極晝地區(qū)太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)分析

1、極晝區(qū)的太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 極晝區(qū)，即出現(xiàn)太陽(yáng)終日（24小時(shí)）不落現(xiàn)象的地區(qū)。在同一個(gè)太陽(yáng)日內(nèi)，極晝區(qū)內(nèi)不同緯度地點(diǎn)雖然都有極晝現(xiàn)象，但它們的太陽(yáng)高度（角）日變化及其太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡卻迥然不同。對(duì)于極晝區(qū)內(nèi)太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的闡釋，教師感覺(jué)難講，學(xué)生也大都不明，下面分類圖示例析如下，請(qǐng)參考。一、南、北極點(diǎn)太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)每年春分（3月21日前后）至秋分（9月23日前后），陽(yáng)光直射北半球，為北極點(diǎn)極晝期；秋分至次年春分，陽(yáng)光直射南半球，則為南極點(diǎn)極晝期。由于南、北極點(diǎn)位于地球自轉(zhuǎn)軸上，其角速度和線速度為0，因此，當(dāng)其處于極晝期時(shí)，全天24小時(shí)太陽(yáng)高度角為恒值（不變），并且其太陽(yáng)高度的大小取決于陽(yáng)光直

2、射點(diǎn)的緯度。運(yùn)用正午太陽(yáng)高度的計(jì)算公式（h90（90直射點(diǎn)的緯度），可推知h直射點(diǎn)所在的緯度數(shù),即極點(diǎn)太陽(yáng)高度角的大小恰好等于陽(yáng)光直射點(diǎn)的緯度。例如，當(dāng)陽(yáng)光直射20N時(shí)，北極點(diǎn)全天太陽(yáng)高度角為20；又如，當(dāng)陽(yáng)光直射15S時(shí)，南極點(diǎn)太陽(yáng)高度角終日為15。由于陽(yáng)光直射點(diǎn)以回歸年為單位在南北回歸線之間來(lái)回移動(dòng)，所以南、北極點(diǎn)在其極晝期內(nèi)的太陽(yáng)高度變化范圍為02326。當(dāng)陽(yáng)光某日直射南、北緯h時(shí)，南、北極點(diǎn)太陽(yáng)高度角的日變化曲線及其視運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖1、圖2、圖3所示。 圖示說(shuō)明：在極點(diǎn)處觀察到的太陽(yáng)高度角終日不變，太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)軌跡所確定的平面與地平面平行。從北極點(diǎn)地平圈上來(lái)看，太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?/p>

3、（或從北極點(diǎn)上空看，太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)呈順時(shí)針?lè)较颍?；從南極點(diǎn)地平圈上來(lái)看，太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍ɑ驈哪蠘O點(diǎn)上空看，太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)呈逆時(shí)針?lè)较颍?。北極點(diǎn)為地球最北端，其四面八方均為南方；南極點(diǎn)為地球最南端，其四面八方為北方。陽(yáng)光直射赤道時(shí)（二分日），南、北極點(diǎn)太陽(yáng)高度終日為0，該日太陽(yáng)沿地平線移動(dòng)，此現(xiàn)象不屬極晝現(xiàn)象。【例1】下圖為某科考隊(duì)員在某地觀測(cè)到的太陽(yáng)高度日變化示意圖，這一天他觀察到的太陽(yáng)在天空呈逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行。據(jù)此回答下面（1）（2）題。（1）該科考隊(duì)員所處的緯度位置是（ ）A.68S B.68N C.90S D.90N（2）假設(shè)圖示太陽(yáng)高度為該地一年中的最大值，則（ ）A.地球上的熱帶范

4、圍將變大 B.地球上溫帶范圍將變小C.地球上有極晝、極夜現(xiàn)象的范圍將變小D.濮陽(yáng)（緯度約為36N）正午太陽(yáng)高度的年變化幅度將變大【解析】 第（1）題，地球上太陽(yáng)高度整日不變的只有極點(diǎn)。極晝期間，北極點(diǎn)觀察到的太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?；南極點(diǎn)觀察到的太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉９实冢?）題D項(xiàng)正確。第（2）題，北極點(diǎn)極晝期間，每日的太陽(yáng)高度與陽(yáng)光直射點(diǎn)的緯度數(shù)相等，其大小隨直射點(diǎn)的南北移動(dòng)而變化。若此日南極點(diǎn)的太陽(yáng)高度（22）為一年中的最大值，說(shuō)明黃赤夾角變小，則南北回歸線的度數(shù)由2326縮小為22，南北極圈的度數(shù)由6634增大為68，進(jìn)而可知地球上的熱帶范圍縮小，寒帶（即有極晝、極夜現(xiàn)象的地

