极昼地区太阳运动分析

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1、极昼区的太阳视运动特点极昼区，即出现太阳终日（24小时）不落现象的地区。在同一个太阳日内，极昼区内不同纬度地点虽然都有极昼现象，但它们的太阳高度（角）日变化及其太阳周日视运动轨迹却迥然不同。对于极昼区内太阳视运动问题的阐释，教师感觉难讲，学生也大都不明，下面分类图示例析如下，请参考。一、南、北极点太阳周日视运动特点每年春分（3月21日前后）至秋分（9月23日前后），阳光直射北半球，为北极点极昼期；秋分至次年春分，阳光直射南半球，则为南极点极昼期。由于南、北极点位于地球自转轴上，其角速度和线速度为0，因

2、此，当其处于极昼期时，全天24小时太阳高度角为恒值（不变），并且其太阳高度的大小取决于阳光直射点的纬度。运用正午太阳高度的计算公式（h＝90°－（90°－直射点的纬度）），可推知h＝直射点所在的纬度数,即极点太阳高度角的大小恰好等于阳光直射点的纬度。例如，当阳光直射20°N时，北极点全天太阳高度角为20°；又如，当阳光直射15°S时，南极点太阳高度角终日为15°。由于阳光直射点以回归年为单位在南北回归线之间来回移动，所以南、北极点在其极昼期内的太阳高度变化范围为0°～23°26′。当阳光某日直射南、北

3、纬h°时，南、北极点太阳高度角的日变化曲线及其视运动轨迹，如图1、图2、图3所示。                图示说明：①在极点处观察到的太阳高度角终日不变，太阳视运动轨迹所确定的平面与地平面平行。②从北极点地平圈上来看，太阳视运动方向为逆时针方向（或从北极点上空看，太阳视运动呈顺时针方向）；从南极点地平圈上来看，太阳视运动方向为顺时针方向（或从南极点上空看，太阳视运动呈逆时针方向）。③北极点为地球最北端，其四面八方均为南方；南极点为地球最南端，其四面八方为北方。④阳光直射赤道时（二分日），南、北

4、极点太阳高度终日为0°，该日太阳沿地平线移动，此现象不属极昼现象。【例1】下图为某科考队员在某地观测到的太阳高度日变化示意图，这一天他观察到的太阳在天空呈逆时针方向运行。据此回答下面（1）—（2）题。（1）该科考队员所处的纬度位置是（  ）A.68°S  B.68°N  C.90°S  D.90°N（2）假设图示太阳高度为该地一年中的最大值，则（  ）A.地球上的热带范围将变大        B.地球上温带范围将变小C.地球上有极昼、极夜现象的范围将变小D.濮阳（纬度约为36°N）正午太阳高度的年变化

5、幅度将变大【解析】第（1）题，地球上太阳高度整日不变的只有极点。极昼期间，北极点观察到的太阳视运动方向为逆时针方向；南极点观察到的太阳视运动方向为顺时针方向。故第（1）题D项正确。第（2）题，北极点极昼期间，每日的太阳高度与阳光直射点的纬度数相等，其大小随直射点的南北移动而变化。若此日南极点的太阳高度（22°）为一年中的最大值，说明黄赤夹角变小，则南北回归线的度数由23°26′缩小为22°，南北极圈的度数由66°34′增大为68°，进而可知地球上的热带范围缩小，寒带（即有极昼、极夜现象的地区）缩小，而

6、温带范围则变大，故第（2）题C项正确；据正午太阳高度的计算公式可推知，温带地区正午太阳高度的年变化幅度为黄赤夹角度数的2倍。黄赤夹角变小，濮阳正午太阳高度的年变化幅度也将变小。【答案】（1）D （2）C二、极昼圈上太阳周日视运动特点所谓极昼圈，就是指刚刚出现极昼现象的纬线圈，即出现极昼现象的最低纬度圈。极昼圈的大小随着阳光直射点的南北移动而张缩。以北半球为例，春分（3月21日前后）过后，阳光直射点由赤道逐渐向北移动，极昼圈则由北极点（90°N）逐渐向南扩展；到夏至时，阳光直射23°26′N，极昼圈扩大

7、到年内最大值,此时极昼圈就是北极圈,即66°34′N。夏至过后，阳光直射点又由23°26′N向南移动，极昼圈则由北极圈向北逐渐缩小；到秋分时，极昼圈缩小至北极点，北半球极昼现象结束。在极昼圈张缩过程中，阳光直射点所在的纬度始终与极昼圈的纬度互余。显然，极昼圈的纬度年内变化范围为66°34′～90°。极昼圈上，全天24小时内太阳高度最小值为0°，出现在当地时间0时（或24时），此时太阳视运动轨迹与地平圈相切；太阳高度最大值就是当地正午太阳高度，其大小为阳光直射点所在纬度数的2倍（根据正午太阳高度的计算公

8、式即可推知）。显然，冬至或夏至时极昼圈上的正午太阳高度达到一年内的最大值，即46°52′。当阳光某日直射南、北纬h°时，极昼圈（其纬度为南、北纬（90°－h°））上某地点太阳高度的日变化曲线及其视运动轨迹，如图4、图5、图6所示。                    图示说明：①北半球极昼圈上，太阳日出（0时）、日落（24时）于正北方，并且人的视线越过北极点看到日出、日落；正午（地方时12时）太阳位于正南方。②南半球极昼圈上，太阳日出（0时）、日落（2