浅谈太阳周日视运动；史济成（象山二中315731）；地球运动部分的知识点，尤其是太阳视运动对于一般高；太阳视运动规律一般与直射点位置联系在一起，太阳视；地球自西向东的自转，从地球上看地球以外的任东升西；何天体都有即恒星的周秒，构成恒日运动周太阳时系阳；个太阳日；高中地理教学中，我们经常利用昼弧长除以15来表示；与直射点位置关系为：直射点所在半球，昼大于夜，且
浅谈太阳周日视运动
史济成（象山二中
地球运动部分的知识点，尤其是太阳视运动对于一般高中学生而言较难理解，因为缺乏空间想象能力，且高中地理教材对于该块内容几乎是空白，而在高考中对太阳视运动有一定的要求，掌握和理解太阳视运动规律有利于解决地球运动的知识点，所以笔者认为掌握一定的太阳视运动知识是有必要的。
太阳视运动规律一般与直射点位置联系在一起，太阳视运动可以分为周日视运动与周年视运动。这里我们研究不同地区，不同季节的太阳周日视运动状况。 一、太阳周日视运动周期
地球自西向东的自转，从地球上看地球以外的任东升西落的周日运动。以恒星为参考体的自转周期，日运动周期，定义为恒星日，再划分为恒星时，分，星时系统。以太阳为参考体的自转周期，即太阳的周期，定义为太阳日，再划分为太阳时，分，秒，构成统。两者的时间差异在于地球在自转的同时也在绕太
已知地球公转一周为365.2564 日，则地球日平均360°÷365.256日=0.98561°（即59′8″.196）当地周，完成一个恒星日后，还须绕过△t=59′8″.196，
何天体都有即恒星的周秒，构成恒日运动周太阳时系阳公转。 角速度是：球自转一才能完成一
个太阳日。可见，太阳日比恒星日多出59′8″.196。已知恒星日地球自转一周为23 时56 分4 秒（即 分），则地球自转1°的时间是： 分÷360°=3.989074 分（或24 时÷360°59′8″.196=3.989074 分），3.989074分×59′8″.196=3 分55.9622 秒=3 分56 秒，所以一太阳日：23 时56 分4 秒+3 分56 秒=24 时。二、昼夜长短状况
高中地理教学中，我们经常利用昼弧长除以15来表示昼长，如果太阳视运动轨迹在地平线之上（此时为昼）的长度大于半个圆，则昼大于夜，反之昼短于夜；如果始终在地平线之上为极昼，反之为极夜。
与直射点位置关系为：直射点所在半球，昼大于夜，且直射点纬度越高昼夜差异越大；直射点向某半球移动，该半球的白昼增长。 三、日出日落的太阳方位
人们常说：“太阳东升西没”。而且习惯以日出地平线的一点代表东方，日没地平线的一点代表西方。在人们的心目中，太阳的出没点是判断地面东西方向的标志。然而，严格地说来，仅把太阳的出没地点作为地平面正东正西方向的判断标准，这显然是不准确的。因为，在地球表面上，同一纬度地点的不同季节，或同一季节不同纬度，太阳在地平线上升没的地点均会发生明显的变化，除春秋分两天是全球各地都从正东方升起正西方落下外，其它日期不可能是在固定的正东点和正西点。那么，相对于地平线太阳到底出没在哪里？一年内太阳出没地点又是怎样变化的？
太阳的周日视运动，就是以地球自转的相反方向，随着天球旋转，以一太阳日为周期的自东向西的“巡天”运动。由于地球自转和公转等因素的制约，使太阳的周日视运动状况无时无地的发生变化，并导致太阳出没地点的相应变化。首先，太阳的周日运动与其它恒星的周日运动相比具有明显区别，即由于地球除了自转以外还存在着绕日公转，致使太阳以每天59 ′8″.196的速度沿着天球黄道作周年运动。很显然，太阳在黄道上的周年运动，必定会影响到太阳在黄道上年内位置的改变，使太阳在不同季节处在黄道上不同的位置进行着周日运动；同时，由于地球在公转中地轴相对其轨道面发生倾斜，黄道面相对于赤道面存在着23°26
′的黄赤交角。于是，在某一纬度地点的地
平面来观察太阳周日运动时，便产生着因时而异的太阳周日运动的季节变化，进而，太阳出没于地平线的方位也相应地发生这种季节变化。
我们都知道在晨昏线上太阳的高度角为0度，可以表示日出、日落方位和
时间。从图上可以看出夏至日这一天太阳光线的方向（代表太阳升起的方向）与纬线方向（代表东西方向）并不平行，而是呈一夹角，太阳光线出现在偏北方位。也就是说太阳升落方位并不与纬线平行，即不为正东和正西方位，而是偏北升落，并且与赤道的纬距越大偏北的角度越大，到南北极圈正好为正北升落，出现极昼极夜现象。
