太阳视运动,在地面上,投影,的图解,及公式推导
合集下载
【地理图解】太阳的视运动图解
【地理图解】太阳的视运动图解太阳视运动过程太阳视运动的判断，关键在三个点：日出点、正午点、日落点，要找准三个时间点的太阳方位及对应的地方时。
(1)北极点(图甲)和南极点(图乙)上太阳视运动轨迹图由于地球自西向东自转，则太阳东升西落。
因南北半球地球自转方向相反，北“逆”南“顺”，则太阳视运动也相反，北“顺”南“逆”。
①春秋分日，南北极点太阳高度为0°，太阳终日在地平线上，北极点看逆时针、南极点看顺时针运动。
②北极点夏至日、南极点冬至日，太阳整日不落，地平高度均为23°26′，视运动方向北“顺”、南“逆”。
(2)北极圈(图甲)和南极圈(图乙)上太阳视运动轨迹图南北半球太阳视运动方向相反，北“顺”南“逆”。
①春秋分日，南北极圈上正午太阳高度为23°26′，太阳正东升起，正西落下。
②夏至日，北极圈上正午太阳高度为46°52′，太阳正北升起，正北落下；而南极圈上正午太阳高度为0°，极夜。
③冬至日，北极圈上正午太阳高度为0°，极夜；而南极圈上正午太阳高度为46°52′，太阳正南升起，正南落下。
(3)北回归线(图甲)和南回归线(图乙)上的太阳视运动轨迹图南北半球太阳视运动方向相反。
①春秋分日，南北回归线正午太阳高度为66°34′，太阳正东升起，正西落下。
②夏至日，北回归线正午太阳高度为90°，南回归线正午太阳高度为43°08′，南北回归线上太阳均从东北升起，西北落下。
③冬至日，北回归线正午太阳高度为43°08′，南回归线正午太阳高度为90°，南北回归线上太阳均从东南升起，西南落下。
(4)赤道上的太阳视运动轨迹图①春秋分日时，太阳从正东升起，从正西落下，正午太阳高度H1＝90°；②夏至日时，太阳从东北升起，从西北落下，正午太阳高度H2＝66°34′；③冬至日时，太阳从东南升起，从西南落下，正午太阳高度H3＝66°34′。
太阳视运动轨迹图解
W
S
D
规律1-1：观察点A位于北半球，则太 阳运行轨道面均向南倾斜 南斜北
继续
天球立体图
冬至 Ｂ 春秋分
夏至 N
E
A W
地球侧视图
N
C
S D
夏至 春秋分 冬至 A
S
规律1-2：观察点A位于南半球，则太 阳运行轨道面均向北倾斜 北斜南
继续
天球立体图
夏至 春Ｂ秋分 冬至
E N
A W
地球侧视图
N
地
平
圈
2
1
0°10° 30°
N
b a
某地的 纬度
90°
设：某地极昼多时，∠1=30 °、 ∠2=10°，求：1、某地的纬度 2、求太阳直射的纬度
规律七：
a
s
∠b=（∠1--∠2）/2＝某地的余角 ∠a= ∠b + ∠2 =（∠1--∠2）/2+ ∠2 （∠1+ ∠2）/2＝太阳直射的纬度
甲
乙
2
1
北半球
太阳视运动轨迹图解
福建省顺昌第一中学 吴立勋
C
N
B（天顶）
A
夏至
春秋分
冬至
S
D
A点为北温带上的任意点
继续
天球图 N
C
B（天顶）
C
夏至
A
春秋分
冬至
N
B（天顶）
A 夏至 春秋分 冬至
D
S
D
S
B为天顶，CD为地平圈
由三于条天平球行半线径：为二无分穷二大至，时把太整阳个 运地动球的看轨成迹一在 个天质球点上Ａ的投影
S
W
N
规律3：S 北半球某地观察
公转--太阳视运动图解
A
圈
S
规律1-3：观察地点在赤道上，则太阳 运行轨道面与地平圈垂直
继续
天球立体图
Ｂ
地球侧视图
A
E N A W
夏至 地 平 圈 春秋分 冬至
夏至
春秋分
S
规律1-4：观察地点在极点，则太阳运 行轨道与地平圈平行。
继续
东北升起
Ｂ
夏至 春秋分 冬至
东南升起
E N
A
S
西北落下
W
西南落下
规律2：北半球某地观察日出
夏至： H= 81°26′ H= 34°34′ 春秋分：H= 58° 冬至：
Ｂ
E N A W S
规律5：判断季节(月份)
1、根据倾斜方向判定半球：南斜（北半球） 北斜（南半球）
2、根据路线长短判定季节： 红色（超过半圈）——夏至 黑色（不足半圈）——冬至 蓝色（正好半圈）——二分
继续
A
N
a a a 直射点
夏至 春秋分
N
A
夏至 春秋分 冬至
E
N A
冬至 S
正北落下
W
S
规律2：北半球某地观察日出 （已经出现极昼多时）
正北日出，正北日落
继续
Ｂ
N
夏至
E
N A
夏至 春秋分 S 冬至
春秋分 冬至
W
规律2：北半球某地观察日出（北极点）
北极点出现极昼时：太阳不升不落
继续
S
NＢ
A a
N
E
B（天顶） 夏至
春秋分
B
夏至
太阳视运动轨迹图解
C
N
ห้องสมุดไป่ตู้
B（天顶）
太阳视运动轨迹图解14860
当地的地理纬度 680N 900E
2 8 14 20 2 北京时间
【知识整合】等太阳高度线的概念： 把太阳高度角相等的各点连接成线叫做等 太阳高度线，用等太阳高度线反映某一时 刻太阳高度的全球分布图称为等太阳高度 线图，其实质是以太阳直射点为中心的俯 视图。有时题目中给出整个昼半球分布图， 解答时也可遵循等太阳高度线的解题技巧。
甲
乙
2
1
北半球
练习3：∠1=∠2=22°，求甲乙的纬度
答：甲是北极点，太阳高度相等=22度，说明太阳 直射在北纬22度，刚好极昼的纬度是北纬68度
练习4： 上图表示某地某日太阳运动轨道图，已 知正午太阳位于A点，∠ABS=46°，求观察地点的 纬度____，太阳直射的纬度_____。
A
a
N
46° B
1. 等太阳高度同心圆线的中心点（即太阳高度为 90o的点）即为太阳的直射点, 太阳高度等值线从该 点向四周呈同心圆状递减。在等太阳高度线的值为0o 时，则为晨昏线，在直射点所在经线西侧的晨昏线部 分为晨线，东侧的晨昏线部分为昏线。
图三
图四
2. 等太阳高度线图中的中心点圆心为太阳直 点, 所以过该点的经线就是地方时12时所在的经线 该经线与等太阳高度线的各个交点均为此时刻的正 太阳高度角,正午太阳高度角相差多少度,纬度就相差 多少度, 示意图中其他各点均不是正午太阳高度角。
图一
图二
A
·北极
夏 至
日
全
球
太
C
0
D阳 高
度
等
值
线
图
B
【考察内容】等太阳高度线图判读的 基本内容有：太阳直射点的地理坐标；太 阳高度的分布规律、正午太阳高度的分布 规律；地方时、北京时间的计算；正午太 阳高度大小的计算；昼夜长短的变化；推 断与图示时间相关的日期（节气）、季节 及地理现象等。
太阳日运动视线图-PPT
应用举例 （一）侧视图：
读左面的光照图完成下列要求。
(1)在北极点上空适当位置， 用箭头表示地球自转方向；该 图是 北半球夏至日 日的光照图
(2)这一天，正午太阳高度从 _北_回__归__线向南北两极方向 __递__减_ ，北极圈及其以北出现 __极__昼_现象，与C点地方时相同
的是___D____。
a、影长的变化 b、朝向的变化 c、应用意义
2、公转 正午太阳高度的周年变化 正午日 影的周年变化 a、影长的变化 b、影子朝向的变化 c、 应用意义
一. 日影朝向
