日出方位和時(shí)間的判斷

1、日出方位和時(shí)間的判斷在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)日出方位和時(shí)間的判斷上存在著較多的問題，學(xué)生普遍反映不好理解。下面就這一問題簡(jiǎn)單分析如下。一、以北半球?yàn)槔ㄒ唬┻x取23°26N66°34N之間的任意一點(diǎn)為研究對(duì)象，O點(diǎn)為觀測(cè)者所在點(diǎn)，A、B、C、D所在的平面為觀測(cè)者所在的地平面，方向與生活中的實(shí)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(cè)地（O點(diǎn)所在地）當(dāng)日的太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)軌跡，A點(diǎn)為日出、C點(diǎn)為日落，兩者的太陽(yáng)高度角均為0°。AC弧上除A、C點(diǎn)外的各點(diǎn)太陽(yáng)高度角均大于0°。太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)軌跡，是在地球自轉(zhuǎn)過程中（以太陽(yáng)為參照物）觀

2、測(cè)地被太陽(yáng)照射的時(shí)間的反映，也即是當(dāng)?shù)亟?jīng)歷的白晝時(shí)間晝長(zhǎng)。那么太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)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(dāng)。為了觀測(cè)、研究方便，我們把太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)軌跡AC弧投影到觀測(cè)點(diǎn)所在的地平面上，這樣太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)軌跡AC弧投影在地平面上弧線ABC弧就相當(dāng)于當(dāng)?shù)氐臅冮L(zhǎng)，因此我們可以把ABC弧作為觀測(cè)地的晝弧使用，ADC弧則可以相當(dāng)于當(dāng)?shù)氐囊够?。B為晝弧中點(diǎn)，太陽(yáng)高度角最大，時(shí)間為當(dāng)?shù)貢r(shí)間12時(shí)；C為夜弧中點(diǎn)時(shí)間為當(dāng)?shù)貢r(shí)間24時(shí)（或0時(shí)）。同理，A為6時(shí)、C為18時(shí)。如圖2所示：這樣我們就把時(shí)間、方位、晝夜弧長(zhǎng)都整合到要研究的觀測(cè)地平面中，以方便我們的觀測(cè)和討論。下面以北半球?yàn)槔龔拇呵锓郑〞円沟乳L(zhǎng)）

3、、夏至或夏季（晝長(zhǎng)夜短）、冬至或冬季（晝短夜長(zhǎng)）三個(gè)方面進(jìn)行討論。 1.春秋分如圖3所示：此時(shí)晝夜弧等長(zhǎng)晝夜等長(zhǎng)，日出點(diǎn)A方位為正東，時(shí)間為6時(shí)；日落點(diǎn)B方位為正西，時(shí)間為18時(shí)。2.夏季或夏至如圖4所示：相當(dāng)于晝弧的ABC弧長(zhǎng)大于180°即晝長(zhǎng)大于12小時(shí)晝長(zhǎng)夜短，由圖可以看出晝弧分別由A點(diǎn)和B點(diǎn)向北擴(kuò)展，結(jié)果則是日出點(diǎn)A方位為東北，時(shí)間為6時(shí)以前；日落點(diǎn)B方位為西北，時(shí)間為18時(shí)以后。具體日出、日落時(shí)間可由晝長(zhǎng)或夜長(zhǎng)求出，例如：已知某地晝長(zhǎng)為14小時(shí)，求該地日出和日落時(shí)間？晝長(zhǎng)14小時(shí)比晝夜平分時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)，這2小時(shí)是由晝弧變長(zhǎng)而造成的，而晝弧的變長(zhǎng)是上午和下午同時(shí)等量變

4、長(zhǎng)，也即是日出提前1小時(shí)，為5時(shí)；日落落后1小時(shí)，為19時(shí)。3.冬季或冬至如圖5所示：相當(dāng)于晝弧的ABC弧長(zhǎng)小于180°即晝長(zhǎng)小于12小時(shí)晝短夜長(zhǎng)，由圖可以看出和春秋分時(shí)比較，晝弧分別由由A點(diǎn)和B點(diǎn)向南縮短，結(jié)果則是日出點(diǎn)A方位為東南，時(shí)間為6時(shí)以后；日落點(diǎn)B方位為西南，時(shí)間為18時(shí)以前。具體日出、日落時(shí)間與夏至或夏季一樣可由晝長(zhǎng)或夜長(zhǎng)求出，例如：已知某地晝長(zhǎng)為8小時(shí)，求該地日出和日落時(shí)間？晝長(zhǎng)8小時(shí)比晝夜平分時(shí)短4小時(shí)，這4小時(shí)是由晝弧變短而造成的，而晝弧的變短是上午和下午同時(shí)等量變短，也即是日出落后2小時(shí)，為8時(shí)；日落提前2小時(shí)，為16時(shí)。（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(shí)間為6時(shí)；日落方位為正西，時(shí)間為18時(shí)。夏季或夏至：日出方位為東北，時(shí)間為6時(shí)以前；日落方位為西北，時(shí)間為18時(shí)以后。冬季或冬至：日出方位為東南，時(shí)間為6時(shí)以后；日落方位為西南，時(shí)間為18時(shí)以前。有一點(diǎn)需注意， 太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度在北半球大于觀測(cè)地的地理緯度時(shí)，正午時(shí)分太陽(yáng)是從觀測(cè)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(shí)相當(dāng)于晝弧的ABC弧由春秋分時(shí)的正東、正西同時(shí)向北擴(kuò)展，一直擴(kuò)展到正北。也就是說(shuō)日出和日落都在正北，時(shí)間為0時(shí)和24時(shí)（同一方位、同一時(shí)間）即：太陽(yáng)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(yáng)高度角大小的變化（北極點(diǎn)除外），具體情況是：12時(shí)太陽(yáng)高度角最大，方位正南；24時(shí)（或0時(shí)）太陽(yáng)高度角最小，方位正北。北極點(diǎn)出現(xiàn)極晝時(shí)24小時(shí)太陽(yáng)高度角沒有變化，在各個(gè)方位時(shí)太陽(yáng)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(shí)間為6時(shí)以前；日落方位為西北，時(shí)間為18時(shí)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(shí)間為6時(shí)以后；日落方位為西南，時(shí)間為18時(shí)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(shí)間為6時(shí)以前；日落方位為西南，時(shí)間為18時(shí)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(shí)間為6時(shí)以后；日落方位為西北，時(shí)間為18時(shí)以前。三、赤道由于一年中晝夜等長(zhǎng)所以日出方位總為正東，時(shí)間為6時(shí)；日落方位總為

8、正西，時(shí)間為18時(shí)。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(shí)間為6時(shí)以前、南半球時(shí)間為6時(shí)以后；日落方位均為西北，北半球時(shí)間為18時(shí)以后，南半球時(shí)間為18時(shí)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(shí)間為6時(shí)以后、南半球時(shí)間為6時(shí)以前；日落方位均為西南，北半球時(shí)間為18時(shí)以前，南半球時(shí)間為18時(shí)以后。 3.赤道日出方位總為正東，時(shí)間為6時(shí)；日落方位總為正西，時(shí)間為18時(shí)。4.日出和日落的方位和時(shí)間與當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的晝夜長(zhǎng)短有關(guān)：（1）晝長(zhǎng)夜短時(shí)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