日出日落问题.docx

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日出日落问题

五、日出日落问题

（一）、日出和日落方位问题：

不论是南半球还是北半球的任何地点（出现极昼和极夜的区域除外），其太阳出没点的地平方位是偏南还是偏北，取决于太阳直射南半球还是北半球，而与观测地点位于南北半球无关。

具体来说：

（1）在两分日时，太阳直射赤道，全球各地太阳正东升，正西落（极点除外）

（2）北半球的夏半年（太阳直射点位于北半球，即从春分日经过夏至日到秋分日），全球各地太阳东北升，西北落，而且纬度越高，太阳升落的方位越偏北（极点和出现极昼夜的地方除外）；北半球的冬半年（太阳直射南半球，从秋分经过冬至到春分日），全球各地太阳东南升，西南落，纬度越高，太阳升落的方位越偏南（极点和出现极昼夜的地方除外）。

（3）就某一地点而言，在太阳直射点向北运动期间，太阳升落的方位将日渐偏北；反之则日渐偏南。

（4）南北极点上，太阳高度在一天中是不变的（即太阳周日视运动轨迹总是与极点的地平圈平行），太阳在一天中没有明显的升起和落下。

（二）、太阳视运动图的判断方法：

太阳视运动是地球自转造成的，一天中，地球自西向东自转，看太阳在天空中以观测者为中心，自东向西运动，一天转一圈。

观测者所在的平面是地表切面，叫做地平圈，以观测者为中心的大球面为天球，天体在天球上运动。

（1）太阳视运动最高位置为正午，正午太阳高度为从地平圈中心向太阳最高位置的连线与地平圈的交角，地平圈以上部分长度反映昼长，以下表示夜长。

（2）不同半球的正午太阳偏向：

北回归线以北和南回归线以南地区，太阳轨迹是平行的。

北回归线以北地区，一年中太阳总是偏向南方，每天太阳最高时太阳在正南，南回归线以南地区，一年中太阳总是偏向北方，太阳最高时在正北，根据一年中太阳视运动最高、最低、居中位置来判断季节。

（3）南北回归线之间地区，太阳轨迹也是平行的，只不过正午时太阳有时位于观测者以北，有时位于观测者正头顶（正午太阳高度为90度，正午太阳高度为太阳与地平圈中心连线与地平圈夹角），有时位于观测者以南。

赤道上每天都昼夜平分，太阳每天都垂直升落，但正午太阳高度并不同。

其余位于回归线之间纬度太阳运动轨迹倾斜，但与地面夹角较大。

（4）正好出现极昼的地区，北极圈以北地区表现为正北升，正北落，南极圈以南表现为正南升，正南落（升落在同一地点）。

已经处于极昼的地方（不包括极点），太阳虽一直在地平圈以上，但仍有高度变化，正午时太阳最高，午夜时太阳最低，如图中a点。

正午太阳高度可以计算，最小太阳高度可以通过直射点运动推算。

由于太阳运动轨迹是平行的，正午太阳高度变化即为最小太阳高度变化，变化数值为直射点移动范围。

例如：

北纬80度地区，太阳直射点位于北纬10度时，该纬度正好出现极昼现象，最小太阳高度为0度，正午太阳高度为20度，夏至时，直射点位于北回归线，最大太阳高度为33°26′，最小太阳高度为13°26′。

（5）北极点和南极点的太阳视运动

（1）北极点：

一天内太阳高度不变，太阳高度可以通过正午太阳高度计算出来，从地平面向上看，太阳逆时针在地平面以上旋转，地平圈中心为观测者位置，即北极点，四周方向都是正南方向。

（2）南极点：

站在地平圈中心向上看，太阳顺时针在地平面以上旋转，地平圈中心为观测者位置，即南极点，四周方向都是正北方向。

注意问题：

读此类图要注意以下两点：

①若正东日出、正西日落，说明太阳直射在赤

道。

北回归线以北（除北极外）正午时的太阳总是在南方的天空，南回归线以南（除南极外）正午时的太阳总是在北方的天空，北极点上空的太阳总在南方的天空，南极点上空的太阳总在北方的天空。

