sin(太阳天顶角)其中,太阳天顶角为太阳光线与地球竖直向上的夹角。
太阳方位角可根据以下公式计算:cos(太阳方位角) = cos(90°-太阳赤纬) * sin(方位角) / cos(太阳赤纬)2.2. 根据时角的太阳方位角计算公式时角是太阳位于当地子午线上的角度,可通过以下公式计算:时角 = 当地真太阳时 - 当地标准中午时其中,当地真太阳时是指太阳在当地的真实时刻,而当地标准中午时是指太阳经过当地子午线的时刻。
太阳方位角可以根据以下公式计算:tan(太阳方位角) = sin(时角) / (sin(纬度) * cos (时角) - cos(纬度) * tan(太阳赤纬))3. 示例假设我们要计算纬度为30度,经度为120度的地点的太阳方位角。
首先,我们需要计算太阳赤纬,可以使用第2.1节中的公式:sin(太阳赤纬) = sin(23.5°) * sin(太阳天顶角)然后,根据第2.1节中的公式计算太阳方位角:cos(太阳方位角) = cos(90°-太阳赤纬) * sin(方位角) / cos(太阳赤纬)在有了太阳赤纬的数值之后,我们也可以使用第2.2节中的公式计算太阳方位角:tan(太阳方位角) = sin(时角) / (sin(30°) * cos(时角) - cos(30°) * tan(太阳赤纬))4. 结论本文介绍了通过地理位置的经度和纬度来计算太阳方位角的常用公式。
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。
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。
怎样判断日出方向的方法
怎样判断日出方向的方法在高考的复习过程中,有些知识点的记忆需要花费大量的功夫。
下面是店铺收集整理的怎样判断日出方向的方法以供大家学习。
一、首先确定地平面上的方向,一般地面方向,我们用的是“十字架”的方向,即“上北下南、左西右东”。
但若碰到有经纬网的地图或者有指向标的地图,则把“十字架”上的某个方向与经纬网的地图或者有指向标的地图上的方向重合,因为二者在某些方面是一致的。
因此,我们可以首先确定地平面上的方向。
二、根据太阳出没方向来确定地面的方向,由于地球不停地自西向东自转,因此引起了我们在地球上看太阳是东升西落。
根据太阳升落方向可以确定地面上的方向。
教学过程中发现学生对日出方位和时间的判断上存在着较多的问题,学生普遍反映不好理解。
下面就这一问题简单分析如下。
一、以北半球为例(一)选取23°26′N~66°34′N之间的任意一点为研究对象,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。
文本框: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)观测地被太阳照射的时间的反映,也即是当地经历的白昼时间──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、研究方便,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使用,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研究的观测地平面中,以方便我们的观测和讨论。
日出日落方位知识总结
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25
全球不同纬度日影分布规律
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26
高考考点:太阳视运动路线图的判读
❖判断当地地理纬度: ❖判断正午太阳高度及方位 ❖判断日出日落方向 ❖判断白昼长短
❖判断太阳直射点的纬度位置 ❖判断某一时段日影朝向
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27
1.夏至日,北京(40°N、116°E)当地看到太阳升落的 视运动轨迹示意图为图中的
• 2、南回归线以南的点,正午时太阳总 是位于正北(如悉尼)
• 3、南北回归线之间的点,正午太阳可 能位于北方,也有可能位于南方,也有 可能位于正天顶(如海口、巴西利亚)
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13
根据日出日落判断该地的纬度范围
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14
极昼区的日出日落
南
H
北
这种太阳视运动是否只有极圈存在?
22
思考
• 今日我们校园旗杆在一天中日影如 何变化?此时此刻它的影子朝哪?
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日影规律总结
• 1 日影在一天中长短如何变化?何时 最大何时最小?
• 2日影长短取决于什么因素? • 3日影的方向取决于什么因素? • 4正午日影的方向取决于什么因素??
