極晝地區(qū)太陽運(yùn)動(dòng)分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上極晝區(qū)的太陽視運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 極晝區(qū)，即出現(xiàn)太陽終日（24小時(shí)）不落現(xiàn)象的地區(qū)。在同一個(gè)太陽日內(nèi)，極晝區(qū)內(nèi)不同緯度地點(diǎn)雖然都有極晝現(xiàn)象，但它們的太陽高度（角）日變化及其太陽周日視運(yùn)動(dòng)軌跡卻迥然不同。對(duì)于極晝區(qū)內(nèi)太陽視運(yùn)動(dòng)問題的闡釋，教師感覺難講，學(xué)生也大都不明，下面分類圖示例析如下，請(qǐng)參考。一、南、北極點(diǎn)太陽周日視運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)每年春分（3月21日前后）至秋分（9月23日前后），陽光直射北半球，為北極點(diǎn)極晝期；秋分至次年春分，陽光直射南半球，則為南極點(diǎn)極晝期。由于南、北極點(diǎn)位于地球自轉(zhuǎn)軸上，其角速度和線速度為0，因此，當(dāng)其處于極晝期時(shí)，全天24小時(shí)太陽高度角為恒值（不變），并且其

2、太陽高度的大小取決于陽光直射點(diǎn)的緯度。運(yùn)用正午太陽高度的計(jì)算公式（h90°（90°直射點(diǎn)的緯度），可推知h直射點(diǎn)所在的緯度數(shù),即極點(diǎn)太陽高度角的大小恰好等于陽光直射點(diǎn)的緯度。例如，當(dāng)陽光直射20°N時(shí)，北極點(diǎn)全天太陽高度角為20°；又如，當(dāng)陽光直射15°S時(shí)，南極點(diǎn)太陽高度角終日為15°。由于陽光直射點(diǎn)以回歸年為單位在南北回歸線之間來回移動(dòng)，所以南、北極點(diǎn)在其極晝期內(nèi)的太陽高度變化范圍為0°23°26。當(dāng)陽光某日直射南、北緯h°時(shí)，南、北極點(diǎn)太陽高度角的日變化曲線及其視運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖1、圖2、圖3所示。&

3、#160;                圖示說明：在極點(diǎn)處觀察到的太陽高度角終日不變，太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡所確定的平面與地平面平行。從北極點(diǎn)地平圈上來看，太陽視運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向（或從北極點(diǎn)上空看，太陽視運(yùn)動(dòng)呈順時(shí)針方向）；從南極點(diǎn)地平圈上來看，太陽視運(yùn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向（或從南極點(diǎn)上空看，太陽視運(yùn)動(dòng)呈逆時(shí)針方向）。北極點(diǎn)為地球最北端，其四面八方均為南方；南極點(diǎn)為地球最南端，其四面八方為北方。陽光直射赤道時(shí)（二分日），南、北極點(diǎn)太陽高度終日為0&#

4、176;，該日太陽沿地平線移動(dòng)，此現(xiàn)象不屬極晝現(xiàn)象。【例1】下圖為某科考隊(duì)員在某地觀測到的太陽高度日變化示意圖，這一天他觀察到的太陽在天空呈逆時(shí)針方向運(yùn)行。據(jù)此回答下面（1）（2）題。（1）該科考隊(duì)員所處的緯度位置是（   ）A.68°S   B.68°N   C.90°S   D.90°N（2）假設(shè)圖示太陽高度為該地一年中的最大值，則（   ）A.地球上的熱帶范圍將變大       &

5、#160; B.地球上溫帶范圍將變小C.地球上有極晝、極夜現(xiàn)象的范圍將變小D.濮陽（緯度約為36°N）正午太陽高度的年變化幅度將變大【解析】 第（1）題，地球上太陽高度整日不變的只有極點(diǎn)。極晝期間，北極點(diǎn)觀察到的太陽視運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；南極點(diǎn)觀察到的太陽視運(yùn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。故第（1）題D項(xiàng)正確。第（2）題，北極點(diǎn)極晝期間，每日的太陽高度與陽光直射點(diǎn)的緯度數(shù)相等，其大小隨直射點(diǎn)的南北移動(dòng)而變化。若此日南極點(diǎn)的太陽高度（22°）為一年中的最大值，說明黃赤夾角變小，則南北回歸線的度數(shù)由23°26縮小為22°，南北極圈的度數(shù)由66°34增大為6

