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1、详谈“日影”问题四川 徐广元一. 日影朝向（一）分布规律1. 日影朝向始终在观测者所见太阳方位的相反方向。2. 正午日影的朝向取决于太阳直射点的位置。太阳直射点以北的地区正午日影朝向正北，以南的地区朝向正南（极点除外，极夜地区正午无日影）。不同地区分布如下：（1）回归线以外的地区（极点除外）：北回归线以北地区，一年中正午日影都朝向正北。南回归线以南地区，一年中正午日影都朝向正南。（2）回归线之间的地区：太阳直射地区，正午日影缩为零（或正午日影与物体重合）。赤道上一年中正午日影大约半年朝向正北，半年朝向正南。赤道到北回归线之间的地区，一年中正午日影朝向正北的时间多于朝向正南的时间；赤道到南回归线
2、之间的地区，一年中正午日影朝向正北的时间少于朝向正南的时间。（3）极点：北极点极昼期正午日影都朝向正南，南极点极昼期正午日影都朝向正北。3. 日出日落时的日影朝向（1）太阳直射北半球时：无论南北半球，日出时的影子都朝向西南方，日落时的影子都朝向东南方。（2）太阳直射南半球时：无论南北半球，日出时的影子都朝向西北方，日落时的影子都朝向东北方。（3）太阳直射赤道时：全球各地日出时的影子都朝向正西方，日落时的影子都朝向正东方。（二）应用意义1. 据日出、日落时日影的朝向，推知太阳直射半球若日出时物体的影子朝向西南方，日落时物体的影子朝向东南方，则说明太阳直射北半球；若日出时物体的影子朝向西北方，日落
3、时物体的影子朝向东北方，则说明太阳直射南半球；若日出时物体的影子朝向正西方，日落时物体的影子朝向正东方，则说明太阳直射赤道。2. 据一天中日影朝向情况，推测当地地方时日影朝向正北或正南时，当地的地方时为12时。3. 据正午日影的朝向，推测观测点所在半球及大体纬度位置（1）一年中在有白昼的时期，正午日影始终朝向正北方，则该地位于北回归线以北地区（北极点除外）或南极点。（2）一年中在有白昼的时期，正午日影始终朝向正南方，则该地位于南回归线以南地区（南极点除外）或北极点。（3）一年中正午日影一段时间朝向正南方，一段时间朝向正北方，则该地在南北回归线之间。二. 日影长短变化（一）变化规律1. 一天中，
4、日出、日落时的日影最长，正午时的日影最短。2. 一年中，6月22日南半球有白昼期的地区正午日影达全年最长，北回归线及其以北地区达全年最短。12月22日北半球有白昼期的地区正午日影达全年最长，南回归线及其以南地区达全年最短。回归线之间的地区，太阳直射时，正午日影缩为零（或正午日影与物体重合），达全年最短。（二）应用意义1. 据一天中日影长短情况，推测观测点的地方时如：日影达一天中最短时，当地地方时为12时。2. 据一年中正午日影长短情况，推测观测点所在半球、季节等。（1）6月22日正午日影达全年最长，该地在南半球，为冬季；达全年最短，该地在北回归线及其以北地区，为夏季。（2）12月22日正午日影
5、达全年最长，该地在北半球，为冬季；达全年最短，该地在南回归线及其以南地区，为夏季。（3）非二至日正午日影缩为零（或日影与物体重合），该地在南北回归线之间，太阳直射该地。（4）正午日影达全年最长，则该地处于冬季，且该日为该地所在半球的冬至节气。正午日影达全年最短（不为零），则该地处于夏季，且该日为该地所在半球的夏至节气。如何判断日出日落的方位太阳东升西落是地球自西向东自转的反映，太阳的这种视运动不仅反映出地球自转的方向。同时还反映出地球自转的速度，即地球每小时向东自转15，那么站在地球上的观测者看到太阳东升西落的角速度也是每小时15。但是，严格说来，笼统地认为太阳东升西落是不准确的。由于黄赤交角
6、的存在，导致了太阳直射点的回归运动。直射点位置的变化，使得我们在不同季节看到的太阳日出、日落的方位并不相同，那么世界各地日出日落方位的变化有什么规律呢？下面我们就利用日照图来分析这个问题。按太阳直射点的位置，分三种情况来进行讨论。一、太阳直射赤道我们知道在晨线上看到的是日出，在昏线上看到的是日落。在上图中，选任意一点A，我们来分析一下A地日出日落的方位。因为纬度相同的地方，日出日落的方位也相同，所以我们首先作出过A地的纬线，找到该纬线与晨线的交点B、与昏线的交点B。只要得出太阳光线相对于B地的方向，就可知道A地日出的方位；只要得出太阳光线相对于B地的方向，就可知道A地日落的方位。显然，相对于B
7、地而言，太阳光线来自正东方向，所以在A地太阳从正东方向升起；相对于B地而言，太阳光线来自正西方向，所以在A地太阳从正西方向落下。由此可得出规律一：春秋二分日，全球各地的日出日落方位除了南北两极点外均为从正东方向升起、从正西方向落下。二、太阳直射北半球我们讨论一下任意一点C地的日出日落方位，作出过C地的纬线，找出该纬线与晨线的交点D、与昏线的交点D，显然太阳光线相对于D地来说来自东北方向；相对于D地来说来自西北方向，所以，在C地太阳从东北方向升起，从西北方向落下。由此可得出规律二：太阳直射北半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳都是从东北方向升起、从西北方向落下，而且太阳直射点的纬度越接近
8、北回归线，各地日出、日落的方位就越偏北；纬度越高的地方日出日落的方位也越偏北。三、太阳直射南半球在上图中找任意一点E，用上述同样的方法，可以看到，E地日出的方向是东南，日落的方向是西南。由此可得出规律三：太阳直射南半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳都是从东南方向升起，从西南方向落下，而且太阳直射点的纬度越接近南回归线，各地日出、日落的方位就越偏南；纬度越高的地方日出日落的方位也越偏南。由上述分析可以看出，各地日出日落的方位，既取决于太阳直射点的纬度位置，又与当地的纬度位置有关。太阳直射点的纬度位置决定了各地的日出日落方位是偏南还是偏北，以及偏南或偏北的程度。不难看出，在同一天，在全球各地观察到的日出日落的方位，偏南或偏北的方向是一致的，与所在的半球位置无关。当地纬度位置的高低，会影响到日出日落方位偏南或偏北的程度。当太阳直射在北半球时，纬度越高的地方日出日落的方位就越偏北；当太阳直射在南半球时，纬度越高的地方日出日落的方位就越偏南。
