全球不同纬度的太阳周日视运动规律解析

发布时间：2020-03-19 23:47

【摘要】：为系统地探寻全球不同纬度的太阳周日视运动规律,首先从北半球中、高纬度地区的北屋夏季能否晒进太阳光这一困惑入手,基于北半球从地球晨昏圈和天球这两个视角来考察太阳在一年中的周日运动;进而引入球面三角基础知识对不同纬度的日出方位偏角和正午太阳高度进行量化,由此解析太阳在全球各地全年的周日视运动,获得有关太阳周日视运动规律的3个方面的9点结论.
【图文】：

对称分布,地球,格局,夏至日

第5期晏路明:全球不同纬度的太阳周日视运动规律解析图1春分日地球昼、夜半球的对比格局Fig.1Comparisonbetweendaysideandnightsideoftheearthatthespringequinox图2夏至日地球昼、夜半球的对比格局Fig.2Comparisonbetweendaysideandnightsideoftheearthatthesummersolstice和视运动的辅助工具［2］．一地的铅垂线向上、下方向无限延长，与天球相交的两点分别称为当地的天顶和天底;通过地心且垂直于天顶与天底联线的平面为地平面，而地平面与天球相割而成的圆即地平圈［1］．地平面或地平圈将天球分成观察者可见与不可见的两个半球，其中可见的半球叫天穹;相应地，恒星(包括太阳)的视运动轨迹亦可被分为显、隐两个部分．尽管对地球而言天球是唯一的，，但由于各地都具其独有的天顶、天底及地平圈，故各地对天球可见与不可见半球的分割是不同的，由此导致同一时间各地所观察到的太阳视运动存在差异．本文之后的分析如不加特别说明，所提到的太阳周日视运动轨迹均指轨迹的显部份，所提到的日出、日落及正午的时刻均指地方视太阳时［1－2］．图3为北半球不同纬度地区在一些特定日期(“二分”日、夏至日、冬至日)观察到的太阳周日视运动轨迹，各种具体表现分述如下．图3北半球不同纬度地区特定日期的太阳视运动轨迹Fig.3Trajectoriesofthesun'sdiurnalapparentmovementatthespecificdatesanddifferentlatitudesonNorthernHemisphere3.1太阳周日视运动在特定日期与位置的特殊表现“二分”日是一年中太阳周日视运动表现特殊的一天，该日太阳直射于赤道，全球昼夜平分．北半球除北极点外的各纬度地区，其太阳周日视运动轨迹的显、隐两个部分皆表现为关于当地地平圈东西轴的对称分布(弧度均为180°)，各自的历时均为12h整;各地日出、日

轨迹图,太阳视运动,北半球,日期

平面，而地平面与天球相割而成的圆即地平圈［1］．地平面或地平圈将天球分成观察者可见与不可见的两个半球，其中可见的半球叫天穹;相应地，恒星(包括太阳)的视运动轨迹亦可被分为显、隐两个部分．尽管对地球而言天球是唯一的，但由于各地都具其独有的天顶、天底及地平圈，故各地对天球可见与不可见半球的分割是不同的，由此导致同一时间各地所观察到的太阳视运动存在差异．本文之后的分析如不加特别说明，所提到的太阳周日视运动轨迹均指轨迹的显部份，所提到的日出、日落及正午的时刻均指地方视太阳时［1－2］．图3为北半球不同纬度地区在一些特定日期(“二分”日、夏至日、冬至日)观察到的太阳周日视运动轨迹，各种具体表现分述如下．图3北半球不同纬度地区特定日期的太阳视运动轨迹Fig.3Trajectoriesofthesun'sdiurnalapparentmovementatthespecificdatesanddifferentlatitudesonNorthernHemisphere3.1太阳周日视运动在特定日期与位置的特殊表现“二分”日是一年中太阳周日视运动表现特殊的一天，该日太阳直射于赤道，全球昼夜平分．北半球除北极点外的各纬度地区，其太阳周日视运动轨迹的显、隐两个部分皆表现为关于当地地平圈东西轴的对称分布(弧度均为180°)，各自的历时均为12h整;各地日出、日落的方位(时刻)均分别为正东(6:00)和正西(18:00)．赤道是全球各纬度中太阳周日视运动表现特殊的一个纬度，该纬度全年昼夜平分．赤道上，太阳周日视运动轨迹平面总是垂直于地平面，轨迹的显、隐两个部分总是表现为关于地平面的对称分布(弧度均为180°)，各自的历时均为12h整;全年日出、日落的时刻均分别为6:00和18:00．由于夏至日、“二分”日和冬至日太阳分别直射于北半球、赤道和南半球，相应地赤道上太阳处于上中天(正午或视午)时的方

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