关于日出日落方位和物体影子方位的判断问题
更新时间:2023-05-30 03:20:01 阅读量: 实用文档 文档下载
关于日出日落方位和物体影子方位的判断问题
一、地球上某地一年中日出日落方位
由于地球不停的自西向东自转,地球上的人们看到太阳每天一周的东升西落现象,这种现象称为太阳的周日视运动。太阳的周日视运动轨迹平面与天赤道平行,与天轴(观测者与北极星的连线)相垂直。如图一所示
我们知道,由于地平圈的存在,我们只能观测到半个天球(即天球在地平圈上的部分)。当太阳在地平圈以上的部分运行时,即为白昼,当太阳在地平圈以下的部分运行时,即为夜晚。如图一所示
太阳经过观测者的子午圈时称为中天。经过包括天极和天顶的那半个子午圈时,太阳到达一天中最高位置,称为上中天,此时即为地方时12点;经过包括天极和天底的那半个子午圈时,太阳到达一天中最低位置,称为下中天,即为地方时0时(或24时)。
太阳经过观测者的地平圈时称为出没,也称升落。太阳从地平圈下升到地平圈上称为日出,反之称为日没。
由于黄赤交角的存在,在一年之中太阳的黄道面上的位置是不断变化的。因而每天太阳的周日视运动轨迹也不一样,从而造成每天日出日落方位及中天的高度也不相同。
由于地球的公转,太阳黄道上自西向东每天移动约1°。在一年的不同日期内,太阳的赤经、赤纬的变化,引起昼夜长度的变化。
对北半球来说,一年内只有两天,即春分和秋分,太阳由正东点日出,正西点日没,昼夜相等。从春分起,太阳的出没方位逐渐北移,夏至日到达最北点。在这段时间内,日出的时刻逐日提早,而日没的时刻逐日延迟。同时中天高度越来越高,白昼变长,黑夜缩短。夏至那天中天高度最高,白天最长。夏至以后,太阳的出没方位逐渐南移,中天高度逐渐下降。秋分以后,太阳的出没位置已在东、西点以南,昼短夜长。这个过程一直延续到冬至日为止。这时,太阳的出没位置到达最南点,白昼最短,黑夜最长。以后,太阳的出没点重新北移,到春分点时昼夜又相等,完成一年一周的运动。由于纬度不同,太阳周日视运动的变化情况也有所不同。纬度越高,夏季白天越长,冬季白天越短。极圈以北开始出现“白夜”和“黑昼”。在地球北极,则是半年白天,半年黑夜,太阳不再每天东升西落。南半球的情况和北半球完全相同,只是冬和夏、春和秋,恰好相反。在赤道上,一年四季昼夜的长短是不变的。 因而,对于全球任意点而言,在二分日时,均为正东方日出,正西方日落,昼夜平分;当太阳直射点在北半球移动时(春分到秋分),全球均为东偏北方向日出,西偏北方向
日落当太阳直;点射南半在移动球时(秋分次到春分年)全球均为,东南偏方向日出西,偏南 向方日 落二、半球物北影子方体的位判 物体断影子位方判的,断主是要要判断体与物阳太射直点之的相互位置 1间日出.日时落体影子物方的判断,与一年中位日出落方日位关。有 ()1二分,时出日时物朝影向正,日西时,落影物向朝正东; 2()春分到秋分日,出物影时向朝偏南方向西日,时,落物影向朝东偏方南 向3()秋到次分年分春,出时日影朝物西向偏北向方日落时,物影朝向东偏北,向方 .2地方 时21时, 物影位的方断 判地当方为时12 点 时,阳太射直地所在该经线,此时的阳太于上处中天位,置影最 短,物对射直以北点地点的而言,物朝影正北;向直射点的物消影;对直失点射南的地点以而 ,物言朝向影南正。在北 归回以北地区线而,全言正午物体年影子终向北,始在南北归回之线的间区地全,年 午物体影子有时正北,向有时南向当,阳直射时太则子影失 消3.当北时京 间2 点时1物,方位的影断判 京北时间12 时 ,阳太直东经射 20 1,里物体这影子的向方,要是主判断该地点要太与 阳射点的相直方向问对题。如上图 所示, A、、CBD、、EF 各点当、北时间京1 2的时体影子物方见位下:表 A当太 直射阳 A、、BC所在纬 以线时 北当阳直太射A、 B、C 在纬线时所 当阳太直射A、B、 C 在纬所以线南时 南 西正 西北 B 正南西 消 正北失C 东南 正 东北东 北 正北 西东 北DE 0F三、半北球某物体影子地一天的内化 如变北半果球某有一垂地旗直杆 ,在一之天其影内的变子情况化 ,则看要地的当度和不 纬同季的节而定。 .1于北温带地对区一年内之体物子一天内影变的化情,如况下图示所2.对 于北球热带半区一地年之物内体影子天内的变一情化,则要分况下几以情种况(1 )太当直阳射半南时球其,化情况变如七图所示。
(
(2)当太阳直射赤道时,即春秋分,其变化情况如图五所示。
(3)当太阳直射赤道和该地所在的纬线之间时,其变化情况如图六所示。
(4)当太阳直射该地所在纬线之时,其变化情况如图八所示。
(5)当太阳直射该地所在的纬线和北回归线之间时,其变化情况如图九所示。
四、北半球某地物体影子长短的变化
1.在一天之内,物体影子在日出和日落时最长,在正午时最短,甚至影子消失
2.在一年之中,正午时物体的影子的长短变化情况则要视当地的纬度而定
(1)北半球所有地点,正午物体的影子都是在冬至日时最长
(2)北回归线以北地区,正午物体的影子都是在夏至日时最短
(3)在赤道和北回归线之间的地区,正午物体的影子都是当太阳直射该地所在纬线时影子消失。
五、对正午时物体的影子的长度的计算
关于正午时物体的影子的长度的计算问题,则要考虑当时正午太阳高度角,如果物体的高度为H,则物体的影子长度为H·ctg(90-△)。其中△为当地纬度与太阳直射点的纬度之差。
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