太陽直射點周年移動規律的分析與應用技巧

福建連城二中（366200） 陳立新

太陽直射點周年移動規律的分析與應用技巧

福建連城二中（366200） 陳立新

地球運動的有關試題往往比較抽象，且許多試題還通過各種圖形進行問題設置或者無圖考圖，這對學生的空間思維能力要求較高。因此，地球運動的有關試題長期以來是學生學習地理的“怵點”，而學生如果能夠熟練的利用太陽直射點周年移動規律，則能夠化難為易，化抽象為具體，從而使有關難點迎刃而解。

第一，總結太陽直射點周年移動規律。

（一）分析太陽直射點周年移動的原因。

1．由于地軸總是指向北極星附近，與地球的公轉軌道面保持一個66°34＇的角度，不隨著季節的變化而變化，從而產生了黃赤交角，因而太陽直射點以一年為周期相應地在南北回歸線之間往返移動。

2．黃道與赤道平面的交點為太陽直射點。此交點位于最北是夏至，最南為冬至，位于赤道為春秋分。

（二）總結太陽直射點周年移動規律。結合圖1，可直觀地總結出太陽直射點周年移動的8條規律。

1．（以春分日為起點）春分日（3月21日前后）太陽直射赤道，并且太陽直射點有向北移動的趨勢；

2．春分日（3月21日前后）到夏至日（6月22日前后）之間，太陽直射北半球，且太陽直射點向北移動；

3．夏至日（6月22日前后）太陽直射北回歸線，并且太陽直射點有向南移動的趨勢；

4．夏至日（6月22日前后）到秋分日（9月23日前后）之間，太陽直射北半球，太陽直射點向南移動；

5．秋分日（9月23日前后）太陽直射赤道，并且太陽直射點有繼續向南移動的趨勢；

6．秋分日（9月23日前后）到冬至日（12月22日前后）之間，太陽直射南半球，太陽直射點繼續向南移動；

7．冬至日（12月22日前后）太陽直射南回歸線，并且太陽直射點有向北移動的趨勢；

8．冬至日（12月22日前后）到第二年春分日（3 月21日前后）之間，太陽直射南半球，太陽直射點向北移動。

第二，太陽直射點周年移動規律及其相關知識應用技巧分析。

由于太陽直射點的周年運動，造成太陽輻射在地球表面分配不同，從而引起了晝夜長短、日出日落方向、正午太陽高度角以及氣壓帶、風帶的季節性移動方向的變化。為此，對太陽直射點周年移動規律及其相關知識繼續分析，有助于學生提高知識運用能力和熟練掌握解題技巧。

（一）太陽直射點周年移動規律與太陽直射點位置和移動方向的判斷。結合太陽直射點周年移動的8條規律，可以判斷出太陽直射點的具體位置和移動方向。

例1．當地球位于公轉軌道的近日點時，關于太陽直射點的敘述正確的是

A．在南回歸線以北，并向北移動

B．在北回歸線以南，并向南移動

C．在南回歸線以南，并向南移動

D．在北回歸線以北，并向北移動

【解題技巧】試題要求判斷地球繞日公轉在宇宙空間的位置和時間或某個日期太陽直射點的位置這類試題，要求學生有很強的空間想象能力，解題的關鍵是能

夠運用太陽直射點周年移動規律，將空間想象轉化成直觀思維，則可達到化繁為簡、降低解題難度的目的。圖2所示，由于近日點為1月初，結合太陽直射點周年移動規律，可得出太陽直射點的位置N（見圖2），讀圖可知，此時太陽直射點位于南半球，正向北移，因此，正確答案為A。

（二）太陽直射點周年移動規律與正午太陽高度及其計算。

太陽高度是太陽光線相對地面的夾角(即太陽在當地的仰角)，在太陽直射點處太陽高度最大，為90°，在晨昏線上則為0°，而正午太陽高度就是各地一日內最大的太陽高度，也即地方時為12點的太陽高度。

1．由于太陽直射點的南北移動，地球上各緯度的正午太陽高度角也隨著變化。當太陽直射在某一緯度時，此日正午太陽高度角由直射點緯線分別向南向北逐漸遞減。由于太陽直射點在不斷地移動，正午太陽高度角的分布也在不斷地變化，但分布規律是不會變化的，只要抓住了直射點的緯度，正午太陽高度角的緯度分布就能夠得出即某地正午太陽高度角=90°-緯度差 （直射點與某地之間的緯度差）。

2．對于某一地點而言，由于太陽直射點的季節移動，每日的正午太陽高度角也在發生變化即某地正午太陽高度角的季節變化規律：①回歸線上一年只有一次直射，正午太陽高度角一年中最大值為90°；②赤道（包括赤道）與回歸線之間一年有兩次直射，正午太陽高度角一年中的最大值為90°；③南回歸線以南、北回歸線以北沒有太陽直射，一年中正午太陽高度最大值小于90°。

例2．圖3中OM、OL分別為北半球某地樹木OO1一年中正午投影最短和最長的影子，該地緯度為

A．23°26′N

B．46°52′N

C．43°08′N

D．66°34′N

【解題技巧】試題要求運用正午太陽高度時空分布規律及其計算公式的有關試題，對學生的空間思維能力、地理計算能力和綜合分析能力要求較高，解題的關鍵是能夠運用太陽直射點周年移動規律及其相應產生的正午太陽高度角的時空分布規律。①從圖中正午影子最短不為零可以推斷此地無直射現象，由于此地位于北半球，從而說明該地位于北回歸線以北地區；②要計算該地的緯度，可以應用正午太陽高度角的緯度分布規律來進行即應用公式：某地正午太陽高度角=90°-緯度差 （直射點與某地之間的緯度差）來計算。當影子最短（太陽高度最大為3a）時，太陽直射在23°26′N；當影子最長（太陽高度最小為a）時，太陽直射在23°26′S，從而可以算出a為23°26′，進而可以計算出答案為C。