同样我们也可以从冬至太阳直射图中得出，太阳升落方位并不与纬线平行，即不为正东和正西方位，而是偏南升落。同样与赤道的纬距越大偏南的角度越大，到南北极圈正好为正南升落，出现极昼极夜现象。
只有在春秋分日时，太阳光线与纬线平行，太阳升落在正东和正西方位。 由此我们可以得到如下规律： 规律一：
①太阳的升落偏移位置与直射点的南北半球位置有关：太阳直射北半球，全球太阳从东偏北升起，西偏北落下；太阳直射南半球，全球太阳从东偏南升起，西偏南落下；春秋分两天，全球太阳从正东升起，正西落下。
②同一纬度地区，直射点纬度越高，升落方位越偏北或偏南。
③同一季节（直射点纬度不变），纬度越高的地区，升落越偏北或偏南，到极昼极夜处成正北或正南升落。 四、正午太阳方位
如图所示北半球部分地区正午太阳朝向，其中a代表夏至日太阳光线，b代表春秋分日太阳光线，c 代表冬至日太阳光线（光线并不完全准确，只是示意光线）。
在北半球中高纬地区，一年四季正午太阳始终在正南方，这是因为我们在北回归线以
北地区，太阳一年四季都直射在南面，所以我们一带为获得最多的太阳光照，房子一般“坐南朝北”。那么地球上其它地区正午太阳方位如何。热带地区正午太阳的方向一年中有时朝北，有时朝南，温带和寒带地区，一年中只朝向一个方向，北温带和北寒带太阳一直朝南，而南温带和南寒带太阳一直朝北，由此可推出正午太阳的方位与直射点的方位相同，与正午日影的方位相反。由此我们可以得出这么一个规律： 规律二：
①太阳直射点以北地区，正午太阳在南方。 ②太阳直射点以南地区，正午太阳在北方。 ③太阳直射地区，正午太阳在正上方。
五、正午太阳高度
正午太阳高度是一天中最大的太阳高度，出现在地方时12时，日影最短，太阳朝向正南或正北。计算公式：正午太阳高度=90°―纬距（直射点和当地之间纬距）。根据公式可得离直射点越近正午太阳高度越大。 六、太阳视运动图
理解了以上五点，就可以理解太阳周日视运动与直射点之间的关系，并可以画出太阳的视运动图，如图：
根据规律二，对于南纬40度地区，直射点始终在南面，所以任何季节正午太阳都位于北方。根据规律一可得出：春分正东升正西落；夏至东北升西北落；冬至东南升西南落。直射点离当地越远太阳高度越大。
但是要注意的是南北回归线之间地区和此图有较大的差别，以赤道为例，如图：
七、太阳视运动图判断原则
1．对任一地而言，不同日期太阳周日视运平行的。
2．昼夜长短比较，为地平面之上轨迹线与轨迹线的比较。图中可见：春分昼夜等长；夏短；冬至相反。
3．可确定正午太阳方位。如图，A点，太为冬至日正午太阳高度（正午太阳与地平面中和地平面之间的夹角）；地方时为12点；太阳向。
4．根据日出日落方位（运动轨迹线与地平面东侧交点为日出，西侧为日落），可以确定直射点的大致范围和季节。图中可看出：正东升正西落，则直射点在赤道上，为春秋分日；东北升西北落，则直射点在北半球，为夏半年；东南升西南落，则直射点在南半球，为冬半年。5．可根据二分二至正午太阳位置确定当地的纬度范围。图中正午太阳始终在南面，所以此地为北回归线以北。 6．利用正午太阳高度可确定太阳直射点的纬度位置或当地纬度（正午太阳高度=90°―直射点和当地的纬距）。如果H为30°，则纬距为60°，冬至日直射点在23°26′，所以当地纬度=60°―23°26′=36°34′N。
结语：太阳升落方位、正午太阳方位、正午太阳高度、昼夜长短不是固定不变的，它因纬度而不同，随季节而变化，它是太阳回归运动在地面上的反映。只要掌握了太阳直射点在地面上的移动规律，太阳视运动变化规律便可迎刃而解。要掌握太阳视运动知识，还需要大家建立空间想象能力，并且多画图，多练习，在题目当中领会太阳视运动。
动轨迹都是地平面之下至昼长而夜阳上中天；H心点的连线位于正南方
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也简称为。
实质/太阳周年视运动
其实质是运动的一种反映。
解释/太阳周年视运动