1. 一天中日影朝向 始终在观测者所见太阳方位的相反方向。
2. 正午日影的朝向 取决于太阳直射点的位置。太阳直射点以
北的地区正午日影朝向正北，以南的地区朝 向正南（极点除外，极夜地区正午无日影）。 不同地区分布如下：
2、此时北京天安门广场旗杆的影子朝向何处？ 朝西北
ａ、ｂ两城，6月22日和12月22日正午，旗杆 （等高）影长及朝向如图3所示，完成8～10题。
8.关于ａ、ｂ两城昼夜长短和正午太阳高
度状况的说法，正确的是（ ）
A.ａ城有极昼极夜现象，ｂ城没有
B.ｂ城有阳光直射现象，ａ城没有
C.ａ城昼长变化幅度大于ｂ城
其夜长为＿小时。 0
西 东
3、图中C点时间是＿月＿日＿6时；22 12
·M
这 度5一 最天 高6， 的A是、＿B＿、点C，三白点C昼正最午短太的阳是高 ＿4、点图。中A在A D的＿＿方向，正C东在D
的＿＿方向：西沿北图中直线由A到D
实际方向是先向＿＿＿方向，西后北
又转向＿＿＿方向西。南
图中用M标出 （90°E，66°34′N）的位置。
(3)图中A、B两地中四季变化
太阳视运动,在地面上,投影,的图解,及公式推导
计算举例：北纬60°（φ= 60°1.日）出日落（h=0°）时间
sin0°=cos60°cosτ cosτ=0
τ=90°或270° 即18点或6点
W 2.正午太阳高度角（ τ=0° ） sinh= cos60°cos 0° =0.5 (0 ° ≤h≤90 °） h=30°
N
W
E
三、太阳的方位角和时间的关系
因为是下午，所以A应为221.4°，即南偏西41.4°
四、公式总结
太阳的高度角h：太阳和地平面的夹角 当地纬度φ：北极星和地平面的夹角 太阳视运动轨迹的赤纬δ：太阳和春秋分时太阳视运动轨迹（天赤道）的夹角 太阳的时角τ：太阳从正午时刻开始在太阳视运动轨迹上转过的角度 太阳的方位角A：太阳从正北开始在地平面上转过的角度
O
北极星
冬至
春秋分
夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
日落
赤道地平面
白天
O
日出
北极星
晚上
冬至
春秋分
夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
赤道地平面
S
日出
O
W E
春秋分
日落 白天
北极星（N）
晚上
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
赤道地平面
S
日出
E 冬至
O
日落 白天
W 北极星（N）
晚上
夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
要解决的问题： 如何知道每天某一时刻太阳在我们的什么方向
目录：
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
P2-6
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
P7-16
三、太阳的方位角和时间的关系
P17-35
（在第三部分中，我也会顺便介绍每天某一时刻太阳高度角的计算方法。）
sin0°=cos60°cosτ cosτ=0
τ=90°或270° 即18点或6点
W 2.正午太阳高度角（ τ=0° ） sinh= cos60°cos 0° =0.5 (0 ° ≤h≤90 °） h=30°
N
W
E
三、太阳的方位角和时间的关系
因为是下午，所以A应为221.4°，即南偏西41.4°
四、公式总结
太阳的高度角h：太阳和地平面的夹角 当地纬度φ：北极星和地平面的夹角 太阳视运动轨迹的赤纬δ：太阳和春秋分时太阳视运动轨迹（天赤道）的夹角 太阳的时角τ：太阳从正午时刻开始在太阳视运动轨迹上转过的角度 太阳的方位角A：太阳从正北开始在地平面上转过的角度
O
北极星
冬至
春秋分
夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
日落
赤道地平面
白天
O
日出
北极星
晚上
冬至
春秋分
夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
赤道地平面
S
日出
O
W E
春秋分
日落 白天
北极星（N）
晚上
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
赤道地平面
S
日出
E 冬至
O
日落 白天
W 北极星（N）
晚上
夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
要解决的问题： 如何知道每天某一时刻太阳在我们的什么方向
目录：
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
P2-6
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
P7-16
三、太阳的方位角和时间的关系
P17-35
（在第三部分中，我也会顺便介绍每天某一时刻太阳高度角的计算方法。）
太阳视运动轨迹图解ppt课件
设：太阳直射在10°N (a°N)
问：1、北半球刚好极昼的纬度A是（80°N） 2、A纬度的正午太阳高度H为 （20°）
规律六：刚好极昼的纬线纬度与直射的 纬度互余， 其H＝2 ∠a°
24
2
1
北半球
设：某地极昼多时， ∠1（12时的H)=30 °, ∠2(0时的h)=10°
（1）求太阳直射的纬度 先看公式 25
E N
A W
地球侧视图
N
地
平
圈
A
S
S
规律1-3：观察地点在赤道上，则太阳 运行轨道面与地平圈垂直
9
天球立体图
Ｂ
E
N
夏至
A
春秋分
W
地球侧视图
A
夏至
地平圈
春秋分
S
冬至
规律1-4：观察地点在极点，则太阳运 行轨道与地平圈平行。
10
2、日出与日落问题
11
东北升起
Ｂ 夏至
春秋分 东南升起
冬至
E
N
A
西北落下
2.一架飞机2月28日10时从a地沿某纬线飞向b，2分钟后，
到达b地的时刻为
从东向西，日期加一天
A.2月28日10时02分
B.2月27日10时02分
C.2月29日10时
D.3月1日10时02分
3.若飞机沿b过a继续绕地球
飞行一周，飞行员看到的二
次日出的周期：
A.大于一个点的太阳高度=直射点的纬度（记住）
17
极点上，在极昼期间，极点上见到的太阳 高度在一天之内是没有变化的，其太阳高 度始终等于太阳直射点的纬度(如图乙)。
h
18
太阳日出、日落的方位
问：1、北半球刚好极昼的纬度A是（80°N） 2、A纬度的正午太阳高度H为 （20°）
规律六：刚好极昼的纬线纬度与直射的 纬度互余， 其H＝2 ∠a°
24
2
1
北半球
设：某地极昼多时， ∠1（12时的H)=30 °, ∠2(0时的h)=10°
（1）求太阳直射的纬度 先看公式 25
E N
A W
地球侧视图
N
地
平
圈
A
S
S