6、8°，進(jìn)而可知地球上的熱帶范圍縮小，寒帶（即有極晝、極夜現(xiàn)象的地區(qū)）縮小，而溫帶范圍則變大，故第（2）題C項(xiàng)正確；據(jù)正午太陽高度的計(jì)算公式可推知，溫帶地區(qū)正午太陽高度的年變化幅度為黃赤夾角度數(shù)的2倍。黃赤夾角變小，濮陽正午太陽高度的年變化幅度也將變小。【答案】 （1） D  （2） C二、極晝?nèi)ι咸栔苋找曔\(yùn)動(dòng)特點(diǎn)所謂極晝?nèi)?，就是指剛剛出現(xiàn)極晝現(xiàn)象的緯線圈，即出現(xiàn)極晝現(xiàn)象的最低緯度圈。極晝?nèi)Φ拇笮‰S著陽光直射點(diǎn)的南北移動(dòng)而張縮。以北半球?yàn)槔?，春分?月21日前后）過后，陽光直射點(diǎn)由赤道逐漸向北移動(dòng)，極晝?nèi)t由北極點(diǎn)（90°N）逐漸向南擴(kuò)展；到夏至?xí)r，陽光直射23&

7、#176;26N，極晝?nèi)U(kuò)大到年內(nèi)最大值,此時(shí)極晝?nèi)褪潜睒O圈,即66°34N。夏至過后，陽光直射點(diǎn)又由23°26N向南移動(dòng)，極晝?nèi)t由北極圈向北逐漸縮??；到秋分時(shí)，極晝?nèi)s小至北極點(diǎn)，北半球極晝現(xiàn)象結(jié)束。在極晝?nèi)埧s過程中，陽光直射點(diǎn)所在的緯度始終與極晝?nèi)Φ木暥然ビ?。顯然，極晝?nèi)Φ木暥饶陜?nèi)變化范圍為66°3490°。極晝?nèi)ι?，全?4小時(shí)內(nèi)太陽高度最小值為0°，出現(xiàn)在當(dāng)?shù)貢r(shí)間0時(shí)（或24時(shí)），此時(shí)太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡與地平圈相切；太陽高度最大值就是當(dāng)?shù)卣缣柛叨?，其大小為陽光直射點(diǎn)所在緯度數(shù)的2倍（根據(jù)正午太陽高度的計(jì)算公式即可推知）。顯然，冬至

8、或夏至?xí)r極晝?nèi)ι系恼缣柛叨冗_(dá)到一年內(nèi)的最大值，即46°52。當(dāng)陽光某日直射南、北緯h°時(shí)，極晝?nèi)Γㄆ渚暥葹槟?、北緯?0°h°）上某地點(diǎn)太陽高度的日變化曲線及其視運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖4、圖5、圖6所示。                      圖示說明：北半球極晝?nèi)ι?，太陽日出?時(shí)）、日落（24時(shí)）于正北方，并且人的視線越過北極點(diǎn)看到日出、日落；正午（地方

9、時(shí)12時(shí)）太陽位于正南方。南半球極晝?nèi)ι?，太陽日出?時(shí)）、日落（24時(shí)）于正南方，并且人的視線越過南極點(diǎn)看到日出、日落；正午（地方時(shí)12時(shí)）太陽位于正北方。極晝?nèi)ι?，無論是南半球還是北半球，太陽前半天在東半部分天空均表現(xiàn)為升起狀態(tài)，后半天在西半部分天空均表現(xiàn)為日落狀態(tài)?！白⒁暠狈?，左西右東”的方位判定法則適用于極點(diǎn)外的任何地區(qū)。極晝?nèi)暥榷葦?shù)與陽光直射點(diǎn)所在緯度度數(shù)互余?！纠?】 下圖為我國一科考隊(duì)員在A地點(diǎn)手繪的某日太陽運(yùn)行軌跡圖，箭頭表示太陽運(yùn)行方向。當(dāng)太陽位于圖中B點(diǎn)時(shí)，該科考隊(duì)員手表顯示16點(diǎn)（北京時(shí)間）。據(jù)此回答（1）（2）題。（1）觀察地點(diǎn)的地理坐標(biāo)可能是（  

