知识点
- 1、日出、日落的方位
不同的季节，太阳日出、日落的方向不同。以北半球为例，日出日落方向为：
①夏半年（春分-夏至-秋分）：东北日出、西北日落；
②冬半年（秋分-冬至-春分）：东南日出、西南日落；
③春分/秋分：正东日出、正西日落。
南半球的日出、日落方向与北半球相同，但北半球的太阳运动轨迹向南偏移，南半球的太阳运动轨迹向北偏移。
图1 日出、日落的方向（不同季节）
- 2、地方时的计算
根据经度，计算地方时，是比较常规的计算。但如果已知地方时，求经度，则计算方法为：
①判断东、西方向。根据两地的地方时，遵循地方时“东早西晚”、“东加西减”的规律，即地方时数值较大的地区，位于东面；较小的位于西面；
②计算经度。采用“东加西减”的计算方法，即计算东边地区的经度用加法，计算西边的则用减法。时间每间隔1小时，经度间隔15°（每间隔4分钟，经度间隔1°）。
例如，6:00<8:00，因此待求地区应该位于西面。根据“东加西减”，则待求地区的经度为：120°E-（8:00-6:00）×15°=90°E。
图2 世界24个时区分布图
例题
某海洋考察船的航行日志记录：北京时间8：00，太阳从正东方升起；桅杆的影子在正南方时，太阳高度为60°；日落时北京时间为19：45。据此完成1~3题。
1、日志记录当天，该船航行在（ ）
A. 北太平洋
B. 南太平洋
C. 北印度洋
D. 南印度洋
2、日志记录当天，该船的航向可能是（ ）
A. 正北
B. 东北
C. 正南
D. 西南
3、日志记录当天，该船经过的海域，当月的天气状况多为（ ）
A. 阴雨绵绵，风微浪缓
B. 晴朗少云，风急浪高
C. 晴朗少云，风微浪缓
D. 雷雨频发，风急浪高
答案：D、B、C
精讲精析：（1）分析船舶所在的经度。①太阳由正东方向升起，因此此时为春分或者秋分；②春分、秋分时，地方时6点日出、18点日落，而题干中说北京时间8:00日出，因此该地地方时6:00即为北京时间8:00；③根据“东早西晚、东加西减”的原则，该地的地方时小于北京时间，因此在北京的西边，差2个小时，即经度差2个15°，北京为120°E，因此早上时船舶的经度为：120°E-（2×15°）=90°E。
（2）分析船舶所在的纬度。①春分秋分时，太阳直射赤道（0°），此时太阳高度角为60°，因此该地的纬度β为：太阳高度角60°=90°-|0°-β|，因此β为30°；②由题干可知，桅杆的影子在正南方，因此此时为正午，并且桅杆（船舶）在太阳直射点的南方（太阳在北面，因此影子在南面），太阳直射点在赤道（0°），因此此时船舶在赤道以南，即南半球；③因此，正午时，船舶的纬度为30°S。因此从早上到正午，船舶在90°E、30°S附近，因此为南印度洋。
（3）分析船舶的航向。①春分秋分时，全球昼夜等长，都是18:00日落（地方时），日落时北京时间为19:45（题干上写明），根据“东早西晚、东加西减”的规律，此时船舶位于北京的西侧，经度为120°E-（105&pide;4）=93.75°E（19:45-18:00=105分钟，4分钟为1°）；②因此，日出时为90°E，日落时为93.75°E，即船舶向东航行，因此选项B的东北符合条件。
（4）分析此时的天气情况。①此时为春分或秋分，太阳直射赤道，气压带与风带未发生南北移动；②船舶位于30°S，恰好位于副热带高气压带的控制下，盛行下沉气流，天气晴朗，并且不位于风带，风力较小。因此此时该海域为“晴朗少云、风微浪缓”。
总结
- 正午太阳高度角
该题为2013年海南卷高考题，难度很大，但题目很好，综合考查了多个知识点。解题思路为：①根据日出方向，判断季节（春分/秋分），进而判断日出的地方时（6点），并于北京时间相比较（8点），确定船舶的经度；②根据季节，确定太阳直射点的纬度（0°），并根据正午太阳高度角，确定船舶的纬度，并根据桅杆影子的方向，确定船舶所在的半球（南半球）。进而确定船舶所在的海域；③根据日落的地方时（18点）与北京时间（19:45）的差别，计算日落时船舶的经度，并与日出时的经度对比，判断一天内船舶的前进方向（东）；④根据季节（春分/秋分），确定控制30°S的气压带（副热带高气压带），进而确定天气（晴朗、少风）。
正午太阳高度角，指的是正午的太阳光线与地平面的夹角。不同季节，太阳直射点的纬度不同，正午太阳高度角的大小不同：
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。
注意：β-γ表示的是观察者与太阳直射点的“纬度差”，遵循“同减异加”的计算方法，即当观察者与太阳直射点位于同一半球时，用减法；当位于不同半球时，用加法。
“纬度差”越小，即该地距离太阳直射点越近，则太阳高度角越大；同理，“纬度差”越大，太阳高度角越小。
图3 正午太阳高度角的示意图