日出方位和時間的判斷

1、日出方位和時間的判斷在教學過程中發(fā)現(xiàn)學生對日出方位和時間的判斷上存在著較多的問題，學生普遍反映不好理解。下面就這一問題簡單分析如下。一、以北半球為例（一）選取23°26N66°34N之間的任意一點為研究對象，O點為觀測者所在點，A、B、C、D所在的平面為觀測者所在的地平面，方向與生活中的實際方向相同：A為正東、B為正南、C為正西、D為正北，如圖1所示。粗線AC弧為觀測地（O點所在地）當日的太陽視運動軌跡，A點為日出、C點為日落，兩者的太陽高度角均為0°。AC弧上除A、C點外的各點太陽高度角均大于0°。太陽視運動軌跡，是在地球自轉(zhuǎn)過程中（以太陽為參照物）觀

2、測地被太陽照射的時間的反映，也即是當?shù)亟?jīng)歷的白晝時間晝長。那么太陽視運動軌跡AC弧的度數(shù)和O地所在晝夜弧中的晝弧度數(shù)相當。為了觀測、研究方便，我們把太陽視運動軌跡AC弧投影到觀測點所在的地平面上，這樣太陽視運動軌跡AC弧投影在地平面上弧線ABC弧就相當于當?shù)氐臅冮L，因此我們可以把ABC弧作為觀測地的晝弧使用，ADC弧則可以相當于當?shù)氐囊够?。B為晝弧中點，太陽高度角最大，時間為當?shù)貢r間12時；C為夜弧中點時間為當?shù)貢r間24時（或0時）。同理，A為6時、C為18時。如圖2所示：這樣我們就把時間、方位、晝夜弧長都整合到要研究的觀測地平面中，以方便我們的觀測和討論。下面以北半球為例從春秋分（晝夜等長）

3、、夏至或夏季（晝長夜短）、冬至或冬季（晝短夜長）三個方面進行討論。 1.春秋分如圖3所示：此時晝夜弧等長晝夜等長，日出點A方位為正東，時間為6時；日落點B方位為正西，時間為18時。2.夏季或夏至如圖4所示：相當于晝弧的ABC弧長大于180°即晝長大于12小時晝長夜短，由圖可以看出晝弧分別由A點和B點向北擴展，結(jié)果則是日出點A方位為東北，時間為6時以前；日落點B方位為西北，時間為18時以后。具體日出、日落時間可由晝長或夜長求出，例如：已知某地晝長為14小時，求該地日出和日落時間？晝長14小時比晝夜平分時長2小時，這2小時是由晝弧變長而造成的，而晝弧的變長是上午和下午同時等量變

4、長，也即是日出提前1小時，為5時；日落落后1小時，為19時。3.冬季或冬至如圖5所示：相當于晝弧的ABC弧長小于180°即晝長小于12小時晝短夜長，由圖可以看出和春秋分時比較，晝弧分別由由A點和B點向南縮短，結(jié)果則是日出點A方位為東南，時間為6時以后；日落點B方位為西南，時間為18時以前。具體日出、日落時間與夏至或夏季一樣可由晝長或夜長求出，例如：已知某地晝長為8小時，求該地日出和日落時間？晝長8小時比晝夜平分時短4小時，這4小時是由晝弧變短而造成的，而晝弧的變短是上午和下午同時等量變短，也即是日出落后2小時，為8時；日落提前2小時，為16時。（二）0°23°26

5、N之間的地區(qū)在0°23°26N（包括23°26N）之間的地區(qū)也遵循以下規(guī)律：春秋分：日出方位為正東，時間為6時；日落方位為正西，時間為18時。夏季或夏至：日出方位為東北，時間為6時以前；日落方位為西北，時間為18時以后。冬季或冬至：日出方位為東南，時間為6時以后；日落方位為西南，時間為18時以前。有一點需注意， 太陽直射點的緯度在北半球大于觀測地的地理緯度時，正午時分太陽是從觀測者的北面照射的。（三）66°34N90°N（包括66°34N和90°N）之間的地區(qū)  在該地區(qū)分兩種情況：（1）沒有發(fā)生極晝現(xiàn)象，結(jié)論同2

6、3°26N66°34N之間的地區(qū)是一樣的（2）發(fā)生極晝現(xiàn)象，有兩種情況剛剛發(fā)生極晝現(xiàn)象：此時相當于晝弧的ABC弧由春秋分時的正東、正西同時向北擴展，一直擴展到正北。也就是說日出和日落都在正北，時間為0時和24時（同一方位、同一時間）即：太陽還未落入地平線以下就已經(jīng)升起已經(jīng)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，沒有日出和日落但是有太陽高度角大小的變化（北極點除外），具體情況是：12時太陽高度角最大，方位正南；24時（或0時）太陽高度角最小，方位正北。北極點出現(xiàn)極晝時24小時太陽高度角沒有變化，在各個方位時太陽高度角均相等。綜合（一）、（二）、（三）所述可得出以下結(jié)論：北半球夏半年（3月21日9月23

7、日）有日出、日落現(xiàn)象的地區(qū)，日出方位為東北，時間為6時以前；日落方位為西北，時間為18時以后。冬半年（9月23日次年3月21日）有日出、日落現(xiàn)象的地區(qū)，日出方位為東南，時間為6時以后；日落方位為西南，時間為18時以前。二、南半球同理，結(jié)合圖6和圖7可得出南半球的日出、日落結(jié)論：南半球夏半年（9月23日次年3月21日）有日出、日落現(xiàn)象的地區(qū)，日出方位為東南，時間為6時以前；日落方位為西南，時間為18時以后。冬半年（3月21日9月23日）有日出、日落現(xiàn)象的地區(qū)，日出方位為東北，時間為6時以后；日落方位為西北，時間為18時以前。三、赤道由于一年中晝夜等長所以日出方位總為正東，時間為6時；日落方位總為

8、正西，時間為18時。最后總結(jié)一、二、三所述，可得出以下結(jié)論。1.在3月21日9月23日之間，全球（赤道除外）有日出、日落現(xiàn)象的地區(qū)，日出方位均為東北，北半球時間為6時以前、南半球時間為6時以后；日落方位均為西北，北半球時間為18時以后，南半球時間為18時以前。2.9月23日次年3月21日之間，全球（赤道除外）有日出、日落現(xiàn)象的地區(qū)，日出方位均為東南，北半球時間為6時以后、南半球時間為6時以前；日落方位均為西南，北半球時間為18時以前，南半球時間為18時以后。 3.赤道日出方位總為正東，時間為6時；日落方位總為正西，時間為18時。4.日出和日落的方位和時間與當?shù)禺敃r的晝夜長短有關(guān)：（1）晝長夜短時日出方位為東偏北（北半球）、東偏南（南半球）；日落方位為西偏北（北半