10、;  ）A.60°S，120°W         B. 60°N，60°E   C.70°S，120°W         D. 70°N，60°E（2）該日，太陽升起的方向是（     ）A.地平正北方向        

11、  B. 地平東北方向C.地平東南方向          D. 地平正東方向【解析】第（1）題，根據(jù)太陽升落的運(yùn)行方向可知，該地位于北半球，且B點(diǎn)時(shí)太陽位于正南方天空。圖示太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡正好與地平面相切可知，說明該地該日剛好發(fā)生了極晝現(xiàn)象，即A點(diǎn)位于極晝?nèi)ι?。極晝?nèi)ι险缣柛叨鹊扔谥鄙潼c(diǎn)緯度的2倍，由正午太陽高度為40°，知此日太陽直射20°N，進(jìn)而知此日極晝?nèi)暥葹?0°N（即90°20°）。太陽位于B點(diǎn)時(shí)，為當(dāng)?shù)卣?2點(diǎn)，而此時(shí)

12、北京時(shí)間（120°E地方時(shí)）為16點(diǎn)，根據(jù)時(shí)間換算關(guān)系可得知該地經(jīng)度為60°E。故第（1）題D對(duì)。第（2）題，北半球極晝?nèi)ι希栐谧右?時(shí)從地平的正北方向升起（人的視線越過北極點(diǎn)看到日出），又在第二天的子夜0時(shí)落于地平的正北?！敬鸢浮?（1） D （2） A三、極點(diǎn)與極晝?nèi)χg地區(qū)的太陽周日視運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)在極點(diǎn)與極晝?nèi)χg的極晝地帶，全天24小時(shí)太陽高度角都大于0°，其中日最小太陽高度角與正午太陽高度角之和等于陽光直射點(diǎn)緯度數(shù)的2倍，并且日最小太陽高度角的度數(shù)等于該地緯度與極晝?nèi)χg相隔的緯度數(shù)（由正午太陽高度的計(jì)算公式外延而得）。例如，當(dāng)陽光直射20°N

13、時(shí)，極晝?nèi)?0°N， 80°N上的正午太陽高度為30°（據(jù)正午太陽高度的計(jì)算公式而得），其最小太陽高度角則為10°（即2×20°30°10°），該度數(shù)也正好是70°N極晝?nèi)εc80°N的緯度差。當(dāng)陽光某日直射南、北緯h°時(shí)，極晝?nèi)暥葹?0°h°，此時(shí)處于極點(diǎn)與極晝?nèi)χg地帶的某地點(diǎn)太陽高度日變化曲線以及太陽視運(yùn)動(dòng)狀況如圖7、圖8、圖9所示。          

14、60;               圖示說明： h 1圖中表示該地日最大太陽高度角，h 2表示該地日最小太陽高度角，若該日直射點(diǎn)緯度為h，b表示該日極晝?nèi)暥?，a表示該地緯度，則它們存在以下關(guān)系：2×hh 1h 2 ； b90°h°90°（h 1h 2）/2； abh 290°（h 1h 2）/2?！纠?】讀下圖，某經(jīng)線上點(diǎn)F，虛線為過該點(diǎn)的地面垂直線，Q1、Q2是F點(diǎn)夏至日兩個(gè)不同時(shí)刻的太陽光線，且經(jīng)線、虛線和太陽

15、光線位于同一平面上。完成（1）（2）題。      （1）若F點(diǎn)的地方時(shí)是世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則北京時(shí)間為（    ）A.6點(diǎn)或18點(diǎn)      B.7點(diǎn)或19點(diǎn)      C.8點(diǎn)或20點(diǎn)      D.12點(diǎn)或20點(diǎn)（2）若角、相差12°，則F點(diǎn)緯度為（    ）A.12°N      B.78°N      C.72.5°N      D.84°N【解析】第（1）題，經(jīng)線指示南北方向。由“Q1、Q2是F點(diǎn)夏至日兩個(gè)不同時(shí)刻的太陽光線，且經(jīng)線、虛線和太陽光線位于同一平面上”，可知F點(diǎn)位于北半球極晝?nèi)σ詢?nèi)，且Q1、Q2光線時(shí)刻的地方時(shí)為0點(diǎn)或12點(diǎn)；若F點(diǎn)的地方時(shí)是世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)（0°經(jīng)線地方時(shí)），根據(jù)時(shí)差換算關(guān)系可知北京時(shí)間（120°E地