规律1-3：观察地点在赤道上，则太阳 运行轨道面与地平圈垂直
9
天球立体图
Ｂ
E
N
夏至
A
春秋分
W
地球侧视图
A
夏至
地平圈
春秋分
S
冬至
规律1-4：观察地点在极点，则太阳运 行轨道与地平圈平行。
10
2、日出与日落问题
11
东北升起
Ｂ 夏至
春秋分 东南升起
冬至
E
N
A
西北落下
2.一架飞机2月28日10时从a地沿某纬线飞向b，2分钟后，
到达b地的时刻为
从东向西，日期加一天
A.2月28日10时02分
B.2月27日10时02分
C.2月29日10时
D.3月1日10时02分
3.若飞机沿b过a继续绕地球
飞行一周，飞行员看到的二
次日出的周期：
A.大于一个点的太阳高度=直射点的纬度（记住）
17
极点上，在极昼期间，极点上见到的太阳 高度在一天之内是没有变化的，其太阳高 度始终等于太阳直射点的纬度(如图乙)。
h
18
太阳日出、日落的方位
太阳视运动轨迹图解
始终在正南 时南时北
始终在正北
B（天顶）
C
N
A
夏至 春秋分 冬至
S
D
A点为北温带上的任意点
天球图 N
C
B（天顶）
C
夏至
A
春秋分
冬至
D S
N
B（天顶）
A 夏至 春秋分 冬至
S
D
B为天顶，CD为地平圈
由于天球半径为无穷大，把整个地球看成一个质点Ａ。
三条平行线：二分二至时太阳运动的轨迹在天球上的投影。
天球图
N C
B（天顶）
夏至
A
春秋分
冬至
地平圈
D S
旋转成正直（天顶朝上）的图形
天球立体图
Ｂ
夏至
春秋分
冬至
E
N
S
A
W
地平圈
Ａ点为观察地点，Ｂ点为天顶
三条平行线变成了三条带有运动方向的曲线 确定出地表上东、南、西、北四个方向
天球立体图
Ｂ
E N
A W
地球侧视图
夏至 C
春秋分 冬至
N A
S
B（天）
夏至 春秋分 冬至
在北半球地平圈上看来，太阳视运动表现为顺时针方向， 而南半球则为逆时针方向。
极 昼 圈
极昼圈至 极点之间
极 点
Ｂ
E
N
S
A
W
规律3：判断季节(月份)
1、根据倾斜方向判定半球：南斜（北半球） 北斜（南半球）
2、根据路线长短判定季节： 红色（超过半圈）——夏至 黑色（不足半圈）——冬至 蓝色（正好半圈）——二分
正北升起Ｂ
夏至
春秋分
E
N
高三地理一轮专题复习太阳视运动轨迹图解课件
根据太阳视运动轨迹图，计算某地地 方时差，并分析其形成原因。
备考策略与建议
强化基础知识
多做真题练习 注重思维训练
THANKS
感谢观看
高三地理一轮专题复习太阳视运动 轨迹图解课件
• 太阳视运动轨迹图在高考中的应
太阳视运动轨迹图定义 01 02
太阳视运动轨迹图的重要性
太阳视运动轨迹图的绘制方法
01
选择合适的投影面，通 常为地球的赤道面或黄 道面。
02
根据地球公转轨道和自 转轴的方向，确定太阳 在天空中的运动轨迹。
03
在图上标出各节气的时 间点和太阳的高度角、 方位角等信息。
根据分析结果，结合基本概念 和规律，得出答案。
高频考点分析
太阳视运动轨迹图的判读
太阳视运动轨迹图与地球公转自转的关系
太阳视运动轨迹图与地方时差的关系
历年真题解析
2019年全国卷Ⅰ
根据太阳视运动轨迹图，分析某地日 出日落时间及昼夜长短情况。
2018年全国卷Ⅱ
2017年全国卷Ⅰ
根据太阳视运动轨迹图，判断某地太 阳直射点的位置，并分析其对当地气 候的影响。
赤道区的太阳视运动轨迹图
春分和秋分时，太阳轨迹为水平线。 夏至和冬至时，太阳轨迹为北半圆和南半圆。
判断节气和日期
节气判断
日期判断
根据太阳视运动轨迹图中的日出日落 时间，可以判断出当地的日期，如某 月某日是国际日期变更线以西的第一 个白昼或最后一个白昼。
判断昼夜长短
昼长计算 夜长计算
判断太阳直射点的位置
04
可根据需要添加其他地 理要素，如地形、城市 等，以丰富图表的表达 内容。
极昼极夜区的太阳视运动轨迹图
极昼区
《太阳的视运动》PPT课件
３、当太阳处在正北方上空时，国际标准时为20时，则该 地的经度位置是（ ）
A、120°W B、0° C、60°E D、180° 21
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
25
②南回归线以南：南回归线以南太阳终年北 射，正午日影始终朝南；纬度越高，日影越长； 12月22日达一年中最长，6月22日达一年中最
③南北回归线之间的地区：正午时，在南北 回归线内，太阳有直射、南射和北射。正午日 影有时无、有时向南、有时向北；长短由正午
(4)极点:任何时候日影始终朝南或北,且日影长 短无日变化。
1. 确定时间：当某地太阳高度达到一天中
的最大值时，此时日影最短，当地地方时为
12
2. 确定房屋朝向：北回归线以北的地区，
正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线
以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
3. 判断日影长短及方向：正午太阳高度越
高，日影越短，反之越长，且日影方向总是
背向太阳。
34
4. 根据正午太阳高度定位，进而判断该
9
3、北半球冬半球，太阳直射南北球，全球各地 太阳东南升，西南落，纬度越高，太阳升落的 方位越偏南（出现极昼的地方太阳从正南升起， 在正南落下） 4、就某一地点而言，在太阳直射点向北运动期 间，太阳升落的方位将日渐偏北；反之则日渐 偏南。 5、南北极点上，太阳高度在一天中是不变的 （即太阳周日视运动轨迹总是与极点的地平圈 平行），太阳在一天中没有明显的升起和落下。
A、120°W B、0° C、60°E D、180° 21
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
25
②南回归线以南：南回归线以南太阳终年北 射，正午日影始终朝南；纬度越高，日影越长； 12月22日达一年中最长，6月22日达一年中最
③南北回归线之间的地区：正午时，在南北 回归线内，太阳有直射、南射和北射。正午日 影有时无、有时向南、有时向北；长短由正午
(4)极点:任何时候日影始终朝南或北,且日影长 短无日变化。
1. 确定时间：当某地太阳高度达到一天中
的最大值时，此时日影最短，当地地方时为
12
2. 确定房屋朝向：北回归线以北的地区，
正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线
以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
3. 判断日影长短及方向：正午太阳高度越
高，日影越短，反之越长，且日影方向总是
背向太阳。
34
4. 根据正午太阳高度定位，进而判断该
9
3、北半球冬半球，太阳直射南北球，全球各地 太阳东南升，西南落，纬度越高，太阳升落的 方位越偏南（出现极昼的地方太阳从正南升起， 在正南落下） 4、就某一地点而言，在太阳直射点向北运动期 间，太阳升落的方位将日渐偏北；反之则日渐 偏南。 5、南北极点上，太阳高度在一天中是不变的 （即太阳周日视运动轨迹总是与极点的地平圈 平行），太阳在一天中没有明显的升起和落下。
