极 昼 区 太 阳 周 日 视 运 动规律探析 极昼区太阳周日视运动规律探析 极昼区,即出现太阳终日不落现象的地区
在同一个太阳日内,极昼区内不同纬度地点尽管都有极昼现象,但它们的太阳高度(角)日变化及其太阳周日视运动轨迹却迥然不同
对于该问题的认识,学生大都模糊不清,下面分类图示例析如下
南、北极点太阳周日视运动状况 每年春分(3月21日前后)至秋分(9月23日前后),阳光直射北半球,为北极点极昼期;秋分至次年春分,阳光直射南半球,则为南极点极昼期
由于南、北极点位于地球自转轴上,其角速度和线速度为0,因此,当其处于极昼期时,全天24小时太阳高度角为恒值(不变),并且其太阳高度的大小取决于阳光直射点的纬度
运用正午太阳高度的计算公式(h =90°-(90°-直射点的纬度)),可推知 h =直射点所在的纬度数,即极点太阳高度角的大小恰好等于阳光直射点的纬度
例如,当阳光直射20°N 时,北极点全天太阳高度角为20°;又如,当阳光直射20°S 时,南极点太阳高度角终日为20°
由于阳光直射点以回归年为单位在南北回归线之间来回移动,故南、北极点在其极昼期内的太阳高度变化范围为(0°,23°26′]
当阳光某日直射南、北纬h °时,南、北极点太阳高度角的日变化曲线及其视运动轨迹,如图1、图2(南极点图)和图3(北极点图)所示
提示:①太阳周日视运动是地球自转的结果,其移动方向与地球自转方向相反;在北半球地平圈上看来,太阳视运动表现为顺时针方向,而南半球则为逆时针方向
②北极点为地球最北端,其四面八方均为南方;南极点为地球最南端,其四面八方为北方
③阳光直射赤道时(二分日),南、北极点太阳高度终日为0°,该日太阳沿地平线移动,此现象不属极昼现象
④阳光直射点南北移动的日内变化忽略不计,同纬度地点太阳视运动轨迹相同
例1 下图为某科考队员在某地观测到的太阳高度日变化示意图