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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° 34° 为 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° 。

感谢 mryangfk 提供的计算公式,相信科学,应该没错的. 补充一下找到的计算昼夜长短、日出日落时间的通式 计算昼夜长短、日出日落时间的通式 下面是一个计算任意地方在任意一天昼夜长短、日出日落时间的通式,不知道正确不正确,现在贴出 来,请大家批评指正。 假设某天太阳直射的纬度为 M 度(M 在+23.5 到-23.5 之间),观察者所处的纬度为 N 度(N 在+90 到-90 之间),那么这天 N 度地点的夜长为: T=(2/15)arccos(tgMtgN) 小时……(1) (说明:如果人在北半球,太阳在南半球,则 M 应该取负值,那么结果也是负值,该值表示的是北半 球那人所看到的昼长。) 日出时刻为 arccos(tgMtgN)/15 (当地时刻)……(2) 日落时刻为 24-arccos(tgMtgN)/15 (当地时刻)……(3) 例如,要计算北京在夏至这一天的夜长,已知北京在北纬 40 度,即 N=40,夏至这天太阳直射北纬 2 3.5 度,即 M=23.5,把 N 和 M 的值代入(1)式,可计算出这天北京的夜长为 9.15 小时。 上面的公式中,M 和 N 的地位等同,所以在一定范围内可互换。比方说,某人在北纬 20 度、太阳在 北纬 10 度与某人在北纬 10 度、太阳在北纬 20 度的昼夜长短一样,日出日落时刻也一样。 用上面的公式(1)也可以计算某天极昼和极夜出现的纬度。例如计算太阳在北纬 M 度这一天,北极 出现极昼的纬度。把 T=0(极昼时夜长为 0)代入(1)式,可以得到 N=90-M 。就是说,当太阳在北纬 2 0 度时,北极出现极昼的最低纬度是北纬 70 度;当太阳在北回归线(北纬 23.5 度)这一天,北极出现极 昼的最低纬度是北纬 66.5 度。当然,因为地球两极略扁,不是个标准球,所以计算结果比实际值略大。

上面的公式是在简化的理想条件下得到的,所以是个近似值。简化理想条件是:1 假设地球是个标准球体;

2 忽略人的身高 3 假设每天太阳的轨迹圆是相互平行的(实际上太阳的轨迹圆不是平行的,是弹簧状,所 以早上太阳升起的纬度和落下的纬度不同,上午和下午的长短也不同)。

关于赤道地区太阳升落方向的问题

这个问题我的理解是,除了南北两极外的地球上任何地点,其太阳出没点的地平方位是偏 南还是偏北,取决于太阳直射南半球还是北半球,而与观测地点位于何处无关,所以说,在 赤道地区也应该是太阳夏季在东北升起在西北落下,冬季在东南升起西南落下。 另外,也只有在赤道上,太阳升落的方位角才与太阳直射点的纬度值相同(方位角以地平圈 的东西点为起算点) , 例如,在北半球的夏至日,太阳光直射北回归线,那么在赤道上,日影与当地纬线交角为 2 3°26′,这意味着太阳在夏至日时将从东偏北 23°26′的地方升起。纬度越高的话,日影与经线 的交角也越来越小,这说明无论南北半球,随着纬度的升高,太阳升起的方位逐渐偏北,直 至南北极圈,而在南北极圈上则是太阳从正北方升落。

抱歉!上述图片有误

朱泉先生:看来您的作品很符合教科书的教义,但教科书的内容脱离实际,图示不太符合 透视原理,所以从教者命题考学生,尤其高考命题选人才,一定要从慎和附以必要的说明, 以免误人前程,首先必须建立起一个球面立体的形象观念,否则就达不到形象记忆和真实 理解的程度,甚至会犯违实的平面方位原理等等一系列错误,学生学不懂,过在于书之误、 师之错,尤其所谓科学备考确有误人之处,因此主张系统规范,倡导朴正归真,望为之呼 吁,谢!顺便为您的日出方向附加一点重要条件和一点必要的前提,就完善了:A、日出 方向指太阳中心 0 高度理论日出的方向;B、只有测者在赤道上,其“二至”理论日出的方向 与赤道的夹角等于 23 度 26 分,余类推;C、其他纬度的测者,因为测者的真地平与赤道的 夹角的变化,所以日出的视方向相差悬殊,只有春分、秋分太阳赤纬 0 度,环球日出正东, 即天下同南北、共东西的意思;D、因为时差、经差、折光差、视差、半径等因素影响, 理论晨昏线应在地平线下 49.85 分,而且由于地势高差不同,应呈现犬牙交错的现象,尤 其注意任何一日、任何一地的上、下午的光照时间绝对不对称,朝向正南的房子 12:00 的 太阳的光照方向也天天变化,即严格地说,不要把 12:00 的太阳误当成正南 180 度,所以 基础教育不可以所谓理论联系实际命题考学生(因为命题中其地有学子,据实答“错题”, 岂不尴尬)!搁笔容再联系。胡先生
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2009-4-1 19:56 回复