②若太阳在地平圈以上运行的时间短于在地平圈以下的时间，说明该地处于冬半年，反之，说明位于夏半年。

如下图为北半球某地太阳运行图，从图中可以看出太阳在地平圈以上的运行时间短于在地平圈以下的时间，说明太阳直射在南半球，日落点和正东、正西连线的交角为20°，说明太阳直射点位于南纬20°，由该地正午太阳高度为40°和太阳直射南纬20°两个条件可算出当地的纬度。

（三）、利用日照图来判断日出日落方位

1、太阳直射赤道

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。

可以看出，相对于B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。

总结规律为：

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。

2、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"，可以看出，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。

总结规律为：

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。

3、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。

总结规律为：

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、日落的方位越偏南；纬度越高的地方日出日落的方位也越偏南。

4、总结

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。

可以看出，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。

例题1：

11月5日，北京（40°N、116°E）当地看到太阳升落的视运动轨迹示意图为

答案：

B点拨：

由于太阳直射在南半球，北京应该是昼短夜长，且太阳在东南方向日出，西南方向日落。

图A太阳视运动偏向错误，图B表示昼短夜长，且日出东南，日落西南。

例题2：

下图是北纬40°某地二分二至日太阳视运动示意图，K、L、M三条曲线为二分二至日太阳视运动曲线。

读图回答

（1）～

（2）题。

（1）图中a、b、c、d分别表示地平圈上的四个方位，其中代表南方的是

A．a    B．b    C．c    D．d

答案：

A点拨：

图中K、L、M三条曲线所处的最高位置代表当时的正午太阳高度，它们的位置都偏向于a方一侧，而该地又在40°N，其正午太阳偏于南方，所以a方应该代表南方。

（2）有关K、L、M所对应的日期的说法，正确的是

A．K一一天安门广场升旗时刻为一年中最迟

B．L一一江苏白昼时间比北京长

C．M一一此时该地太阳从东南方向升起

D．L一一长江口外海域盐度达一年中最小值

答案：

A点拨：

根据该地二分二至日正午太阳高度大小可知：

K、L、M分别代表的是冬至、春秋分、夏至日，冬至日北半球各地日落最早、日出最迟，随日出同步的升旗也最迟。

春秋分日各地昼夜等长，北京与江苏白昼等长。

夏至日，日出方向为东北方向。

长江口外海域盐度夏季多雨时最低。

例题3：

下图为北半球甲乙两地某日“太阳视运动路线图”，图0为地平圈，箭头为太阳视运动方向，∠1=∠2=22°，据此，完成

（1）～（4）题：

（1）甲地的地理纬度

A.23°26′N B.66°34′N    C.22°N D.90°N

答案：

D点拨：

甲地处于极昼状态，且一天中太阳高度不变，只有极点有这种情况，又根据甲太阳视运动轨迹偏向南方，为北半球，故甲地为北极点。

（2）乙地的正午太阳高度

A.22° B.44°C.11° D.68°

答案：

B点拨：

当直射点位于23°26ˊ时，北极圈正好出现极昼现象，其正午太阳高度为2倍的23°26ˊ。

此时北极点正午太阳高度为22°，太阳直射点也为22°，出现极昼纬度的正午太阳高度为2*22°=44°，此时乙地正好出现极昼现象，所以正午太阳高度为44°。

