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太阳视运动轨迹

太阳视运动轨迹：以观测点为中心，目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。

太阳在视线中的东升西落，重点是三个点，日出方位、正午位置、日落方位，即“三点定轨迹”。

一、日出、日落方位

方法：从晨昏线上看太阳光线的方向

1、非极昼极夜区

（1）直射点在赤道：全球各地正东日出，正西日落；

（2）直射点在北半球：各地（除极昼极夜区）东北日出，西北日落。

时间上（同一地点不同日期），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。

空间上（同一天不同地点），纬度越高的地方，日出日落的方位也越偏北。

（3）直射点在南半球：各地（除极昼极夜区）东南日出，西南日落。

时间上（同一天不同地点），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；

空间上（同一天不同地点），纬度越高的地方，日出日落的方位也越偏南。

2、极昼区的日出日落方位

极昼极夜区是指太阳直射点在某一纬度时，该日有极昼极夜现象的纬度范围，比如太阳直射20°N时， 70°N及其以北地区有极昼现象（70°N刚好出现极昼），70°S及其以南地区有极夜现象（70°S刚好出现极夜）。

极昼区全天太阳视运动轨迹在地平面以上，极夜区全天太阳视运动轨迹在地平面以下。

（1）太阳直射北半球时，极昼区（北极及周围一定纬度）的日出日落方位

（2）太阳直射南半球时，极昼区（南极及周围一定纬度）的日出日落方位

【拓展】日出、日落时日影朝向

一般太阳方位与物体影子朝向相反，但极点一致。如在北极，太阳永远在南，影子永远朝南；南极则相反。

二、正午太阳位置（方位、高度）

1、正午太阳方位（正南/天顶/正北）

方法：观察直射点与当地之间的南北关系

1.太阳直射当地：太阳在天顶

2.太阳不直射当地：

a.太阳直射点位于观测点以北，正午太阳位于北方

b.太阳直射点位于观测点以南，正午太阳位于南方

2、正午太阳高度

知道某一点纬度，可计算该地二分二至日正午太阳高度。

三、不同纬度太阳视运动轨迹

太阳视运动轨迹的原理

由于地球自西向东自转，以地球为参照物（认为地球静止），人的视线中太阳东升西落（自东向西），这就是太阳周日视运动，也就是对某一地点而言，太阳一天内的运动轨迹。

这里，昼夜交替的周期是太阳日，从地球上观察，太阳两次经过上中天的时间间隔。

对于同一地点，一年之内太阳视运动轨迹也会发生变化，这是因为地球公转导致太阳在天球上的赤纬不同。

以地球为中心，周围是天球，太阳在天球的赤纬（可理解为在天球上的纬度）变化范围是（-23°26’，23°26’）。

由于地球自西向东自转，如果以地球为参照物，天球自东向西旋转，太阳的周日视运动表现为东升西落。

太阳周日视运动的周期是昼夜交替的周期（24h），即太阳两次经过某地上中天（当地经线上空）的时间间隔。

【拓展】由于地球自转，星空也有周日视运动。恒星日（遥远的一颗恒星两次经过某地上中天的时间间隔）为23小时56分4秒，假设A星在某年1月1日0:00经过某地上中天，则A星再次经过该地上中天的时间为1月2日23:56:04，下一次经过该地上中天的时间为1月3日23:52:08。

随着天球旋转，每天都有一个太阳视运动轨迹（与当日赤纬重合），各个太阳视运动轨迹互相平行。下面仅以二分二至对应的3条太阳视运动轨迹为例。

在地球不同纬度，看到的这3条轨迹是不一样的，这是因为不同纬度地平圈和天北极的夹角不同。

天北极位于地球北极上空，北极星大致在天北极的位置。

太阳运行在地平线以上为白昼，运行在地平线以下为黑夜。

以下将天球中心的地球看做一个点，天北极与某地地平圈夹角等于当地纬度（北半球）。

1、赤道

2、全年无极昼极夜现象的地区

3、极圈到极点（存在极昼极夜现象）

四、关于太阳方位的对称分布

下面左图为40°N地区二分二至日正午太阳高度和日出日落的大致时间。

右图为40°S地区二分二至日的太阳视运动轨迹图（a为北半球夏至日太阳视运动，b为北半球二分日太阳视运动，c为北半球冬至日太阳视运动）

【补充】

几种对称

（1）同一地点同一天，日出日落方位关于当地子午线（经线，指示南北）对称。

（2）同一地点，冬至日和夏至日的日出方位关于正东对称（距离二至日时间间隔相同的两天日出方位相同），距离二分日时间间隔相同的两天，日出方位关于正东对称。日落方位同理。

中国国家地理公众号于2022年元旦发布了一幅名为《新年日不落》的照片（下图）。照片呈现了摄影师于北京时间2022年1月1日0时至6时拍摄的不同高度的太阳影像。据此完成下面小题。

【小题1】摄影机镜头朝向（ ）

A．东方 B．南方 C．西方 D．北方

【小题2】下列科考站距离照片拍摄地最近的是（ ）

A．黄河站（79°N，12°E） B．中山站（69°S，76°E）

C．长城站（62°S，59°W） D．泰山站（74°S，77°E）