太阳视运动
•夏半年太阳从东偏北升起，从西偏北落下； •二分时太阳从正东升起，从正西落下； •冬半年从东偏南升起，从西偏南落下
继续
Ｂ
夏至
春秋分
B
冬至
夏至
春秋分 冬至
E N
a
A
b
W
c
d
S
a
N A
b
c
S
规律3：北半球某地观察
三条太阳运行轨道面都平行， 它们与地表的交角相等，即：∠a=∠b=∠c,
该角与当地纬度（d）互余，即：∠b+∠d=90°
1、根据倾斜方向判定半球：南斜（北半球） 北斜（南半球）
2、根据路线长短判定季节： 红色（超过半圈）——夏至 黑色（不足半圈）——冬至 蓝色（正好半圈）——二分
继续
太阳视运动轨迹图解
C
N
B（天顶）
A
夏至 春秋分 冬至
S
D
A点为北温带上的任意点
继续
天球图
C
N
B（天顶）
夏至
C
N A
B至
春秋分 冬至
D S
S
D
B为天顶，CD为地平圈 三条平行线：二分二至时太阳运动的轨迹在 由于天球半径为无穷大，把整个地球看成一 个质点Ａ 天球上的投影
继续
天球图
N
C A
B（天顶）
夏至
春秋分
冬至
D S
旋转成正直（天顶朝上）的图形
继续
天球立体图
Ｂ 夏至 春秋分
冬至
E N A W S
Ａ点为观察地点，Ｂ点为天顶
三条平行线变成了三条带有运动方向的曲线 确定出地表上东、南、西、北四个方向
继续
天球立体图
继续
Ｂ
夏至
春秋分
B
冬至
夏至
春秋分 冬至
E N
a
A
b
W
c
d
S
a
N A
b
c
S
规律3：北半球某地观察
三条太阳运行轨道面都平行， 它们与地表的交角相等，即：∠a=∠b=∠c,
该角与当地纬度（d）互余，即：∠b+∠d=90°
1、根据倾斜方向判定半球：南斜（北半球） 北斜（南半球）
2、根据路线长短判定季节： 红色（超过半圈）——夏至 黑色（不足半圈）——冬至 蓝色（正好半圈）——二分
继续
太阳视运动轨迹图解
C
N
B（天顶）
A
夏至 春秋分 冬至
S
D
A点为北温带上的任意点
继续
天球图
C
N
B（天顶）
夏至
C
N A
B至
春秋分 冬至
D S
S
D
B为天顶，CD为地平圈 三条平行线：二分二至时太阳运动的轨迹在 由于天球半径为无穷大，把整个地球看成一 个质点Ａ 天球上的投影
继续
天球图
N
C A
B（天顶）
夏至
春秋分
冬至
D S
旋转成正直（天顶朝上）的图形
继续
天球立体图
Ｂ 夏至 春秋分
冬至
E N A W S
Ａ点为观察地点，Ｂ点为天顶
三条平行线变成了三条带有运动方向的曲线 确定出地表上东、南、西、北四个方向
继续
天球立体图
《太阳视运动图解》课件
解释季节变化
太阳视运动图解可以展示不同季节中太阳的位置和高度变化，有 助于学生理解季节的形成和变化。
在天文观测中的应用
1 2 3
预测天体位置
通过太阳视运动图解，天文爱好者可以预测太阳 和其他天体的位置，便于观测和拍摄。
天文现象分析
太阳视运动图解可以用来分析一些天文现象，如 日食、月食等，有助于深入了解这些天文事件的 形成和变化。
春分和秋分时，太阳从正东升 起，正西落下，一天之内太阳 高度变化不大。
夏至、冬至时太阳视运动
夏至时，太阳从东北升起，西 北落下，太阳高度角较大；冬 至时，太阳从东南升起，阳高度角 较高，冬季较低。一天之内， 太阳高度角从日出时的低值逐 渐升高，至正午达到最大值， 然后逐渐降低至日落时为低值 。
连接太阳位置
用平滑的曲线将四个节气时的太 阳位置连接起来，形成太阳视运 动轨迹。
确定地球自转轴的方向
根据指南针确定地球自转轴的北 向和南向。
添加时间和方向标注
在轨迹上标注时间点和方向，以 便观察太阳的运动轨迹和方向变 化。
注意事项
确保绘图工具准确无误，避免误差影响图解的准 01 确性。
在绘制过程中，要保持赤道线和太阳位置的准确 02 性，避免误差累积。
03 太阳高度角
太阳光与地平面之间的夹角，影响太阳视运动的 轨迹和速度。
太阳视运动的意义
指导时间计量
01
通过观察太阳在天空中的位置，人们可以大致判断时间，从而
指导生活和工作。
指导方向判断
02
太阳东升西落的规律帮助人们判断方向，尤其在没有其他参照
物的情况下。
揭示地球自转
03
太阳视运动是地球自转的直接证据，有助于人们认识地球的运
太阳视运动图解可以展示不同季节中太阳的位置和高度变化，有 助于学生理解季节的形成和变化。
在天文观测中的应用
1 2 3
预测天体位置
通过太阳视运动图解，天文爱好者可以预测太阳 和其他天体的位置，便于观测和拍摄。
天文现象分析
太阳视运动图解可以用来分析一些天文现象，如 日食、月食等，有助于深入了解这些天文事件的 形成和变化。
春分和秋分时，太阳从正东升 起，正西落下，一天之内太阳 高度变化不大。
夏至、冬至时太阳视运动
夏至时，太阳从东北升起，西 北落下，太阳高度角较大；冬 至时，太阳从东南升起，阳高度角 较高，冬季较低。一天之内， 太阳高度角从日出时的低值逐 渐升高，至正午达到最大值， 然后逐渐降低至日落时为低值 。
连接太阳位置
用平滑的曲线将四个节气时的太 阳位置连接起来，形成太阳视运 动轨迹。
确定地球自转轴的方向
根据指南针确定地球自转轴的北 向和南向。
添加时间和方向标注
在轨迹上标注时间点和方向，以 便观察太阳的运动轨迹和方向变 化。
注意事项
确保绘图工具准确无误，避免误差影响图解的准 01 确性。
在绘制过程中，要保持赤道线和太阳位置的准确 02 性，避免误差累积。
03 太阳高度角
太阳光与地平面之间的夹角，影响太阳视运动的 轨迹和速度。
太阳视运动的意义
指导时间计量
01
通过观察太阳在天空中的位置，人们可以大致判断时间，从而
指导生活和工作。
指导方向判断
02
太阳东升西落的规律帮助人们判断方向，尤其在没有其他参照
物的情况下。
揭示地球自转
03
太阳视运动是地球自转的直接证据，有助于人们认识地球的运
太阳视运动轨迹图解
A
a
N
46° B
S
太阳视运动图的判读
1.确定出地表上东、南、西、北四个方向
(根据太阳东升西落)。 2.确定是南北半球的地点。 （看正午时太阳偏于那边天空）。 3.确定节气，太阳直射的纬度，确定发生 极昼区某地的纬度。 4.确定日出日落方向。 5.确定正午太阳高度角。 6.确定昼夜长短状况。
• [例]下图表示某地一天中两个不同时刻太阳光线 与地面的夹角，回答：
答：甲是北极点，太阳高度相等=22度，说明太阳 直射在北纬22度，刚好极昼的纬度是北纬68度
2
1
北半球
设：某地极昼多时， ∠1（12时的H)=30 °, ∠2(0时的h)=10° 求：1、某地的纬度 2、求太阳直射的纬度
练习： 上图表示某地某日太阳运动轨道图，已 知正午太阳位于A点，∠ABS=46°，求观察地点的 纬度____，太阳直射的纬度_____。
NＢ 夏至B（天顶）
A 春秋分
a EA
冬至
b
N
a A bc c
S
W
N
规律3：S 北半球某地观察