（3）该日下列说法中不正确的是

A.澳大利亚北部盛行西北风B.尼罗河水泛滥C.巴西高原草原一片枯黄 D.北极考察的好时光

答案：

A点拨：

此时太阳直射点位于22°N，北半球为夏季，南半球为冬季。

太阳直射点北移，澳大利亚北部盛行东南信风，故A错。

尼罗河发源于北半球的热带草原气候区，此时为湿季；南美洲的巴西高原属于热带草原气候，此时为干季；北极附近为极昼，为科学考察的好季节。

（4）悉尼该日太阳升起的方向

A.东北 B.东南 C.正东 D.正北

答案：

A点拨：

春秋分日太阳从正东升起，而此时太阳直射点纬度22°N，太阳从东北升起来，从西北方向落下去。

例题4：

下图表示某地一天中两个不同时刻太阳光线与地面的夹角，据此判断

（1）～（3）题：

（1）该地的纬度位置是（     ）

A．70°N   B．75°N  C．70°S  D．75°S

答案：

B点拨：

该地一天中太阳既有从正北照射，也有从正南照射，并且太阳高度都大于0度，说明该地处于极昼区内，太阳从正南照射时，太阳高度大，说明该地位于北极圈以北，从正南照射时的太阳高度为正午太阳高度。

此时最小太阳高度为5°，即此时太阳直射点距离正好出现极昼时的太阳直射点纬度差5°，正好出现极昼时的正午太阳高度为30°，并且正好出现极昼时，直射点纬度+该地纬度=90°，计算公式为30°=90°-〔ф-（90°-ф）〕，计算出纬度为75°。

（2）这一天，太阳直射点的纬度位置是（    ）

A．15°N   B．20°N    C．15°S    D．20°S

答案：

B点拨：

该地位于75°N，正午太阳高度为35°，太阳直射点位于北半球，通过计算可以知道此时，直射点位于20°N。

（3）当太阳光线处在a位置时，国际标准时间是20时，则该地的经度位置是（   ）

A．120°W   B．0°C．60°E   D．180°

答案：

C点拨：

当太阳光线处于a位置时，经过a位置的经线位于夜半球正中央，为24点，此时0度经线地方时为20点，可以计算出该地经度为60°E。

例题5：

下图是“40°N地区二分二至日正午太阳高度和昼夜长度变化图”，读图完成下列各题：

（1）图中三条弧线代表________________________________。

（2）正午太阳高度角最大的一天是________，其数值为________，此时太阳直射点位于________纬线上。

（3）当图中所示地区日出时间为7：

30时，其白昼时间为________小时，位于赤道上的某地的日出时间是________。

（4）当图中所示地区正午太阳高度为最小时，全球正午太阳高度达一年中最大值的范围是________________________，白昼达一年中最长的范围是_____________________。

（5）若该地位于亚欧大陆的东侧，当日出时间为4：

30时，该地应该受到________季风的影响。

答案：

（1）白天太阳在地平线上的视运动的轨迹

（2）夏至；73°26′；北回归线（或23°26′N）（3）9  6：

00（4）南回归线及其以南地区；南半球（5）东南

点拨：

本题考查的是昼夜长短和正午太阳高度变化规律。

（1）图中反映的是某地一天中太阳高度的日变化，即白天太阳在地平线上的视运动的轨迹。

（2）图中显示了夏至日该地的正午太阳高度最大，此时太阳直射点位于北回归线上，该地纬度为40°N，可以计算出正午太阳高度数值。

（3）出时间为7：

30，正午为12点，上午有4小时30分，白昼时间为9小时，赤道上永远6点日出。

（4）图中冬至日正午太阳高度最小，直射点位于南回归线，南回归线及其以南地区正午太阳高度达一年中最大值。

整个南半球白昼达一年中最大值。

（5）40°N纬线的大陆东侧为温带季风气候，当日出时间为4：

30时，昼长夜短，为夏季，盛行东南季风。

例题6：

读某日北半球某纬线上不同经度的太阳高度。

读图回答

（1）～（3）题：

（1）此刻，北京时间

A．3:

20    B．9:

20    C．15:

20   D．21:

20

答案：

A点拨：

该纬线上，西经110度经线经过正午位置，为12点，则东经70度为0点，东经120度经线地方时为北京时间，为3:

