干货 【备考干货】日出日落方向与正午太阳高度的计算专题

人们曾用日不落来形容权力的无极。真的存在日不落的地方吗?
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A地昼长=C地夜长,A地夜长=C地昼长,也就是说,纬度相同且分处于南北半球的两地,一地的昼长等于另一地的夜长。
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我们规定全球任何一个地区,正午均为12点,且上午和下午的长度相等。赤道上全年昼夜平分,白天12个小时。因此赤道上的地区上午6个小时,下午6个小时,日出时间是上午6点。
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正午太阳高度是指正午时刻太阳光线与地平面的夹角。
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太阳高度决定了楼房的影长。为了提供光照充足的居住环境,建筑房屋时也要注意保留一定的楼间距,城市的楼房迅速拔节生长,洒进窗棂的阳光也日趋珍贵。
情景假设
假设下图的A点为 观察点,即观察者所处的位置。 B点为天顶,E、W、S、N分别代表了观察者的 东、西、南、北方向。 图中的红色圆弧,代表了太阳的 运动方向(东升西落),不同的圆弧代表了不同的季节(夏至、春秋分、冬至)。
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日出、日落规律
(1)观察点(A)位于 北半球时,太阳的运动轨迹 向南倾斜,① 夏半年(春分-->秋分)太阳由东北升起,西北落下; ② 春分、秋分时,太阳从正东升起,正西落下; ③ 冬半年(秋分-->春分)太阳从东南升起,西南落下。
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(2)观察点(A)位于 赤道时,太阳的运动轨迹 不发生倾斜,夏半年太阳东北升起、西北落下; 春分/秋分时正东升起、正西落下;冬半年时东南升起、西南落下。
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(3)观察点位于 南半球时,太阳的运动轨迹 向北倾斜,夏半年(北半球的夏半年)太阳东北升起、西北落下; 夏至时正东升起、正西落下;冬半年时东南升起、西南落下。
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总体来说,在太阳轨迹的倾斜方向上:当观察者(A)位于 北半球时,太阳轨迹向南倾斜; 当它位于 南半球时,太阳轨迹向北倾斜; 当它位于 赤道时,太阳轨迹不发生倾斜。 在日出、日落的方向上:①当太阳直射北半球时(夏半年),不论观察点(A)位于南半球或者北半球,都是 东北日出、西北日落; ②太阳直射赤道时,正东日出、正西日落;③太阳直射南半球时,太阳 东南升起、西南落下。
太阳高度角是指对于地球上的某个地点,太阳光的入射方向与该地点所在的地平面的夹角。
太阳高度角简称太阳高度(其实是 角度),以下均用简称。
当太阳直射地面时,太阳高度为90°,此时太阳辐射强度最大,没有比90°再大的太阳高度了。
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太阳高度随着地方时和太阳直射纬度的变化而变化。
暂且不讨论太阳直射纬度,一天之中,随着太阳东升西落,太阳高度也在不断地变化,日出日落时太阳高度为 零度,正午时太阳高度达到一天中 最大值。
注意:一天中的最大值并不一定是90°。
所以,太阳高度似乎没有什么 特殊性,只要是日出日落的地点太阳高度就为零,没有随着纬度的变化而变化。不仅如此,谭老师地理工作室综合整理想知道某地某日8:00的太阳高度就 够你算上一阵子,另一地同一日期8:00的太阳高度又够你算上一阵子。
能不能找到一个比较特殊又好算的太阳高度呢?
回答是肯定的。
那就是 正午太阳高度!
正午太阳高度指的是一天当中最大的太阳高度,它特殊在随着纬度会发生变化,不仅如此,它的计算也是极为方便的。
如何计算呢?
首先明确一点:太阳直射点是日心与地心的连线和地面的交点。
且太阳直射点的正午太阳高度为90°。
假设太阳直射点在A点(纬度为δ),而观测者在B点(纬度为φ),求观测者所在地的正午太阳高度为H。
(1)δ和φ在相同半球,如图所示
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