由于地球每年（）绕公转一圈，而地球上的人通常感觉不到地球的运动，正如坐在行驶的车辆中的人感觉周围的物体向后运动一样，看到的是太阳在恒星组成的星空背景上向后运动，每年转一圈。早期人们认为这是太阳的真实运动，称太阳周年运动；但随着地心说的崩溃，人们认识到这是一种看上去的运动，故称太阳周年视运动。由于地球公转与太阳视运动的方向为圆周方向，故与通常认识的视运动有所不同的是，太阳视运动的方向不是与地球公转方向相反，而是与地球公转方向相同，均为自西向东（在北上空看为逆时针方向）。太阳周年视运动是古代人制订历法的依据，如古埃及的历法中以太阳与天狼星同时升起的日期为新年。但随科学的发展，人们认识到恒星年与不同，而以回归年作为制订历法的依据。
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太阳周日视运动轨迹的绘制与计算
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文章类型：原创
& & 以地面观测者为中心，太阳&东升西落&，24小时绕地轴并随天球旋转一周，其在天球上运行的轨迹称为太阳周日视运动。受地球公转、自转、黄赤夹角等因素制约，太阳周日视运动随纬度和季节有规律变化。罗春钻、章雄伟、蓝屏山等利用天球坐标系统、球面立体几何、天体物理等知识，对昼夜长短、太阳方位、物影变化、日出偏角、绘图原理等进行了探讨[-3]，但对太阳视运动研究多为理论定性分析。借助天球坐标体系，对其构成要素、特点和绘制方法进行量化分析，实现了对其运动轨迹路径图准确绘制。
一、太阳周日视运动轨迹探究
& & 地球仪地轴水平横放，固定粉笔垂直放于地球仪表面，拨动地球仪自转一周，记录留下痕迹；多次重复上述操作且更换粉笔颜色，观察留下的笔迹。表明地球仅自转，不同季节太阳直射点运动轨迹均为平行于纬线圈的一系列圆圈，范围介于南北回归线之间（图1）。
图1 仅自转太阳直射点运动轨迹&&&&& &&&&&&&&&&图2太阳周日视运动在天球上的投影
& & 地心天球是以地球球心为中心，以无限大为半径，内表面分布着各种各样天体的假想球体。为了研究方便，引入天球坐标体系，地球的地轴无限延伸与天球交点，分别为北天极和，地球的赤道平面无限伸延与天球交线，就是[4]。若以地面观察者为中心，观测者和太阳连线无限延长与天球的交点，若把一太阳日内这些交点用平滑曲线连接起来，就是太阳周日视运动的轨迹，其实质上就是一天中太阳直射点移动轨迹在天球上投影（图2）。
二、太阳周日视运动构成要素
图3 北纬某地地平圈上二分二至日太阳视运动轨迹分布图、结构图和立体图
& 为了准确描绘太阳视运动的轨迹，假设观察点所在纬度为，太阳直射点所在纬度为，天球半径为，在图2基础上绘制图3a、3b、3c。图3a表示北纬的地平圈上二分二至日太阳视运动轨迹分布图，图3b为图3a的侧视结构图，可以揭示不同季节太阳视运动在天球中的位置，图3c为太阳视运动轨迹在地平圈上的立体图，更加清晰表示不同季节太阳在天球中的位置。根据图3中信息，对太阳周日视运动的构成要素及其特点进行详细分析。
三、太阳周日视运动平面图绘制方法
& & 平面图绘制中关键是图3b中控制点A、B、C、D、G的定位，控制点的选取方法详见表1。
四、太阳周日视运动轨迹的绘制
1．太阳周日视运动随季节变化图
& & 根据立体图形中的点线面的关系，对赤道处，二分二至日的倾角、高度、距离和日偏角进行了计算，结果见下表2，并根据计算结果绘制图4。同理，绘制北纬20&N、40&N、70&N二分二至日太阳视运动轨迹平面图（图5）。
图4赤道上二分二至日太阳视运动在地平圈上的立体图、示意图和平面图
&图5 北半球20&N、40&N、70&N地平圈上二分二至日太阳视运动轨迹平面图
2．太阳周日视运动随纬度变化图
& & 根据立体图形中的点线面的关系，夏至日（=23&26&N）和二分日（=0&）时，北半球不同纬度的倾角、高度、距离和日偏角等要素进行了计算，并根据计算结果绘制平面图6。在平面图6的基础上，结合地平面上W-E、N-S方向、太阳方位以及日偏角等要素，绘制立体图7。
图6 夏至、冬至和二分日北半球各地太阳视运动在天球上横轴投影
图7 夏至、冬至和二分日北半球各地太阳视运动轨迹立体图
主要参考文献：
[1]罗春钻.小议&太阳视运动的方位&[J]., :12.