20。

（2）此日，太阳直射点的纬度是

A．0°    B．5°N    C．15°N    D．23°26′N

答案：

C点拨：

图中显示该纬线所有经度太阳高度都在0度以上，并且正好出现极昼，假设该纬度为α，此时直射点纬度为β，并且位于北半球，则α+β=90°，该纬线上正午太阳高度为30°，则30°=90°-（α-β），计算出α=75°N，β=15°N。

（3）6月22日，该纬线上的最小太阳高度为

A．6°34′    B．8°26′    C．21°26′   D．21°34′

答案：

B点拨：

该纬线为75°N，当直射点位于15°N时，正好出现极昼，最大太阳高度为30°，最小太阳高度为0°。

随着直射点北移，该地持续为极昼，但太阳高度全天在0°以上，太阳高度增加数值为太阳直射点距离15°N的纬度差，直到夏至日太阳最高，此时的最小太阳高度为0+（23°26′-15°）=8°26′，最大太阳高度即正午太阳高度为30°+（23°26′-15°）=38°26′。

之后太阳高度开始减小，减小的数值为太阳直射点移动的纬度范围，直到直射点到达15°N，该地极昼结束。

（4）此日，下列现象可能发生的是：

A．北印度洋洋流呈逆时针方向运动B．北京日出方向为东偏北

C．甲、乙两地太阳高度最大值为15°D．巴西高原呈现草类茂盛的景象

答案：

B点拨：

此日，75°N纬线正好出现极昼，直射点位于15°N，北半球为夏季，北印度洋洋流呈顺时针方向运动；北京日出方向东北方向；甲、乙两地都位于75°N纬线上，只是经度不同，正午太阳高度即最大太阳高度相同，都是30°；巴西高原属于南半球热带草原气候，此时为干季，草类枯黄。

（5）此日某时刻，该纬线上的甲、乙两地的太阳高度均为15°，则甲、乙两地之间最短地面距离是

A．1650km   B．3300km   C．4950km  D．6600km

答案：

B点拨：

本题考查的是两地最短距离的知识，两地最短距离是经过地心和地表两地的大圆与地表的交线的长度。

甲、乙两地都位于75°N纬线上圈上，此刻太阳高度相同，正好位于该纬线圈的正对面的两个点上，两地之间最短地面距离是经过北极点的经线段，跨30个纬度，长度为111千米*30=3300km。

例题7:

下图表示北半球某地某日的太阳视运动路径，图中椭圆为地平圈，太阳位于正南方天空。

图中∠α=23°26′，∠β=32°34′。

据图完成

（1）～（3）题：

（1）若该地西侧为东半球，东侧为西半球，则此时北京时间是：

A．9时20分   B．21时20分   C．15时40分   D．6时40分

答案：

A点拨：

东西半球分界线为西经20度和东经160度，其中西经20度以西为东半球，此时160°E为12点，北京时间为°。

（2）此日是：

A．6月22日   B．12月22日   C．3月21日  D．9月23日

答案：

A点拨：

春秋分日太阳从正东升起，从正西落下，北半球夏半年，日出东北方向，日落西北方向，当а角为零代表春秋分日，交角越大，直射点距离赤道越远，夏至最大，为23°26′。

（3）与该地正午太阳高度相同的另一地点的纬度为：

A．80°52′N    B．34°N     C．80°52′S    D．34°S

答案：

D点拨：

此时直射点位于北回归线，当天该地正午太阳高度为32°34′，该地距离直射点纬度为90°-32°34′=57°26′，与该地正午太阳高度相同的另一地点，距离直射点纬度也是57°26′，纬度为34°S。

