浅谈太阳升落方位的变化规律

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1、浅谈太阳升落方位的变化规律内容提要：太阳升落方位问题是《地球运动》教学中遇到的疑难问题，《地理教育》杂志曾连续刊发多篇文章对此进行讨论，本文系其中之一，刊发于93年第4期。本文从纬度、季节、南北半球比较三个方面考察太阳升落方位的变化规律，文字深入浅出，通俗易懂，适合于中学地理教师及高校地理系学生阅读，可供《地球概论》教学及《高中地理》教学参考。关键词：太阳升落方位(A)太阳赤纬(δ)纬度(ψ)太阳周日圈地平圈由于黄赤交角的存在，使天球上的太阳不断相对于天赤道作回归运动，其真接结果是造成太阳赤纬（即δ）的周年变化（表现在地面上便是太阳直射点的南北移动），进而导致太阳周

2、日圈反复地北进南退，伴随这种北进南退，地面观察者眼中太阳的升落方位亦出现有规律的变化。太阳升落方位的变化规律可以从以下几个方面来考察：1.随纬度的变化规律：这种规律可以概括为一句话即：太阳赤纬不为零时，纬度越高（不管南北纬），太阳升落的方位角（以东点、西点为起点，在地平圈上度量，偏北为正，偏南为负，用符号A表示）越大，而且太阳赤纬为正（负）即太阳直射在北（南）半球时，方位角为正（负），亦即太阳升落方位偏北（南）。根据纬度的差异又可分为以下六种情况：（1）在赤道上看：由于太阳周日圈与地平圈直交，故一年四季太阳都是垂直地升起而又垂直地落下，且太阳赤纬是多少度，太阳升落方

3、位便是多少度，即δ=A。例如：每年11月7日，太阳赤纬约为－16°19′即太阳直射南纬16°19′，此日的太阳升落方位亦为－16°19′，即在赤道上看11月7日这天太阳是从正东偏南16°19′处升起，在正西偏南16°19′处下落。(2)在开始出现极昼的纬度上看：由于太阳周日圈最低点与地平圈相切，故太阳升落方位最大为90°即与北点或南点重合。例如：6月22日北极圈上开始出现极昼，太阳周日圈全部在地平圈以上，其最低点恰与北点相切，故这天在北极圈上看太阳，是从正东偏北90°即正北方位开始升起，而在正西偏北90°即正北方位下落到最低点，换句话说就是6月22日在北极圈上看太阳

4、升落方位为+90°。（3）在开始出现极昼的纬度到极点之间看：由于太阳周日圈全部位于地平圈以上而且是倾斜的，故一天中太阳高度仍有变化，太阳开始升起和下落到的最低点方位角均为90°即太阳升落方位亦与北点或南点重合。例如：6月22日在70°N处看太阳，一天中太阳总在地平以上转圈，只在半夜时下落到最低点，此时太阳位于正北方天空，方位角为+90°。（4）极昼期间在极点上看：由于太阳周日圈始终平行于地平圈，故一天中的太阳高度没有变化，始终等于该日太阳赤纬，太阳只有方位变化而无所谓升落，因而不存在升落方位问题。例如：12月22日在南极点上看，太阳周日圈始终高出地平23°26′，且

5、只有方位变化（每日一周）而无所谓升落，故不存在升落方位问题。（5）在开始出现极夜的纬度上看：由于太阳周日圈最高点与地平圈相切，故太阳只在正午时在方位为900的一点出现，但刚一露脸即已下落。如8月7日太阳赤纬为+16°19′即太阳直射北纬16°19′，该日南纬73°41′的地方出现极夜，这天太阳只在正午时在方位为90°的一点即正北方露一下脸。（6）在赤道与极昼极夜出现的纬度之间看：由于太阳周日圈与地平圈斜交，且纬度越高，两者之间的夹角越小，故太阳升落的方位角也就越大，而且普遍地A>δ。方位角的大小可用球面三角正弦公式求得：sinA=sinδ/cosψ(式中A为方

6、位角，δ为太阳赤纬，ψ为当地纬度)。例如：12月22日太阳赤纬为－23°26′，赤道上方位为－23°26′，南北回归线上为－25°41′，南北纬45°为－34°13′，极圈上为－90°。2.随季节的变化规律：这种规律也可以概括为一句话即：太阳赤纬值越大（小），方位角越大（小），而且赤纬为正（负）方位为正（负）即太阳升落方位偏北（南）。例如：（1）每年的3月21日与9月23日即二分日：太阳赤纬为0°即太阳直射赤道，太阳周日圈与天赤道重合。由于天赤道在当地天空中的位置乃东点、西点、Q点（又称上点，其位置在赤道上与当地天顶重合，北半球在天顶正南相当当地纬度的一点，南半球在

7、当地天顶正北相当当地纬度的一点）的连线，故全球各纬度看太阳都是从正东方位升起，在正西方位下落，其中正午时的太阳位置在赤道上位于天顶，北（南）半球位于天顶以南（北）相当当地纬度的一点。（2）每年的6月22日与12月22日即二至日：6月22日太阳赤纬为+23°26′，达一年中最大值，各纬度方位角皆为正（北偏）且亦达一年中最大值；12月22日太阳赤纬为－23°26′，绝对值亦达到一年中最大值，故各纬度方位角皆为负（南偏）且亦达到最大值。（3）夏半年与冬半年的情况是：3月21日以后到9月23日以前太阳直射点在北半球，太阳赤纬为正，各地方位角均为正，这段时间内太阳升落方位