知识点
- 1、根据晨昏线，判断太阳直射点
地球上白天与黑夜的分界线，叫做“晨昏线”。地球的自转方向为自西向东，顺着自转的方向，由黑夜进入白天的分界线，叫做晨线；由白天进入黑夜的分界线，叫做昏线。根据晨昏线，可以判断时间、季节和太阳直射点的经纬度：
①判断时间。晨线与赤道的交点为早上6:00，昏线与赤道的交点为晚上18:00；夜半球的中央经线为0:00，昼半球的中央经线为正午12:00；
②判断季节。a）晨昏线与北极圈相交，且北极圈以北一直处于昼半球，则为夏至；若北极圈以北一直处于夜半球，则为冬至；b）晨昏线与北极点相交，则为春分或者秋分；
③判断太阳直射点的经纬度。a）昼半球的中央经线，即为太阳直射点的经度；b）太阳直射点的纬度=90°-晨昏圈最北端的纬度，例如晨昏圈最北端为66°34′N（北极圈），则此时太阳直射点的纬度为23°26′N。
图1 根据晨昏线，判断太阳直射点
- 2、正午太阳高度角
正午太阳高度角，指的是当地时间12:00时，太阳光线与地平面的夹角（下图中的α）。正午太阳高度角的计算公式如下：
α = 90° - | β - γ |
其中α为正午太阳高度角，β为观察者所处的纬度，γ为太阳直射点的纬度。观察者（β）与太阳直射点（γ）的纬度差越小，太阳高度角越大。
注意：当观察者与太阳直射点位于同一半球时，|β-γ|用减法；当位于不同半球时用加法。例如位于同一半球时，40°N-23°26′N=16°34′；位于不同半球时，40°N-23°26′S=40°+23°26′=63°26′。
图2 太阳高度角示意图
例题
图3 例题
答案：A、D
精讲精析：（1）分析太阳直射的位置。①图中为地球的俯视图（侧着一点），中心偏上的位置为北极点，最下方的一圈纬线圈为赤道，深色阴影表示夜半球，浅色阴影（白色）表示昼半球。昼夜半球的分界线为晨昏线，晨昏线经过北极点，因此此时全球昼夜等长，为春分或者秋分，太阳直射赤道（0°）；②昼半球中央的经线，为太阳直射的经线。从图中可以看出，此时昼半球中央的经线位于丙地右侧；③丙地左侧经线经过英国和非洲的几内亚湾，因此为0°。此时昼夜平分，昼半球占经度180°，分为了6份，因此相邻两条经线间隔30°。因此此时丙地右侧的经线为30°E。因此此时太阳直射点的位置为（0°，30°E）。
（2）计算正午太阳高度角。①正午太阳高度角=90°-|当地纬度-太阳直射点纬度|，太阳直射点纬度为0°，因此正午太阳高度角=90°-当地纬度，即当地纬度越小（越接近赤道），正午太阳高度角越大；②从图中可以看出，甲地距离赤道最近，纬度最低，因此甲地的正午太阳高度角最大。
（3）分析太阳的方位。①分析观察者所看到的太阳方位时，不能用太阳直射点的位置，而要采用太阳的视运动轨迹；②此时昼半球的中央经线为正午12:00，即甲地和乙地为早上、丙地为正午、丁地为下午；③此时为春分或者秋分，因此太阳正东升起、正西落下，运动轨迹向南偏，即日出~正午时，太阳位于东南，正午时太阳位于正南，正午~日落时太阳位于西南。因此此时甲地和乙地观察的太阳位于东南，丙地位于正南（偏一点东），丁地位于西南。
总结
- 太阳的视运动轨迹
本节例题的解题思路为：①根据晨昏线的位置，判断季节，进而判断太阳直射点的纬度；②根据昼半球的经度范围，找出太阳直射点的经度；③根据太阳直射点的经纬度，判断各地的太阳高度角；④根据太阳的视运动轨迹，判断各地的太阳方位。
太阳视运动轨迹，可以判断日出日落方向和太阳方位，这主要与观者者的位置、观察时间有关：
（1）观察者的位置
①位于北半球，则太阳的视运动轨迹向南倾斜，正午太阳位于正南；
②位于南半球，则太阳的视运动轨迹向北倾斜，正午太阳位于正北；
③位于赤道，则太阳的视运动轨迹不倾斜，正午太阳位于正上方。
（2）观察的日期
①春分~秋分，太阳东北升起、西北落下，即东北日出、西北日落；
②秋分~次年春分，太阳东南升起、西南落下，即东南日出、西南日落；
③春分和秋分，太阳正东升起，正西落下，即正东日出、正西日落。
（3）观察的时间（假设为北半球，春分）
①早上6:00，刚刚日出，太阳位于正东；
②上午6:00~12:00，太阳从正东向正南移动，即太阳位于东南；
③中午12:00，正午，太阳位于正南；
④下午12:00~18:00，太阳从正南向正西移动，即太阳位于西南；
④傍晚18:00，刚要日落，太阳位于正西。
图4 太阳的视运动轨迹