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日影变化规律
甲 南
乙 1O 2
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北
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日期 A B C D
日影朝向
日出
正午
西南
正南
正西
正北
正西
正北
西北
正北
日落 东南 正东 正东 东北
上表反映了某地一旗杆不同日期(二分二至)的日影朝向,读后
完成
日出方位角的判断及计算(教育相关)
日出方位角的判断及计算(教育相关)预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制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太阳视运动示意图③c ′ c ′①②②′④ ⑤AN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。
太阳方位角的简介与计算公式
太阳方位角的简介与计算公式太阳方位角的简介与计算公式太阳方位角如何计算是很多学生想要知道的问题。
下面是店铺为你精心推荐的太阳方位角的简介与计算公式的内容,希望对您有所帮助。
太阳方位角的简介太阳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,方位角为负90°,在正东北方时,方位为负135°,在正西方时方位角为90°,在正北方时为±180°。
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。
太阳方位角的计算公式太阳高度角hs:sinhs=sinφ·sinδ+cosψ·cosδ·cosΩ式中 hs-太阳高度角φ-地理纬度δ-赤纬Ω-时角2,求太阳方位角AsCOSAs= sinhs·sinψ-sinδ/(coshs·cosψ)As-太阳方位角。
太阳方位角的含义太阳方位角是一个地学名词,有其严谨的定义。
所谓方位角是以目标物的正北方向(与同一地理分区/分带[1] 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。
而正常来说,对于中国区域,早上太阳光从东边射来,中午太阳光从南边射来,傍晚太阳光从西边边射来。
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)。
太阳高度角和太阳方位角的计算公式
太阳高度角和太阳方位角的计算公式咱先说说太阳高度角。
太阳高度角啊,简单来说就是太阳光线和地平面的夹角。
它的计算公式有好几种情况哦。
在地球上的某个地方,我们可以用这个公式来计算:sin h = sin φ sin δ+ cos φ cos δ cos ω。
这里面的h就是太阳高度角啦,φ呢是当地的地理纬度,δ是太阳赤纬,ω是时角。
这听起来是不是有点晕乎乎的?没关系,咱慢慢解释。
就比如说你在自己家乡,想知道某个时刻太阳有多高,你就得先知道你家乡的纬度,这个就像你家的门牌号一样重要。
然后呢,太阳赤纬是根据季节在变化的,不同的季节太阳在天空中的位置不一样嘛。
时角呢,就是和时间有关啦,它是根据当地时间和太阳在天空中的位置来确定的。
想象一下,你站在一片空旷的草地上,看着太阳慢慢地升高或者降低。
当太阳在正头顶的时候,也就是中午的时候,太阳高度角可能就比较大。
而早上或者傍晚的时候,太阳高度角就比较小啦。
这时候,你就可以用这个公式去计算一下,看看和你眼睛看到的是不是差不多呢。
再来说说太阳方位角。
太阳方位角就是太阳光线在地平面上的投影和正南方向的夹角。
它的计算公式也有点小复杂。
一般来说,方位角A可以用这个公式计算:cos A = (sin h sin φ - sin δ) / (cos h cos φ)。
这个公式里的字母和前面的有些是一样的含义哦。
这个太阳方位角啊,能让我们知道太阳在哪个方向。
比如说,你要是想找个好地方晒太阳,又不想被建筑物挡住阳光,知道太阳方位角就很有用啦。
如果方位角是0度,那就说明太阳在正南方向;如果是90度,那就是在正西方向啦。
