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日志

学习程特“地方时6时太阳一定位于正东方吗”

热度 3已有 422 次阅读2016-5-6 00:12 |系统分类:地理学科| 太阳方位

 前年对此有耳闻,去年好奇学习,没有看懂,自觉储备不够。自去年从教开始,接触必修一较多,对地球运动的原理、知识体系开始清楚明朗了,又萌生了学习前文的念头,今日遇之,遂继学,领会其中一二,先附上原文内容(望程特见谅摘录)。

    地方时6时太阳一定位于正东方吗

湖北省大冶市第一中学 程良安

由太阳周日视运动规律易知,当太阳直射北半球时,全球太阳东北升西北落,北半球日出时间(地方时)早于600。同理,当太阳直射南半球时,全球太阳东南升西南落,南半球日出时间(地方时)早于600

地方时600的太阳方位自然成为一个人们关注而又困惑的问题。

由于太阳直射赤道时,全球太阳正东升正西落,且各地日出时间均为地方时600,不少人错误地认为,夏半年,在地方时600,太阳刚好由东北(或东南)运行到正东位置。

果真如此吗?

......

二、地方时600时太阳方位的定量计算

以北半球温带地区夏半年情况为例。


  

 

去掉图1中二分日视运动轨迹,如图4,连接OB,作O1在地平面上垂直投影O2,作W1在地平面上的重直投影W1a,连接OW1a。∠WOW1a即为地方时18时的太阳方位角,此角与地方时6时太阳方位角大小相等。

设天球半径为R,δ为太阳直射点的纬度,φ为观察点的纬度。

由几何关系易知:∠WOW1a=OW1aO2

在直角三角形OO2W1a中,tanOW1aO2=OO2/O2W1a                …①

在直角三角形OO1O2中,OO2=OO1cosφ                         …②

在直角三角形OO1B中,OO1=OBsinδ=Rsinδ                       …③

E1W1平等于地平面,O2O1在地平面上垂直投影,W1aW1在地平面上的重直投影,故有:O2W1a=O1W1=O1B=Rcosδ                                    … ④

由①②③④得:

tanWOW1a=tanδcosφ

∴地方时18时太阳方位为,西偏北arctan(tanδcosφ)

同理:地方时6时太阳方位为,东偏北arctan(tanδcosφ)

同理:冬半年,地方时6时,太阳方位为东偏南arctan(tanδcosφ),地方时18时,太阳方位为西偏南arctan(tanδcosφ)

特殊情况:

1)二分日,δ=0°,tanδ=0arctan(tanδcosφ)=0,地方时6时和18时太阳分别位于正东和正西。

2)赤道地区,任何日期,φ=0°,cosφ=1arctan(tanδcosφ)=δ地方时6(日出)18(日落)太阳方位角等于直射点的纬度。

我的心得:建立在众多假设前提下,尤其基于太阳视运动速度均匀,日出日落时刻与正午间隔相等(日出日落与W/E方位角度数相同),从而构建众多的Rt△,将本图中的日落偏角∠W1aOW的三角函数tan值(=内错角∠OWW1a);用当地纬度φ、太阳视运动赤纬δ表示出来,并落实到OO1所在的Rt△OO2O1和Rt△OO1B中,都用OO1表示OO2和O1B(=O1W1=O2W1a)这两个Rt△中;角度∠O1OO2刚好是仰极高度φ,∠OBO1是太阳的赤纬δ(可联系北极星(天北极)与天赤道关系确定)

发表评论 评论 (6 个评论)

回复 绍兴老酒 2016-5-7 19:59
看不懂啊
回复 20373870zxh 2016-5-8 10:47
  
回复 阿尔泰 2016-5-9 10:09
用球面几何的知识理解也可以的。
通俗点说,太阳视运动速度在地平圈上是不匀速的。
回复 dian1202 2016-5-14 23:18
正解!球面几何,,我不会,咋思考滴呢?,,
回复 dian1202 2016-5-14 23:19
绍兴老酒: 看不懂啊
记结论最实在
回复 dian1202 2016-5-14 23:19
20373870zxh:   
你好

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