巧用鐘表解決太陽方位相關問題

廖克鋒

摘要：太陽方位和日影的變化與生活中的地理息息相關，同時也是地理實驗教學和地理興趣培養的相關素材。然而由于學生的空間想象能力不足，此部分知識在教與學過程中都存在困難。本文以鐘表（24小時制）為道具，借助利用鐘表指示北方的原理，闡述如何利用鐘表解決太陽的方位和日影的變化。

關鍵詞：太陽方位 日影 鐘表

【分類號】G633.55

在高中地理教學中，太陽的方位屬于課外的知識，但是在高考試卷和平時的試題中，又往往會出現。對于教師而言，在講解此類知識時，不僅僅花費太多的時間，由于此部分知識涉及到太陽的視運動軌跡，學生缺乏想象的空間，學生學起來也相對困難。在現實地理教學中，如何很好的節約時間，講清楚這樣的一個問題，教學生解決問題，是值得我們探討的問題。

一、常見的知識講解方法

太陽的周日視運動知識，是大學教材《地球概論》的相關知識。這部分知識要求學生要具有較高的空間想象能力，由于難度較大，教師在講解這些知識時，往往放棄對原理的講解，而注重對解題技巧進行訓練。由于太陽的方位通常關注的日出的方位、日落的方位以及正午太陽的方位。而這三個特殊時間點的太陽方位有規律可循。因此，教師往往做如下的總結：

1、太陽直射點位于北半球時，全球各地（極晝極夜地區除外）日出東北，日落西北。

2、太陽直射點位于南半球時，全球各地（極晝極夜地區除外）日出東南，日落西南。

3、正午太陽的方位：所求地和太陽直射點所在緯度的相對位置來確定。

乍看起來，此種總結的方法很好。簡單直接，但是，在實際生活中，此種方法卻有局限性，其局限性表現中：

1、此種方法限定了特殊的時刻（日出、日落和正午），在現實生活中往往適用性較小。

2、此種方法說的只是大概的方向，沒有對方位進行精確的定量的描述。

二、鐘表在確定方向中的應用

1、鐘表指示方向的應用

原理：地方時0點為正北，太陽轉一周，手表時針轉2周，手表時間除以2，正是太陽所在方位。

操作：手表平放，以當地地方時的一半指向太陽，12時所在方位為北方。

實例：以下午14點為例，14/2=7，7點位置對準太陽，此時12點的位置的指向即是北方。

根據上述原理，我們可以把鐘表表盤加以改變，利用鐘表表盤和當地地方時，來確定太陽的方位。具體的方法如下所示：

首先，需要把普通的12小時表盤換成24小時表盤。

第一步：根據所求地與太陽直射點所在緯度的南北位置關系，確定表盤中的12點所在的位置，具體如下所示：

如太陽直射點位于所求地的北方，則12點位于表盤的北方，見下圖1；

如太陽直射點位于所求地的南方，則12點位于表盤的南方，見下圖2；

第二步：完善鐘表上的時間。由于太陽總是東升西落，因此，表盤正東方向確定為6時，表盤正西方確定為18時，和12點相對的即是24時（0時）。

三、中學試題中的實際應用

中學地理試題中，一般情況下，日出、日落方向與日影朝向主要出現在選擇題中。同時，經常和晝夜長短變化，正午太陽高度變化組成選擇題的四個選項。現在，考題一般集中在日影的變化中來，屬于難度較大的一類題目。如：

例題1：某城市（46°N，127.5°E）公司辦公樓周圍有四處露天停車場（如下圖），讀圖完成下題。

6月某日天氣晴好，胡先生8點（北京時間）將車停到當日庇蔭條件最好的停車位，辦公樓剛好為汽車擋住陽光，為確保在胡先生16時下班前愛車不被陽光暴曬，他應該?

A.下班前不必移車位 B.最遲15：30前要移車位

C.最遲15時要移車位 D.最遲14：30前要移車位

解題思路：由題干可知：6月份太陽直射點所在緯度位于所求地所在緯度以北，故而正午太陽位于所求地正南方向。6月份，太陽直射點位于北半球，故而所求地日出東北，日落西北。由上述條件，可以把上題轉化為下圖5：

由圖可知：當日庇蔭條件最好的車位為車位d。同時，上午8：30（地方時）辦公樓剛好為汽車擋住陽光，下午就應該是15：30（地方時），辦公樓將不再為汽車擋住陽光。因此，應該在15：30（地方時）之前移動汽車。

四、總結與反思

利用鐘表解決實際問題，有其便利之處。也存在著一些不足。其便利之處主要在于：

1、能夠培養學生在實際生活中對有關地理知識的利用，能夠增加學生野外生存等方面的知識。

2、能夠將不同兩地日出日落方位角、陰影方位變化和時間變化由粗略變得更加精準。

如：2014年高考文綜地理試題（全國新課標卷II）：總部位于江蘇徐州（約34°N，117°E）的某企業承接了甲國價值7.446億美元的工程機械訂單。2011年6月21日，該訂單的首批產品從徐州發貨。這一日，徐州與甲國首都（委內瑞拉：加拉加斯（10°N，67°W））相比，其中D選項，我們根據平時所學，太陽直射點這一日所在緯度為23°26′N，徐州位于太陽直射點以北，因此，徐州日出東北。加拉加斯位于太陽直射點所在緯度以南，因此，日出東南。

但是一旦這一題發生變化，如在這一日，比較成都和徐州的日出方位角。由于此日太陽直射點位于北半球，因此，兩地均是日出東北，日落西北。兩地日出日落方向大致相同，但是兩地日出方位角有細微差別，下半年北半球各地晝長夜短，緯度越高，晝越長。因此，6月21日，徐州和成都相比，徐州的晝更長，日出時間更早。根據前面系列圖示可知：日出時間越早，日出方位將更加偏北。

因此，借助本文所述方法，能夠更加準確地判斷太陽的方位，找出不同地區太陽方位的細微差別。

其不足之處為：

1、利用此方法解題必須掌握當地的晝夜長短情況，必須利用當地地方時加以計算。

2、此方法避免了極晝極夜地區的單獨討論，但是會對赤道地區太陽的方位造成誤解。赤道地區全年6：00日出，18點日落。按照本文方法，赤道地區全年日出正東，日落正西，與實際情況不符。因此，本文所述方法不適合赤道地區。

參考文獻：

[1]如何用手表判斷方向[EB/OL]. http：//jingyan.baidu.com/article/335530da43e65c19ca41c37c.html，2013-04-04.

[2]王冬梅，如何判斷日出日落時的太陽方位[J]，新高考：高三政史地，2010（2）41-42.