太阳视运动与影子方位
近几年考试中经常有关于影子朝向的问题, 但大多数错误是因同学们没有正确掌握太阳视 运动轨迹变化规律而导致的。例如因为赤道上永远昼夜平分,所以大多学生误认为赤道上 太阳永远是正东升起正西落下。现将规律总结如下: 二分日时, 除两极处于特殊情况外, 其他所有地方都是午前 6 时 (地方时) 日出于正东方, 午后 6 时(即 18 时)日落于正西方,昼夜相等,各 12 小时。中午太阳高度在赤道上是 90° ,向两极逐渐减小,在两极上,高度为 0° 。 二至日,日出日落的方位随纬度有很大不同。夏至日,在北极圈上,太阳在子夜(即北点) 升起,斜倚偏南而上,复在子夜下落,昼长是 24 小时;在南极圈上,太阳在正午(即北 点)升起,随即下落,昼长是 0 小时。在南北两极圈之间的广大地区内,日出于地平的东 偏北方向,日落于地平的西偏北方向,昼长自南向北从 0 小时增到 24 小时。正午太阳高 度在北回归线上是 90° ,向两极逐渐降低。在北回归线以北地区,太阳是从南半部天空经 过,而北回归线以南地区包括南半球上的区域,太阳从南半部天空经过。冬至日,在南极 圈上,太阳在子夜(即南点)升起,斜倚偏北而上,复在子夜下落,昼长是 24 小时;在 北极圈上,太阳在正午(即南点)升起,随即下落,昼长是 0 小时,在南北两极圈之间的 广大地区内,日出于地平的东偏南方向,日落于地平的西偏南方向,昼长自北向南从 0 小 时增到 24 小时。正午太阳高度在南回归线上是 90° ,向两极逐渐降低;在南回归线以南 地区,太阳是从北半部天空经过,而南回归线以北地区包括北半球上的区域,太阳从南半 部天空经过。 在赤道上,全年太阳周日视运动的轨迹都与地平圈相垂直,一半在地平以上,一半在地平 以下,昼夜相等,各 12 小时。在赤道上的二分日,太阳高度的变化是每小时 15° ,正午 太阳在天顶,太阳高度为 90° ,子夜太阳在天底,太阳高度为-90° 。在赤道上竖直杆子, 这两天的杆影从日出到中午指向西方,从中午到日落指向东方。 当太阳直射点纬度等于地理纬度时,中午太阳在天顶上。因此,在北回归线以北的地区, 太阳全年在天顶以南上中天,周日视运动的方向是顺时针;在南回归线以南地区,太阳全 年在天顶以北上中天,周日视运动的方向是逆时针。 在两极上,太阳周日视运动的轨迹最为特殊,它不与地平圈斜交,而是每日都与地平圈平 行(实际上太阳在一个螺旋形轨道上运行,只是“螺纹”很密,不易察觉)。在北极上,春 分日太阳沿地平圈转一圈,然后缓慢回旋上升,直到夏至日的太阳高度为 23°26′;此后 缓慢回旋下降,直到秋分日又沿地平圈转一圈。秋分日过后,太阳转入地平以下。在这半 年中,太阳不落于地平之下,成为北极的极昼期。在南极上,从秋分日经冬至日到春分日 (即从 9.23 到次年 3.21),太阳视运动的情况同在北极上所观察到的,只是运动方向不 同, 在北极是顺时针方向, 在南极是逆时针方向。 在两极上通常很难确定太阳正午的位置, 因为它总是在子午圈上。 正确掌握了太阳的视运动规律后,只要记准影子朝向与太阳所在位置相反,此类题便可迎 刃而解。


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