练习题1：

读我国某地二分二至日太阳视运动曲线图，回答有关问题：

（1）图中太阳东升西落实质上是            运动的体现。

（2）据图该地的地理纬度是_________，判断依据是_____________________________。

（3）①②③三条表示太阳视运动的曲线中，表示冬至日的是________，这一天该地正午太阳高度角是__________。

（4）当该地太阳视运动曲线如图中③所示时，该地昼长约________小时。

（5）当该地太阳视运动曲线如图②所示时，哈尔滨的昼夜长短状况是_____________，原因是_____________________________。

答案：

（1）地球自转

（2）40°N，北极星与该地地平面交角为40°。

（3）③  26°34′（4）9（5）昼夜等长，此时为春分日或秋分日，全球各地昼夜平分

练习题2：

某年6月22日，“网络天文爱好者协会”的四位会员图示了各自所在地的太阳视运动状况，四幅图如下，试完成

（1）～（3）题：

（1）四位会员所在的纬度，由低到高的正确排序是：

（     ）

A．丙甲乙丁   B．乙甲丁丙   C．甲丙丁乙   D．甲乙丙丁

答案：

D点拨：

甲地日出接近正东，正午太阳高度大，说明接近赤道，纬度最低；乙正好出现极昼，为北极圈；丙地出现极昼，并且纬度高于北极圈；丁为北极点。

（2）对纬度介于甲乙之间的人们来说：

（     ）

A．正午时，太阳位于人们的北方上中天

B．正午时，太阳位于人们的南方上中天

C．6月22日这一天，太阳从东南方向升起，到西南方向落下

D．6月22日这一天，太阳从正东方向升起，到正西方向落下

答案：

B点拨：

纬度介于甲乙之间，即在赤道与北极圈之间地区，地平圈以上太阳视运动轨迹在北半球偏于南方，正午时，太阳位于人们的南方上中天。

6月22日这一天，太阳从东北方向升起，到西北方向落下。

（3）从正午太阳高度来看：

（     ）

A．丙地与甲地可能在某一日相等

B．丙地全年小于乙地

C．6月22日，甲乙之间的各地，正午太阳高度达一年中最小值

D．6月22日，甲以南的各地，正午太阳高度达一年中最小值

答案：

B点拨：

丙地与甲地正午太阳高度相等，直射点必须位于二者之间，而实际不存在此种情况。

乙、丙两地位于北极圈及以北地区，乙地与太阳直射点的纬度距离全年比丙近，所以正午太阳高度丙地全年小于乙地。

图中四地都位于北半球，6月22日，南半球各地正午太阳高度达一年中最小值。

练习题3：

青云花园是我国某城市（36°34′N）一所集欧美建筑精华的住宅小区，小区设施齐全，环境优美，豪华典雅。

完工后当地居民争相购买，然而一年后底层住户以采光条件差将开发商告上法庭。

（tg30°≈0．577）

图甲为青云花园小区分布平面图，图乙为该小区学校研究性学习小组绘制的某一日内旗杆杆影轨迹示意图（O为立杆处，虚线为杆影，曲线为杆影端点轨迹）。

（1）图乙中F、G、H、I四个杆影中最接近日出时段的是          ，该日前后小区住户客厅内的正午阳光照射面积较             。

（2）该小区底层住户因采光条件差将开发商告上法庭。

请你用所学知识为住户们拿出有力的证据。

（3）为保证住宅获得充足的太阳光照，在楼高相同的情况下，该城市住宅楼群的楼房间距与上海相比有何差异?