三条太阳运行轨道面都平行，
B 夏至
春秋分
冬至
A
a bc
A
S
它们与地表的交角相等，即：∠a=∠b=∠c,
该角与当地纬度（A）互余，即：∠b+∠A=90°
（参照幻灯片1）
Ｂ
E
N
S
A
规律5：判断季节(W月份)
Ｂ
夏至
春秋分
冬至
E
N
S
A
W
Ａ点为观察地点，Ｂ点为天顶
三条平行线变成了三条带有运动方向的曲线
确定出地表上东、南、西、北四个方向
a
N
46° B
S
太阳视运动图的判读
1.确定出地表上东、南、西、北四个方向
(根据太阳东升西落)。 2.确定是南北半球的地点。 （看正午时太阳偏于那边天空）。 3.确定节气，太阳直射的纬度，确定发生 极昼区某地的纬度。 4.确定日出日落方向。 5.确定正午太阳高度角。 6.确定昼夜长短状况。
• [例]下图表示某地一天中两个不同时刻太阳光线 与地面的夹角，回答：
答：甲是北极点，太阳高度相等=22度，说明太阳 直射在北纬22度，刚好极昼的纬度是北纬68度
2
1
北半球
设：某地极昼多时， ∠1（12时的H)=30 °, ∠2(0时的h)=10° 求：1、某地的纬度 2、求太阳直射的纬度
练习： 上图表示某地某日太阳运动轨道图，已 知正午太阳位于A点，∠ABS=46°，求观察地点的 纬度____，太阳直射的纬度_____。
NＢ 夏至B（天顶）
A 春秋分
a EA
冬至
b
N
a A bc c
S
W
N
规律3：S 北半球某地观察
三条太阳运行轨道面都平行，
B 夏至
春秋分
冬至
A
a bc
A
S
它们与地表的交角相等，即：∠a=∠b=∠c,
该角与当地纬度（A）互余，即：∠b+∠A=90°
（参照幻灯片1）
Ｂ
E
N
S
A
规律5：判断季节(W月份)
Ｂ
夏至
春秋分
冬至
E
N
S
A
W
Ａ点为观察地点，Ｂ点为天顶
三条平行线变成了三条带有运动方向的曲线
确定出地表上东、南、西、北四个方向
太阳视运动轨迹图解72070
夏至 E
N
S
A
W
规律1-2：观察点A位于南半球，则太
阳运行轨道面均向北倾斜
精选ppt课件
继4 续
夏至 春Ｂ秋分 冬至
E
N
S
A
W
规律1-3：观察地点在赤道上，则太阳
运行轨道面与地平圈垂直
精选ppt课件
继5 续
东北升起
Ｂ 夏至
春秋分 东南升起
冬至
E
N
A
西北落下
W
S
西南落下
规律2：北半球某地观察日出
•夏半年太阳从东偏北升起，从西偏北落下；
在极点与极昼圈之间的极昼地带，全天24小时太阳高度角都大于 0°，其中日最小太阳高度角与正午太阳高度角之和等于阳光直 射点纬度数的2倍，此时处于极点与极昼圈之间地带的某地点太 阳高度日变化曲线及太阳视运动图如图7、图8（南半球图）和图 9（北半球图）所示。
太阳高度角
h1
h2
0
12
图7
S
h2
24 时刻
太阳高度
2h°
E
N
2h°
S
W 地平圈
0
12 24 时刻
图5
N
图4
E
2h°
S
W 地平圈
图6
精选ppt课件
16
2
1
设：某地极昼多时，∠1=30 °、 ∠2=10°，求：1、某地的纬度 2、求太阳直射的纬度
规律七：
（∠1+ ∠2）/2＝太阳直射的纬度
精选ppt课件
17
⑵极昼圈与极点之间地区的太阳周日视运动状况
13
Ｂ
E
N
S
A
太阳视运动轨迹详细图解
太阳视运动轨迹详细图解
日出日落方位判定：
由于日影朝向与太阳方位相反， 因此可以通过日影朝向来判别日出日 落方位。
看看下面几幅日照图 你得出什么结论？
春秋二分日照图
A
A
B
B
C
C
春秋二分全球除极点地区 日出正东，日落正西
夏至日日照图
A
A
B
B
C
C
夏至日全球除极昼极夜区 日出东北，日落西北
冬至日日照图
A
A
B
B
C
C
冬至日全球除极昼极夜区 日出东南，日落西南
日出日落方向的确定
太阳射点在北半球时，地球上（除 极昼、极夜地区）日出方位均在东北， 日落于西北。
太阳直射点在南半球时，地球上（除 极昼、极夜地区）日出方位均在东南， 日落于西南。直射在赤道时，为东升， 西落。
极昼处日出日落方向为正北或正南
运用下图可以帮助我们迅速地作出日 出、日落方位和昼夜长短的判断。
1 2
设：某地极昼多时， ∠1（12时的H)=30 °, ∠2(0时的h)=10° 求：1、某地的纬度 2、求太阳直射的纬度
甲
乙
2
1
北半球
练习3：∠1=∠2=22°，求甲乙的纬度
答：甲是北极点，太阳高度相等=22度，说明太阳 直射在北纬22度，刚好极昼的纬度是北纬68度
极圈及其以内地区
（1）极昼期间，太阳高度24小时内都大于或等于零度 。
继续
AN
aa a
直射点
N
A
S
S
设：太阳直射在10°N (a°N)
问：1、北半球刚好极昼的纬度A是（80°N） 2、A纬度的正午太阳高度H为 （20°N）
日出日落方位判定：
由于日影朝向与太阳方位相反， 因此可以通过日影朝向来判别日出日 落方位。
看看下面几幅日照图 你得出什么结论？
春秋二分日照图
A
A
B
B
C
C
春秋二分全球除极点地区 日出正东，日落正西
夏至日日照图
A
A
B
B
C
C
夏至日全球除极昼极夜区 日出东北，日落西北
冬至日日照图
A
A
B
B
C
C
冬至日全球除极昼极夜区 日出东南，日落西南
日出日落方向的确定
太阳射点在北半球时，地球上（除 极昼、极夜地区）日出方位均在东北， 日落于西北。
太阳直射点在南半球时，地球上（除 极昼、极夜地区）日出方位均在东南， 日落于西南。直射在赤道时，为东升， 西落。
极昼处日出日落方向为正北或正南
运用下图可以帮助我们迅速地作出日 出、日落方位和昼夜长短的判断。
1 2
设：某地极昼多时， ∠1（12时的H)=30 °, ∠2(0时的h)=10° 求：1、某地的纬度 2、求太阳直射的纬度
甲
乙
2
1
北半球
练习3：∠1=∠2=22°，求甲乙的纬度
答：甲是北极点，太阳高度相等=22度，说明太阳 直射在北纬22度，刚好极昼的纬度是北纬68度
极圈及其以内地区
（1）极昼期间，太阳高度24小时内都大于或等于零度 。
继续
AN
aa a
直射点
N
A
S
S
设：太阳直射在10°N (a°N)
问：1、北半球刚好极昼的纬度A是（80°N） 2、A纬度的正午太阳高度H为 （20°N）
太阳视运动PPT课件
一、天球
地球以外的天体，距离我们远近 极其悬殊，但是人们都有这样的直觉 印象，日月星辰看上去似乎都一样的 遥远，这就是说一切天体似乎都位于 观测者为球心的球面上。根据这样的 印象，为了研究天体在空中的位置和 运动，引进了一个假想的圆球，叫做 天球。地球以外的天体在天球上都有 各自的投影。人们在说天体位置和运 动的时候，可以把天体的投影看成天 体本身。
第31页/共38页
（三）、四季和五带的划分 1. 四季变化的原因
地球 自转
地球 公转
太
阳
黄
直
赤
射
交
点
角
南
北
移
动
昼夜长短 变化
正午太阳 高度变化
四季更替
第32页/共38页
2 、四季划分 （1）、天文四季
