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畫出春分夏至秋分冬至日時太陽直射的極視圖側視圖

俯視圖

光照圖的判讀技巧

1、判斷南北半球

側視圖的經線通常表現為弧線,連接南北兩極,通常為上北下南;俯視圖中經線表現為以極點為中心呈放射狀分布,緯線則顯示為同心圓,通常根據地球自轉方向可以判斷,逆時針為北半球,順時針為南半球;還可以根據經度變化來判斷,沿東經經度變大,西經經度變小的方向為自轉方向。如圖1,根據東經度數變大方向為自轉方向,則圖1為順時針自轉,為南半球俯視圖。

2、判斷晨昏線

晨昏線為晝、夜半球的分界線,其有兩個顯著特征:壹是晨昏線始終與太陽光線垂直,二是始終平分赤道。晨昏線判斷的關鍵是沿自轉方向看,由夜到晝的為晨線,由晝到夜的則為昏線。晨線與昏線組成壹個大圓平分地球。二分日晨昏線與經線圈重合,其余時間則與經線斜交。如圖1中弧AD為晨線,弧BD為昏線;圖2中CD為晨線;圖3中弧NAS為晨線。

3、判斷太陽直射點的坐標

由於太陽光為平行光,地球是個球體,所以在某壹時刻太陽僅直射地球上某壹點,此點就是太陽直射點,位於晝半球正中心。太陽直射點上正午太陽高度為90°,所在經線地方時為12時,在直射點上物體的影長為零。太陽直射點所在的緯線位置可以根據晨昏線的位置來判定,晨昏線若與極圈相切,且北極圈內全部為極晝,南極圈內全部為極夜,則太陽直射北回歸線;若北極圈內全部為極夜,南極圈內全部為極晝,則直射南回歸線;若昏錯線與經線重合則直射赤道。如圖1中F點為太陽直射點,坐標為(23°26’S,90°E),圖2中太陽直射點為F,圖3中晨昏線與經線重合,所以,太陽應該直射赤道,太陽直射點為B,坐標為(0°,30°E)。

4、判斷晝夜長短及日出、日落時間

晨昏線將地球上緯線分為晝弧與夜弧兩部分,晝弧與夜弧的長短決定了晝長與夜長,弧度15°為1小時。在同壹緯線上晝夜長短是相同的,日出、日落時間也相同。晨線與某地緯線的交點為日出時刻,昏線與緯線的交點為日落時刻。春、秋二分日全球晝夜等長,各個地方均為6時日出、18時日落;赤道終年晝夜平分,6時日出、18時日落;其他時間除赤道外各緯度晝夜長短均不壹樣,日出、日落時間不同。當太陽直射北半球時,北半球各地晝長夜短,且越往北晝越長,北極地區出現極晝,極晝範圍為北緯(90°—太陽直射點的緯度)以北地區;南半球各地晝短夜長,越往南夜越長,南極地區出現極夜,極夜範圍為南緯(90°—太陽直射點的緯度)以南地區。太陽直射南半球時,則相反。太陽直射點緯度與出現極晝、極夜的緯度範圍互余。晝夜長短通常通過計算經度差來判斷,某壹地點晝弧所跨經度數乘以4分鐘就得到晝長,需要註意的是側視圖中通常可以看見壹半晝弧,要把另外壹半也考慮在內。壹般圖中都是等分經度的,30°、45°、15°等為壹格,計算比較方便。得到晝長時間以後可以采用正午12-晝長/2=日出時間,12+晝長/2=日落時間。如圖2中E點晝夜等長均為12時,6時日出、18時日落;圖2中A點正好位於晨線上,為4時日出,20時日落,晝長為16小時,也可以根據A所在晝弧跨經度120°乘以2乘以4分鐘得出16小時晝長。

5、判斷正午太陽高度

正午太陽高度與太陽高度的區別:太陽高度是指陽光與地平面的夾角,在壹天中太陽高度是隨著太陽的升起落下不斷變化的;而正午太陽高度則是指壹天中太陽高度最大,地方時為12時的太陽高度。在太陽直射點上正午太陽高度為90°,其他地區正午太陽高度可以根據H=90°-所求地緯度與直射點相距緯度來計算;同壹緯度正午太陽高度角相同;正午太陽高度的分布規律為由直射點所在緯度向南北遞減,離直射點緯度越近正午太陽高度角越大。如圖1中F點正午太陽高度為90°,B點正午太陽高度為90°-23°26’=66°34’;C點的正午太陽高度為90°-(66°34’-23°26’)=46°52’

6、判斷季節、日期

根據晨昏線及太陽直射點的位置來判斷季節,二分日晨昏線過極點與經線重合,其他時間與經線斜交;二至日晨昏線與極圈相切,其他時間則斜交。太陽直射點在北半球則北半球為夏半年,在南半球則北半球為冬半年。地球上通常有兩個日期分布,其界線分別為:180°日界線和地方時為24時或0時這條經線;當地球上只有壹個日期時,則180°經線就是0時或24時經線;當地球兩個日期平分,則180°經線的地方時12時。如圖3所示太陽直射赤道,為春、秋分日,圖中180°與150°W兩條經線為兩個日期的分界線。