[2]章雄伟.运用球面三角知识量化太阳周日视运动规律[J].广西大学学报, :312.-314.
[3]蓝屏山.泸州天球上太阳视运动规律[J].泸州职业技术学院学报, :50-53.
[4]刘立昌.关于讲授太阳周日视运动的难点突破[J]., :92-93.
本文系河南省基础教育教学研究课题《普通高中地理新课程典型课例研究&》（编号：L）。
2016年12月 日一二三四五六&&&&12345678910111213141516171819202122232425262728293031第三章&天体周日视运动和太阳周年视运动
1、天体的周日视运动
由于地球的自转，地面上的观测者所看到的天体，在一个恒星日内，在天球上自东向西沿着与赤道平行的小圆圈转过一周，这种直观的运动称为天体的周日视运动。天体的周日视运动虽然周期相同，但视速度不一样，赤纬0°处最大，随赤纬增高而减小，到南北天极为0。不仅如此，从不同的纬度看天体的周日视运动，有不同的运行状况：
在北极看，天体以天顶为中心，作与地平面平行的圆周视运动。因此，在那里看来，天体既不升，也不落，永远保持在一个高度。但南半个天球的天体却完全看不到。
在赤道与两极之间的地区，天体周日视运动的路线与地平面斜交。有些天体每日上升和下落，有些天体永不上升或永不下落。
在赤道上看来，天体视运动的路线是沿着垂直于地平面的圆周，自东向西作周日视运动，所以那里的人们看到天体是直上直下地移动。在这里，同一天晚上，既可以看到天球北半部的天体，也可以看到天球南半部的天体。
degreehour0h24h11/2415
2000.0+3947'01"
minutesecondarc16060m16060s18h 36m 56.3s1h151m15'1s15"
如果我们把浩瀚的宇宙看成一个天球的话，那么宇宙中的88个星座则把整个天球分成了北天球和南天球两大部分。根据每个星座的大部分面积是在北天或在南天，分别被称为北天星座或南天星座。根据这种划分法，北天星座有28个，南天星座有48个，另外12个为黄道星座。黄道星座又是指什么呢地球绕着太阳公转，一年转完一圈。地球公转时，从地球上看太阳，太阳在天球上、众星间缓慢地移动着位置，方向与地球公转方向相同，即自西向东，也是一年移动一大圈，叫做太阳的周年视运动。太阳周年视运动在天球上的路径，就是黄道。换句话说：地球公转轨道平面无限扩大而与天球相交的大圆，就是黄道。　　 黄道经过88个星座中的13个，除了蛇夫座的一小部分之外，从春分点所在的双鱼座数起，它们是双鱼座、白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、处女座、天秤座、天蝎座、人马座、摩羯座、宝瓶座，统称为黄道十二星座。　　
黄道星座的大小也是各不相同。最大的黄道星座是处女座，它所占天球上的面积为1294平方度，是整个天球面积41253平方度的1/32多。狮子座也是比较大的黄道星座，面积约947平方度。面积列在最后两位的黄道星座是白羊座和摩羯座，分别为441和414平方度。最小黄道星座的面积只及最大的1/3还不到。　　黄道的表示法跟地球赤道类似，地球赤道在东西方向以英国格林尼治天文台为起点，&
用经度划分表示。由此向东为东经，从东经0°到东经180°；向西为西经，从西经0°到西经180°；东、西经180°重叠在一起。黄道在东西方向上用"黄经"来表示，从东往西一圈为0°到360°，且规定黄道与天球赤道的交叉点--春分点为起点， 黄经0°。黄道环天球一周为360°，可是12个黄道星座在东西方向上并非都一般长，有长有短。最长的是室女座，在黄道上长44°，几乎是黄道全长的1/8；最短的是巨蟹座，只有20°。
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