根据昼夜长短和正午太阳高度的变化而划分的四季。 夏季——一年中太阳最高、白昼最长的季节。 冬季——一年中太阳最低、白昼最短的季节。 春秋——冬季和夏季之间的过渡季节
则热带、寒带变小,温带增大; 则热带、寒带变大,温带减小; 则热带、寒带消失,全为温带;
第37页/共38页
感谢您的观看！
第38页/共38页
第34页/共38页
二十四节气歌:
春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相莲， 秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。
第35页/共38页
3、五带的划分 —年太阳辐射总量的多少
无太阳直射 有太阳直射 无太阳直射
第36页/共38页
有极昼极夜
无 极 昼 极 夜
有极昼极夜
4、五带与黄赤交角的关系:
若黄赤交角变小: 若黄赤交角变大: 若黄赤交角为零:
夏至 二分 冬至
E
N
S
W
地球以外的天体，距离我们远近 极其悬殊，但是人们都有这样的直觉 印象，日月星辰看上去似乎都一样的 遥远，这就是说一切天体似乎都位于 观测者为球心的球面上。根据这样的 印象，为了研究天体在空中的位置和 运动，引进了一个假想的圆球，叫做 天球。地球以外的天体在天球上都有 各自的投影。人们在说天体位置和运 动的时候，可以把天体的投影看成天 体本身。
第31页/共38页
（三）、四季和五带的划分 1. 四季变化的原因
地球 自转
地球 公转
太
阳
黄
直
赤
射
交
点
角
南
北
移
动
昼夜长短 变化
正午太阳 高度变化
四季更替
第32页/共38页
2 、四季划分 （1）、天文四季
根据昼夜长短和正午太阳高度的变化而划分的四季。 夏季——一年中太阳最高、白昼最长的季节。 冬季——一年中太阳最低、白昼最短的季节。 春秋——冬季和夏季之间的过渡季节
则热带、寒带变小,温带增大; 则热带、寒带变大,温带减小; 则热带、寒带消失,全为温带;
第37页/共38页
感谢您的观看！
第38页/共38页
第34页/共38页
二十四节气歌:
春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相莲， 秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。
第35页/共38页
3、五带的划分 —年太阳辐射总量的多少
无太阳直射 有太阳直射 无太阳直射
第36页/共38页
有极昼极夜
无 极 昼 极 夜
有极昼极夜
4、五带与黄赤交角的关系:
若黄赤交角变小: 若黄赤交角变大: 若黄赤交角为零:
夏至 二分 冬至
E
N
S
W
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
北极星
夏至
O
23.5° -23.5°
春秋分
冬至
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
北极星
夏至
O
春秋分
冬至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
极点地平面 45°N地平面
地球
另一视角的45°N地平面
赤道
赤道地平面
极点地平面
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
天球
赤道地平面
北极星
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
赤道地平面
h
H
N E O N W
E
三、太阳的方位角和时间的关系
S
S
d c a τ y e h H x O N E z H W
b
N
三、太阳的方位角和时间的关系
春秋分太阳方位角公式： cosA= - sinφsinh/cosφcosh 计算举例：北纬60°（φ= 60° ） 1.日出日落（h=0°）太阳方位 cosA=-sin60°sin0°/cos60°cos0° d =0 b A=90°或270° e H 即正东或正西 2.正午太阳高度角（ A=180° ） h z W cos180°=-sin60°sinh/cos60°cosh sinh/cosh=tanh=1/tan60° y (0 ° ≤h≤90 °） h=30° 3.下午两点太阳方位（ τ =30°） 90°-B sinh=cos60°cos30°=3^0.5/4 （270°-A） cosh=13^0.5/4 cosA =-sin60°sinh/cos60°cosh =-3/13^0.5 N A≈146.3°或213.7° 因为是下午，所以A应为213.7°，即南偏西33.7°
Z P
S
φ O
三、太阳的方位角和时间的关系
春秋分 S P
δ
O
三、太阳的方位角和时间的关系
90°-h
Z 90°-δ
90°-φ P
S
O
三、太阳的方位角和时间的关系
Z P
S
τ
O
三、太阳的方位角和时间的关系
Z P
S
O
A
三、太阳的方位角和时间的关系
90°-h
Z A 90°-δ
90°-φ τ P
Z A
S
90°-φ τ
P
90°-h
90°-δ S O
三、太阳的方位角和时间的关系
Z 90°-φ 太阳高度角公式：sinh=sinδsinφ+cosδcosφcosτ 计算举例：北纬60°（φ= 60° ） 直射点在北纬20°（ δ =20°） 1. 日出日落（h=0°）时间 sin0°=sin20°sin60°+cos20°cos60°cosτ cosτ≈2.25 τ≈129.08°或230.92° 即20点36.3分或3点23.7分 2.正午太阳高度角（ τ=0° ） sinh= sin20°sin60°+cos20°cos60°cos 0° ≈0.87 (0 ° ≤h≤90 °） h=50°
O
北极星
冬至 春秋分
夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
日落
赤道地平面
O
白天
北极星
晚上 日出
冬至 春秋分 夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
日落
赤道地平面
O
S
E
W
白天
北极星（N）
晚上
日出
春秋分
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
日落
赤道地平面
O
S
E
W
白天
北极星（N）
晚上 日出
冬至 夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
c a S H x A τ
O
E
三、太阳的方位角和时间的关系
W
S
(W) (E)
N
W E 侧视图
俯视图
E
立体图
三、太阳的方位角和时间的关系
W
春秋分
δ H
φ
N (E) (W)
S
E
侧视图
俯视图
三、太阳的方位角和时间的关系
Z P
S
O
三、太阳的方位角和时间的关系
Z P
S
h
O
三、太阳的方位角和时间的关系
