2019年10月4日

日出日落方位的变化规矩

要: 本文分析了日出日落方位的变化规律,产生的原因,以及日出日落方位的判断及应用。   关键词: 日出日落方位 方位 规律 应用      受地球公转运动方向"自西向东"运动的影响,太阳视运动表现为东升西落。严格说来,笼统地认为太阳东升西落是不准确的。由于黄赤交角的存在,太阳直射点在南、北回归线之间往返。直射点位置的变化,使得同一地方不同日期日出日落方向不同,同一时刻不同的地方日出、日落方向也不同,所以,我们在不同季节看到的日出日落的方位并不相同。那么世界各地日出日落方位的变化有什么规律呢?有什么应用途径呢?
  一、日出日落方位规律
  1."7月",也就是每年3月21日(北半球春分日)至9月23日(北半球秋分日),即太阳直射点位于北半球时期,也就是北半球的夏半年,南半球的冬半年:除出现极昼、极夜的地区外,全球各地日出东北,日落西北;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。
  2."1月",也就是每年9月23日(北半球秋分日)至第二年3月21日(北半球春分日),即太阳直射点位于南半球时期,也就是北半球的冬半年,南半球的夏半年:除出现极昼、极夜的地区外,全球各地日出东南,日落西南;而且太阳直射点的纬度越接近南回归线,各地日出、日落的方位就越偏南;纬度越高的地方日出、日落的方位也越偏南。
  3.二分日,全球各地日出正东,日落正西(极点除外)。
  4.在北半球,在出现极昼的最低纬度对应的纬线上,太阳从正北升起,再从正北落下;在南半球,在出现极昼的最低纬度对应的纬线上,太阳从正南升起,再从正南落下。
  5.南极点:在每年9月23日(即北半球秋分日),在漫长的极昼期开始之时,太阳从正北升起(因为南极点四面都是北),开始了为期半年(9月23日至次年3月21日)的极昼期,等到次年3月21日,在极昼期结束之时,太阳从正北方向落下,又开始了 为期半年(3月21日至9月23日)的极夜期。周而复始。
  6.北极点:在每年3月21日(即北半球春分日),在漫长的极昼期开始之时,太阳从正南升起(因为北极点四面都是南),开始了为期半年(3月21日至次年9月23日)的极昼期,等到9月23日,在极昼期结束之时,太阳从正南方向落下,又开始了为期半年(9月23日至次年3月21日)的极夜期。周而复始。
  由上述分析可以看出,各地日出日落的方位,既取决于太阳直射点所在的纬度位置,又与当地的纬度位置有关。太阳直射点的纬度位置决定了各地的日出日落方位是偏南还是偏北,以及偏南或偏北的程度。在同一天,在全球各地观察到的日出日落的方位,偏南或偏北的方向是一致的,与所在的半球位置无关。当地纬度位置的高低,会影响到日出日落方位偏南或偏北的程度。当太阳直射在北半球时,纬度越高的地方日出日落的方位就越偏北;当太阳直射在南半球时,纬度越高的地方日出日落的方位就越偏南。
  二、日出日落方位的应用
  1.依据太阳视运动图分析该地所在位置。
  左图:依据日出、日落方向分析,日出东南日落西南时,该地昼长夜短,是其夏半年;日出东北日落西北时,昼短夜长,是其冬半年,故该地位于南半球。依据二分二至正午太阳高度特点分析,该地位于中纬度地区。所以,该地位于南半球中纬度地区。
  右图:依据日出日落方向分析,日出东北日落西北时,昼长夜短,是其夏半年;日出东南日落西南时,昼短夜长,是其冬半年,故该地位于北半球。依据二分二至正午太阳高度特点分析,该地位于中纬度地区。所以,该地位于北半球中纬度地区。
  依据二分日,日出6:00,可知该地位于120°E。
  依据正午太阳高度计算公式H=90°-,=-&,(其中表示当地纬度,&表示直射点纬度)
  依据二分二至日正午太阳高度可知该地的纬度:
  H=50°,&=0°,计算可知:=40°
  依据日出日落方向分析,日出东北日落西北时,昼长夜短,是其夏半年,可知该地位于北半球。
  所以,该地位于(40°N,120°E)。
  2.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3:计算北京6月22日(北半球夏至日),日出、日落方位。
  北京位于40°N,则N=40°;夏至这一天太阳直射点位于23.5°N,即M=23.5°,把N和M的值代入上式,可求得:
  方位角=31°
  夏至这一天,北京太阳是从东偏北31°的方位升起的,是在西偏北31°的方位落下的。
  3.依据日影的方向推断日出日落方向:日出、日落方位与影子方位相反。
  例4:根据2004年签署的《中华人民共和国和俄罗斯联邦关于中俄国界东段补充协定》:黑瞎子岛一分为二,西侧靠近中国的一半岛屿归中国所有。下面四幅图中表示10月14日位于黑瞎子岛上中国国旗旗杆(旗杆立于O点)在平坦开阔地面上的杆影端点移动轨迹和方向的是:
  解题思路:10月14日,符合1月的特点,日出东南,日落西南;且北半球昼短夜长。依据日出方向与杆影端点方位相反的关系,推断出杆影端点日出时位于西北,日落时位于东北,且杆影的移动方向是自西向东移动。故选择A。

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