5、區(qū)）縮小，而溫帶范圍則變大，故第（2）題C項(xiàng)正確；據(jù)正午太陽(yáng)高度的計(jì)算公式可推知，溫帶地區(qū)正午太陽(yáng)高度的年變化幅度為黃赤夾角度數(shù)的2倍。黃赤夾角變小，濮陽(yáng)正午太陽(yáng)高度的年變化幅度也將變小?！敬鸢浮?（1） D （2） C二、極晝?nèi)ι咸?yáng)周日視運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)所謂極晝?nèi)?，就是指剛剛出現(xiàn)極晝現(xiàn)象的緯線圈，即出現(xiàn)極晝現(xiàn)象的最低緯度圈。極晝?nèi)Φ拇笮‰S著陽(yáng)光直射點(diǎn)的南北移動(dòng)而張縮。以北半球?yàn)槔?，春分?月21日前后）過(guò)后，陽(yáng)光直射點(diǎn)由赤道逐漸向北移動(dòng)，極晝?nèi)t由北極點(diǎn)（90N）逐漸向南擴(kuò)展；到夏至?xí)r，陽(yáng)光直射2326N，極晝?nèi)U(kuò)大到年內(nèi)最大值,此時(shí)極晝?nèi)褪潜睒O圈,即6634N。夏至過(guò)后，陽(yáng)光直射點(diǎn)又由2326

6、N向南移動(dòng)，極晝?nèi)t由北極圈向北逐漸縮?。坏角锓謺r(shí)，極晝?nèi)s小至北極點(diǎn)，北半球極晝現(xiàn)象結(jié)束。在極晝?nèi)埧s過(guò)程中，陽(yáng)光直射點(diǎn)所在的緯度始終與極晝?nèi)Φ木暥然ビ唷ｏ@然，極晝?nèi)Φ木暥饶陜?nèi)變化范圍為663490。極晝?nèi)ι?，全?4小時(shí)內(nèi)太陽(yáng)高度最小值為0，出現(xiàn)在當(dāng)?shù)貢r(shí)間0時(shí)（或24時(shí)），此時(shí)太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)軌跡與地平圈相切；太陽(yáng)高度最大值就是當(dāng)?shù)卣缣?yáng)高度，其大小為陽(yáng)光直射點(diǎn)所在緯度數(shù)的2倍（根據(jù)正午太陽(yáng)高度的計(jì)算公式即可推知）。顯然，冬至或夏至?xí)r極晝?nèi)ι系恼缣?yáng)高度達(dá)到一年內(nèi)的最大值，即4652。當(dāng)陽(yáng)光某日直射南、北緯h時(shí)，極晝?nèi)Γㄆ渚暥葹槟?、北緯?0h）上某地點(diǎn)太陽(yáng)高度的日變化曲線及其視運(yùn)動(dòng)軌跡，如

7、圖4、圖5、圖6所示。 圖示說(shuō)明：北半球極晝?nèi)ι?，太?yáng)日出（0時(shí)）、日落（24時(shí)）于正北方，并且人的視線越過(guò)北極點(diǎn)看到日出、日落；正午（地方時(shí)12時(shí)）太陽(yáng)位于正南方。南半球極晝?nèi)ι希?yáng)日出（0時(shí)）、日落（24時(shí)）于正南方，并且人的視線越過(guò)南極點(diǎn)看到日出、日落；正午（地方時(shí)12時(shí)）太陽(yáng)位于正北方。極晝?nèi)ι希瑹o(wú)論是南半球還是北半球，太陽(yáng)前半天在東半部分天空均表現(xiàn)為升起狀態(tài)，后半天在西半部分天空均表現(xiàn)為日落狀態(tài)?！白⒁暠狈?，左西右東”的方位判定法則適用于極點(diǎn)外的任何地區(qū)。極晝?nèi)暥榷葦?shù)與陽(yáng)光直射點(diǎn)所在緯度度數(shù)互余?！纠?】 下圖為我國(guó)一科考隊(duì)員在A地點(diǎn)手繪的某日太陽(yáng)運(yùn)行軌跡圖，箭頭表示太陽(yáng)運(yùn)行方向