W
(W) S (E) N
W E 侧视图 E
俯视图
立体图
三、太阳的方位角和时间的关系
Wቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H
S
(W) (E)
φ
N
E
侧视图
俯视图
三、太阳的方位角和时间的关系
W
b e S τ a (E) c d h
(W)
φ
N
E
侧视图
俯视图
三、太阳的方位角和时间的关系
春秋分太阳高度角公式：sinh=cosφcosτ S S d c a H τ e b W 计算举例：北纬60°（φ= 60° ） 1.日出日落（h=0°）时间 sin0°=cos60°cosτ cosτ=0 τ=90°或270° 即18点或6点 2.正午太阳高度角（ τ=0° ） sinh= cos60°cos 0° =0.5 (0 ° ≤h≤90 °） h=30°
A τ
90°-h 90°-δ S
四、公式总结
太阳的高度角h：太阳和地平面的夹角 当地纬度φ：北极星和地平面的夹角 太阳视运动轨迹的赤纬δ：太阳和春秋分时太阳视运动轨迹（天赤道）的夹角 太阳的时角τ：太阳从正午时刻开始在太阳视运动轨迹上转过的角度 太阳的方位角A：太阳从正北开始在地平面上转过的角度
太阳高度角公式：sinh=sinδsinφ+cosδcosφcosτ 太阳方位角公式： cosA=(sinδ-sinhsinφ)/coshcosφ
在春秋分时的特殊形式： 春秋分太阳高度角公式：sinh=cosφcosτ 春秋分太阳方位角公式：cosA= - sinφsinh/cosφcosh
在正午时的特殊形式： 正午太阳高度角公式：sinH=sinδsinφ+cosδcosφ=sin(90°-φ+δ) (在南半球δ为负数)
北极星
北极地平面
O
夏至
白天
春秋分
晚上
冬至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
45°N地平面
夏至
春秋分 冬至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
45°N地平面
S
W
N
E
春秋分
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
45°N地平面
S
W N
E
夏至
冬至
三、太阳的方位角和时间的关系
N
顺时针方向 1 A1
W
O
A2
E
2 S
三、太阳的方位角和时间的关系
要解决的问题： 如何知道每天某一时刻太阳在我们的什么方向
目录：
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
P2-6
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
P7-16
三、太阳的方位角和时间的关系
P17-35
（在第三部分中，我也会顺便介绍每天某一时刻太阳高度角的计算方法。）
四、公式总结
P36
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
北极星 天球
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
τ=30°
τ=0°
τ=330° τ=300°
τ=60° τ=90° τ=120° τ=150° τ=240° τ=210°
τ=270°
τ=180°
真太阳时和时角的对应关系
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
北极星
夏至
δ
春秋分
冬至
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
A τ
90°-h 90°-δ S
P
三、太阳的方位角和时间的关系
Z 太阳方位角公式： cosA=(sinδ-sinhsinφ)/coshcosφ 90°-φ 计算举例：北纬60°（φ= 60° ） 直射点在北纬20°（ δ =20°） 1.日出日落（h=0°）太阳方位 cosA=(sin20°-sin60°sin0°)/cos60°cos0° ≈0.81 A≈46.84°或313.16° P 即北偏东46.84°或北偏西46.84° 2.正午太阳高度角（ A=180° ） cos180°=(sin20°-sin60°sinh)/cos60°cosh cos60°cosh+sin20°= sin60°sinh (0 ° ≤h≤90 °） h=50° 3.下午两点太阳方位（ τ = 30° ） sinh=sin 20° sin60°+cos 20° cos60°cos 30° ≈0.70 cosh≈0.71 cosA =( sin20°-sin60°sinh)/ cos60°cosh ≈-0.75 A≈138.6°或221.4° 因为是下午，所以A应为221.4°，即南偏西41.4°
夏至
O
23.5° -23.5°
春秋分
冬至
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
北极星
夏至
O
春秋分
冬至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
极点地平面 45°N地平面
地球
另一视角的45°N地平面
赤道
赤道地平面
极点地平面
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
天球
赤道地平面
北极星
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
赤道地平面
h
H
N E O N W
E
三、太阳的方位角和时间的关系
S
S
d c a τ y e h H x O N E z H W
b
N
三、太阳的方位角和时间的关系
春秋分太阳方位角公式： cosA= - sinφsinh/cosφcosh 计算举例：北纬60°（φ= 60° ） 1.日出日落（h=0°）太阳方位 cosA=-sin60°sin0°/cos60°cos0° d =0 b A=90°或270° e H 即正东或正西 2.正午太阳高度角（ A=180° ） h z W cos180°=-sin60°sinh/cos60°cosh sinh/cosh=tanh=1/tan60° y (0 ° ≤h≤90 °） h=30° 3.下午两点太阳方位（ τ =30°） 90°-B sinh=cos60°cos30°=3^0.5/4 （270°-A） cosh=13^0.5/4 cosA =-sin60°sinh/cos60°cosh =-3/13^0.5 N A≈146.3°或213.7° 因为是下午，所以A应为213.7°，即南偏西33.7°
Z P
S
φ O
三、太阳的方位角和时间的关系
春秋分 S P
δ
O
三、太阳的方位角和时间的关系
90°-h