这两个公式虽然看起来有点吓人,但是只要你静下心来,把每个字母代表的东西搞清楚,就会发现它们其实很实用的。
你可以在不同的季节,不同的地方去验证一下。
比如说你出去旅游的时候,到了一个新的城市,就可以根据当地的时间、纬度,还有当时的季节,计算一下太阳高度角和方位角。
这样你就能更好地安排你的户外活动啦,像拍照的时候找个最好的光线角度,或者是找个阴凉的地方躲太阳。
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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
太阳视运动示意图
③
c ′ c ′
①
②
②′
④ ⑤
A
N
赤道
P
1
2 3
a
b
c d o
c ′
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。
直线cd与光线②′的夹角为∠3。
∵所有太阳光线均为彼此平行的射线,纬线圈彼此平行。
∴∠3=∠2=23°26′。
∠3=23°26′的地理意义:夏至时,纬线圈A上,地方时6:00太阳光线与当地纬线夹角为23°26′。
同理,夏至时,纬线圈B上,地方时6:00太阳光线与当地纬线夹角为23°26′。
这并不是纬线圈A、B日出时刻的太阳方位。
光线②与纬线圈A的切线c′d′的夹角,才是纬线圈A日出时的方位角。
这个角明显大于23°26′。
在北极圈P上,光线③从正北方向照射,那里的日出方位偏离正东90°。
2、推论:
赤道以外的其它地区,日出方位角的度数大于太阳直射点的纬度度数。
纬度越高偏离角度越大。
刚好发生极昼现象的地区偏离正东方90°,太阳从正北(或正南)方升起。
三、一道典型错题的纠正
题:下图为某地某日的太阳视运动示
意图(图3)。
已知∠A=20°,∠B=65°,则
此地的地理纬度是( )。
参考答案为:45°N。
试题提供的参考解析:由∠A=20°可
知,太阳直射20°N,又由∠B=65°可知
此日该地正午太阳高度为65°。
由H午=90°- 纬度差,推出该地与直射点的纬度差为250,所以该地纬度可能是50S或450N。
再根据正午太阳位于正南方天空,排除50S。
其实,除了赤道地区日出方位偏离正东方的度数与太阳直射点的纬度度数相等
N S
E
A
B
W
外,其它地区,日出方位偏离正东方的度数大于太阳直射点的纬度度数。
纬度越高偏离角度
越大。
该题中直射点的纬度应低于200N ,该地纬度应低于450
N 。
四、任意纬度某日日出、日落太阳方位角的通用计算方法
图4表示北半球O 地太阳某日视运动图。
ESWN 为O 地所在地平圏,其纬度为φ°N ,太阳直射点的纬度为δ°N ,该日太阳从东北方A 点升起,正午位于最高点B ,日落地点为西北方C 点。
日出方位角为α。
O ′B 为太阳视运动轨迹半径,AC 为日出、日落地点连线,O ″为此连线与过O 点经线的交点。
求日出、日落太阳方位角,就是要找出,α与φ、δ的数量关系。
求解:
依据天球有关知识及几何关系:天球半径与地平圈半径相等,设为R.如图4所示 ∠1=α,在三角形OAO ″中,sin ∠1=sin α=OO ″/OA=OO ″/R …① δ为直射点的纬度,在三角形OBO ′中,sin δ=OO ′/OB=OO ′/R …② φ为O 地的纬度,在三角形OO ′O ″中,cos φ=OO ′/OO ″ …③ 由①②③式可得:sin α=sin δ/cos φ ∴α=arcsin(sin δ/cos φ) 结论:
(1)太阳直射赤道时,δ=0°,sin α=0,α=0°,全球太阳正东升,正西落。
(2)赤道地区,φ=0°,cos φ=1, sin α=sin δ,α=δ,日出方位角与直射点纬度度数相等。
非赤道地区(除极点外),cos φ<1,sin α>sin δ,日出方位角α大于直射点纬度角δ。
(3) 同一地区不同季节,直射点纬度越高,α越大;同一天不同地区,纬度越高,α越大。
恰好发生极昼地区,φ+δ=90°,sin α=1,α=90°,正北升正北落。
(4) 南半球日出方位角大小计算与北半球完全相同。
W
图4
B S
N
1
E
A
C
O
O″
O′ δ
α φ
δ。