对你的结论作出合理解释。

答案：

（1）F   小

（2）小区位于36°34′N，12月22日正午太阳高度最小为30°；正午时，楼的影长达34．66米，远大于楼间距20米（3）楼房间距应比上海宽，该城市纬度比上海高，冬至日正午太阳高度比上海小。

点拨：

（1）该地位于北回归线以北地区，冬至日出东南，日落西南，正午正南，一天中日影都朝北；春秋分，日出正东，正午正南，日落正西，一天中日出日影朝西，日落日影朝东，其余时间朝北；夏至，日出东北，正午正南，日落西北，日影日出在西南方向，正午朝正北，日落朝东南方向。

所以，图乙反映的是北半球夏季某天日影变化，西南方向的日影表示日出时段状况，此时正午进入屋内光照面积最小。

太阳运动图见下图。

（2）计算出冬至时，在现有楼高下，楼间距是多少即可。

计算图示和过程如下：

冬至日时，正午太阳高度α=90°-（36°34′+23°26′）=30°，tg30°≈0．577，tgα=20米/L，L=20/0．577≈34．66米，在楼间距为34．66米情况下，楼最低层正午可以得到阳光照射，但是目前设计的楼间距只有20米，底层楼房得不到阳光照射。

（3）在楼高相同的情况下，住宅楼群的楼房间距取决于正午太阳高度，北回归线以北地区，取决于冬至日的正午太阳高度，正午太阳高度越小，楼间距应该越大。

由于该城市纬度比上海高，冬至日正午太阳高度比上海小，楼间距应该比上海大。

综合练习题1：

读下图分析回答：

（1）A、B、C、D、E、F六处地球自转线速度最大的是________，线速度最小的是________。

（2）自A向B水平运动的物体先向________偏，越过赤道后再向________偏。

（3）如果住宅区楼顶安置太阳能热水器为了获得更多的太阳光热，要根据太阳高度的变化随季节调整倾角（即热水器集热板与楼房顶部的夹角），6月22日C、E两地热水器的倾角大的是________。

（4）C、E两地所在国家一年之内每天举行升国旗仪式（要求与旭日同升），10月1日到12月22日这段时期C、E两国每天升旗时间早的是________。

（以地方时比较）

（5）人们设计住宅区门窗时往往以多接受阳光为标准，E处住宅门窗应朝向________，A处住宅门窗应朝向________。

答案：

（1）D；F   

（2）左；右   （3）E   （4）C   （5）南；北

点拨：

本题综合考查了地球运动基本规律、自转和公转地理意义、地球运动与人类活动等知识点。

（1）地球自转线速度从赤道向两极递减。

（2）自A向B水平运动的物体先在赤道以南运动，然后向北运动，所以先向左偏转，过了赤道后向右偏转。

（3）太阳能热水器为了获得更多的太阳光热，需要将热水器集热板保持与正午太阳高度垂直，太阳直射时，热水器集热板与地面或者楼顶平行，正午太阳高度越小，热水器集热板与地面夹角越大。

图中为6月22日，直射点位于北回归线，C位于北回归线附近，正午太阳高度大，热水器集热板与地面夹角小，E距离直射点远，正午太阳高度小，热水器集热板与地面夹角大。

（4）10月1日到12月22日这段时期，太阳直射点位于南半球，同位于北半球的C、E两地，昼短夜长，且E纬度高，白昼短，日出晚日落早，C则日出较早，日落较晚，所以C国每天升旗时间早。

（5）E位于北回归线以北，一年中太阳直射点总位于其南方，即太阳从南向北照射，门窗应朝向南。

A位于南回归线以南，一年中太阳直射点总位于其北方，即太阳从北向南照射，门窗应朝向北。

综合练习题2：

读下图，回答有关问题：

（1）甲、乙两箭头中，正确表示地球运动方向的是         。

（2）如果以C点为起点，依次向东、向南、向西、向北各走10千米，最后到达（    ）

A、原地  B、原地以东C、原地以西  D、原地以北

（3）图中C点在A点的        方向。

（4）若图中A点为21时，则此时美国旧金山（西八区）为      时；图中①②两虚线为晨昏线，其中     是晨线；B点当日正午太阳高度是      。

答案：

（1）乙

（2）C（3）西南（4）16；①；23°26′

点拨：

本题综合考查了地球运动的方向、经纬线方向和长度、自转和公转地理意义。

（1）从极点