Z 90°-δ
90°-φ P
S
O
三、太阳的方位角和时间的关系
Z P
S
τ
O
三、太阳的方位角和时间的关系
Z P
S
O
A
三、太阳的方位角和时间的关系
90°-h
Z A 90°-δ
90°-φ τ P
Z A
S
90°-φ τ
P
90°-h
90°-δ S O
三、太阳的方位角和时间的关系
Z 90°-φ 太阳高度角公式：sinh=sinδsinφ+cosδcosφcosτ 计算举例：北纬60°（φ= 60° ） 直射点在北纬20°（ δ =20°） 1. 日出日落（h=0°）时间 sin0°=sin20°sin60°+cos20°cos60°cosτ cosτ≈2.25 τ≈129.08°或230.92° 即20点36.3分或3点23.7分 2.正午太阳高度角（ τ=0° ） sinh= sin20°sin60°+cos20°cos60°cos 0° ≈0.87 (0 ° ≤h≤90 °） h=50°
O
北极星
冬至 春秋分
夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
日落
赤道地平面
O
白天
北极星
晚上 日出
冬至 春秋分 夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
日落
赤道地平面
O
S
E
W
白天
北极星（N）
晚上
日出
春秋分
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
日落
赤道地平面
O
S
E
W
白天
北极星（N）
晚上 日出
冬至 夏至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
c a S H x A τ
O
E
三、太阳的方位角和时间的关系
W
S
(W) (E)
N
W E 侧视图
俯视图
E
立体图
三、太阳的方位角和时间的关系
W
春秋分
δ H
φ
N (E) (W)
S
E
侧视图
俯视图
三、太阳的方位角和时间的关系
Z P
S
O
三、太阳的方位角和时间的关系
Z P
S
h
O
三、太阳的方位角和时间的关系
W
(W) S (E) N
W E 侧视图 E
俯视图
立体图
三、太阳的方位角和时间的关系
Wቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H
S
(W) (E)
φ
N
E
侧视图
俯视图
三、太阳的方位角和时间的关系
W
b e S τ a (E) c d h
(W)
φ
N
E
侧视图
俯视图
三、太阳的方位角和时间的关系
春秋分太阳高度角公式：sinh=cosφcosτ S S d c a H τ e b W 计算举例：北纬60°（φ= 60° ） 1.日出日落（h=0°）时间 sin0°=cos60°cosτ cosτ=0 τ=90°或270° 即18点或6点 2.正午太阳高度角（ τ=0° ） sinh= cos60°cos 0° =0.5 (0 ° ≤h≤90 °） h=30°
A τ
90°-h 90°-δ S
四、公式总结
太阳的高度角h：太阳和地平面的夹角 当地纬度φ：北极星和地平面的夹角 太阳视运动轨迹的赤纬δ：太阳和春秋分时太阳视运动轨迹（天赤道）的夹角 太阳的时角τ：太阳从正午时刻开始在太阳视运动轨迹上转过的角度 太阳的方位角A：太阳从正北开始在地平面上转过的角度
太阳高度角公式：sinh=sinδsinφ+cosδcosφcosτ 太阳方位角公式： cosA=(sinδ-sinhsinφ)/coshcosφ
在春秋分时的特殊形式： 春秋分太阳高度角公式：sinh=cosφcosτ 春秋分太阳方位角公式：cosA= - sinφsinh/cosφcosh
在正午时的特殊形式： 正午太阳高度角公式：sinH=sinδsinφ+cosδcosφ=sin(90°-φ+δ) (在南半球δ为负数)
北极星
北极地平面
O
夏至
白天
春秋分
晚上
冬至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
45°N地平面
夏至
春秋分 冬至
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
45°N地平面
S
W
N
E
春秋分
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
45°N地平面
S
W N
E
夏至
冬至
三、太阳的方位角和时间的关系
N
顺时针方向 1 A1
W
O
A2
E
2 S
三、太阳的方位角和时间的关系
要解决的问题： 如何知道每天某一时刻太阳在我们的什么方向
目录：
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
P2-6
二、太阳视运动轨迹和纬度的关系
P7-16
三、太阳的方位角和时间的关系
P17-35
（在第三部分中，我也会顺便介绍每天某一时刻太阳高度角的计算方法。）
四、公式总结
P36
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
北极星 天球
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
τ=30°
τ=0°
τ=330° τ=300°
τ=60° τ=90° τ=120° τ=150° τ=240° τ=210°
τ=270°
τ=180°
真太阳时和时角的对应关系
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
北极星
夏至
δ
春秋分
冬至
一、天球上的太阳视运动轨迹示意图
A τ
90°-h 90°-δ S
P
三、太阳的方位角和时间的关系
Z 太阳方位角公式： cosA=(sinδ-sinhsinφ)/coshcosφ 90°-φ 计算举例：北纬60°（φ= 60° ） 直射点在北纬20°（ δ =20°） 1.日出日落（h=0°）太阳方位 cosA=(sin20°-sin60°sin0°)/cos60°cos0° ≈0.81 A≈46.84°或313.16° P 即北偏东46.84°或北偏西46.84° 2.正午太阳高度角（ A=180° ） cos180°=(sin20°-sin60°sinh)/cos60°cosh cos60°cosh+sin20°= sin60°sinh (0 ° ≤h≤90 °） h=50° 3.下午两点太阳方位（ τ = 30° ） sinh=sin 20° sin60°+cos 20° cos60°cos 30° ≈0.70 cosh≈0.71 cosA =( sin20°-sin60°sinh)/ cos60°cosh ≈-0.75 A≈138.6°或221.4° 因为是下午，所以A应为221.4°，即南偏西41.4°