筆者在教學過程中經常發現,許多同學因赤道上全年晝夜等長。就誤認為赤道上每天都是正東日出、正西日落,部分高中地理教師也這樣認為,甚至一些地理刊物也刊登有這樣觀點的文章。那么,赤道上果真就是每天都正東日出、正西日落嗎?
要解答這一問題,需要從太陽周日視運動軌跡說起。
因為地球始終自西向東自轉,所以觀察者看到的太陽每天總是從東方地平線上升起(即日出)、西方地平線上落下(即日落),圍繞天球作周日視運動(注意:由于地球在自轉的同時又圍繞太陽公轉,所以太陽并非每天都是從正東方向升起、正西方向落下)。太陽在天球上的周日視運動軌跡始終為一個圓,叫周日圈。太陽的周日圈被地平圈分成兩段弧,一段位于地平圈之上,稱為晝弧,即觀察者所看到的太陽在天空中的運動軌跡;另一段位于地平圈之下,是觀察者看不到的太陽運動軌跡,稱為夜弧。如果晝弧是優弧,則當地晝長夜短;如果夜弧是優弧,則當地晝短夜長;如果晝弧和夜弧等長,則當地晝夜等長。圖1為北半球中緯度某地夏至日的太陽周日視運動軌跡。

太陽周日圈在天球上的位置因太陽直射點的緯度不同而不同,但總平行于天赤道。任意一天的太陽周日圈是該日太陽直射點所在的緯線圈相對于地球球心在天球上的投影圈(即把地球球心當作發光源,太陽直射點所在的緯線圈在天球上的投影圈)。圖2為北極點上觀察到的全年太陽周日圈示德圖。……