例3．6月22日至9月23日，北京地區正午太陽高度變化為

A．低——高——低

B．高——低——高

C．低——高

D．高——低

【解題技巧】試題要求判斷某個日期或某個時間段太陽高度角的這類試題，要求學生有很強的空間想象能力，解題的關鍵是能夠運用太陽直射點周年移動規律，將空間想象轉化成直觀思維，以便達到降低解題難度的目的。北京地區位于北緯40°，一年中沒有太陽直射，正午太陽高度最大值小于90°。結合圖4可推知，6月22日至9月23日期間，太陽直射點由北回歸線向赤道移動即太陽直射點越來越靠近赤道，北京地區與太陽直射點越來越遠，根據“正午太陽高度角=90°-緯度差（直射點與某地之間的緯度差）”可推斷出6月22日至9 月23日期間，北京地區的正午太陽高度角越來越小，從而可得到正確答案為D。

（三）太陽直射點周年移動規律與晝夜長短的判斷。

太陽直射點在北半球，北半球晝長于夜，緯度越高，晝越長，夜越短，南半球正好相反；太陽直射點向北移動，北半球晝變長，夜變短，南半球正好相反；北半球春、秋分日全球晝夜平分；北半球夏至日晝最長，冬至日晝最短，南半球正好相反；赤道上終年晝夜平

分。

例4．2010年福建卷、中國2010年上海世界博覽會于4月30日20時(北京時間)隆重開幕，本屆世博會將歷時184天。設P點為晨昏圈與緯線的切點，當世博會開幕時，P點所在地盛行東南風。完成11～12題。

11．世博會開幕時，與P點位于同一時區的地點是

A．開普敦（18°32′E）

B．倫敦（經度 0°）

C．惠靈頓（174°46′E）

D．布宜諾斯艾利斯（58°24′W）

12．在世博會期間，P點移動方向是

A．先向北，后向南

B．先向南，后向北

C．先向北，后向南，再向北

D．先向南，后向北，再向南

【答案】11．B。 12．C。

【解析】此題是一道典型的無圖考圖題，要求學生具有較強的空間思維能力。根據已知條件，P點為晨昏圈與緯線的切點，根據試題的文字材料可知上海世界博覽會會期從5月至10月，太陽直射點位于北半球，因此可得出圖5（晨昏圈與緯線的切點可能為P或者P′點），由于當世博會開幕時，P點所在地盛行東南風，結合風帶氣壓帶分布圖6可知北極附近吹東北風，南極附近吹東南風，因此可得出P點的位置在南半球（如圖5）而不是圖5中的P′點。第11題、根據圖5可知，P點位于太陽直射點所在的經線，因此P點的地方時為12時，由于上海世界博覽會于4月30目20時(北京時間)隆重開幕，因此可得出世博會開幕時，與P點位于同一時區的地點是倫敦(經度)。第12題、結合太陽直射點的移動規律，可知世博會期間南半球的晝夜長短即“南半球出現極夜的范圍在5月1日到6月22日先擴大，6月22日至9月23日再縮小，9月23日至10月31日在擴大”，從而容易得出在世博會期間，晨昏圈與緯線的切點P點移動方向是先向北，后向南，再向北。

例5．北半球中緯度地區，下列日期中一年晝夜長短相差最小的一天是

A．兒童節

B．勞動節

C．我國國慶節

D．我國教師節

【解題技巧】試題要求判斷某個日期或某個時間段晝夜長短的這類試題，要求學生有很強的空間想象能力，解題的關鍵是能夠運用太陽直射點周年移動規律即將這4個節日的時間在示意圖7中相應的位置標出即可。由于赤道上終年晝夜平分，晝夜長短相差為零，因此，4個節日（A．兒童節、B．勞動節、C．我國國慶節、D．我國教師節）的太陽直射點離赤道最近的一個，其晝夜長短相差最小，因此容易推斷出正確答案為C。

（四）太陽直射點周年移動規律與日出日落和日影方向的判斷。

1．對南北半球來說，一年內只有兩天，即春分和秋分，太陽由正東點日出，正西點日沒，晝夜相等。因而，對于全球任意點而言，在二分日時，均為正東方日出，正西方日落，晝夜平分；當太陽直射點在北半球移動時（春分到秋分），全球均為東偏北方向日出，西偏北方向日落；當太陽直射點在南半球移動時（秋分到次年春分），全球均為東偏南方向日出，西偏南方向日落。

2．當地方時為12點時，太陽直射該地所在的經線，此時太陽處于上中天位置，物影最短，對直射點以北的地點而言，物影朝向正北；直射點的物影消失；對直射點以南的地點而言，物影朝向正南。在北回歸線以北地區而言，全年正午物體影子始終向北，在南北回歸線之間的地區，全年正午物體影子有時向北，有時向南，當太陽直射時則影子消失。

例5．讀圖8，回答下列問題：

（1）地球公轉到B位置時，北京日出時刻太陽在________方向，日落時刻太陽在________方向。

（2）一年中每日正午時刻香港房屋的陰影朝向規律是________________________。