8、。當(dāng)太陽(yáng)位于圖中B點(diǎn)時(shí)，該科考隊(duì)員手表顯示16點(diǎn)（北京時(shí)間）。據(jù)此回答（1）（2）題。（1）觀察地點(diǎn)的地理坐標(biāo)可能是（ ）A.60S，120W B. 60N，60E C.70S，120W D. 70N，60E（2）該日，太陽(yáng)升起的方向是（ ）A.地平正北方向 B. 地平東北方向C.地平東南方向 D. 地平正東方向【解析】第（1）題，根據(jù)太陽(yáng)升落的運(yùn)行方向可知，該地位于北半球，且B點(diǎn)時(shí)太陽(yáng)位于正南方天空。圖示太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)軌跡正好與地平面相切可知，說(shuō)明該地該日剛好發(fā)生了極晝現(xiàn)象，即A點(diǎn)位于極晝?nèi)ι?。極晝?nèi)ι险缣?yáng)高度等于直射點(diǎn)緯度的2倍，由正午太陽(yáng)高度為40，知此日太陽(yáng)直射20N，進(jìn)而知此日極晝?nèi)?/p>

9、緯度為70N（即9020）。太陽(yáng)位于B點(diǎn)時(shí)，為當(dāng)?shù)卣?2點(diǎn)，而此時(shí)北京時(shí)間（120E地方時(shí)）為16點(diǎn)，根據(jù)時(shí)間換算關(guān)系可得知該地經(jīng)度為60E。故第（1）題D對(duì)。第（2）題，北半球極晝?nèi)ι?，太?yáng)在子夜0時(shí)從地平的正北方向升起（人的視線越過(guò)北極點(diǎn)看到日出），又在第二天的子夜0時(shí)落于地平的正北。【答案】 （1） D （2） A三、極點(diǎn)與極晝?nèi)χg地區(qū)的太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)在極點(diǎn)與極晝?nèi)χg的極晝地帶，全天24小時(shí)太陽(yáng)高度角都大于0，其中日最小太陽(yáng)高度角與正午太陽(yáng)高度角之和等于陽(yáng)光直射點(diǎn)緯度數(shù)的2倍，并且日最小太陽(yáng)高度角的度數(shù)等于該地緯度與極晝?nèi)χg相隔的緯度數(shù)（由正午太陽(yáng)高度的計(jì)算公式外延而得）。例

10、如，當(dāng)陽(yáng)光直射20N時(shí)，極晝?nèi)?0N， 80N上的正午太陽(yáng)高度為30（據(jù)正午太陽(yáng)高度的計(jì)算公式而得），其最小太陽(yáng)高度角則為10（即2203010），該度數(shù)也正好是70N極晝?nèi)εc80N的緯度差。當(dāng)陽(yáng)光某日直射南、北緯h時(shí)，極晝?nèi)暥葹?0h，此時(shí)處于極點(diǎn)與極晝?nèi)χg地帶的某地點(diǎn)太陽(yáng)高度日變化曲線以及太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)狀況如圖7、圖8、圖9所示。 圖示說(shuō)明： h 1圖中表示該地日最大太陽(yáng)高度角，h 2表示該地日最小太陽(yáng)高度角，若該日直射點(diǎn)緯度為h，b表示該日極晝?nèi)暥龋琣表示該地緯度，則它們存在以下關(guān)系：2hh 1h 2 ； b90h90（h 1h 2）/2； abh 290（h 1h 2）/2?！纠?

11、】讀下圖，某經(jīng)線上點(diǎn)F，虛線為過(guò)該點(diǎn)的地面垂直線，Q1、Q2是F點(diǎn)夏至日兩個(gè)不同時(shí)刻的太陽(yáng)光線，且經(jīng)線、虛線和太陽(yáng)光線位于同一平面上。完成（1）（2）題。 （1）若F點(diǎn)的地方時(shí)是世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則北京時(shí)間為（ ）A.6點(diǎn)或18點(diǎn) B.7點(diǎn)或19點(diǎn) C.8點(diǎn)或20點(diǎn) D.12點(diǎn)或20點(diǎn)（2）若角、相差12，則F點(diǎn)緯度為（ ）A.12N B.78NN D.84N【解析】第（1）題，經(jīng)線指示南北方向。由“Q1、Q2是F點(diǎn)夏至日兩個(gè)不同時(shí)刻的太陽(yáng)光線，且經(jīng)線、虛線和太陽(yáng)光線位于同一平面上”，可知F點(diǎn)位于北半球極晝?nèi)σ詢?nèi)，且Q1、Q2光線時(shí)刻的地方時(shí)為0點(diǎn)或12點(diǎn)；若F點(diǎn)的地方時(shí)是世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)（0經(jīng)線地方時(shí)），根據(jù)時(shí)差換算關(guān)系可知北京時(shí)間（120E地方時(shí)）應(yīng)為8點(diǎn)或20點(diǎn)，故選C。第（2）題，若角、相差12，