太陽的周日視運動

周曉蘭

每天看到的太陽東升西落現象，是地球自轉的反映，稱之為太陽的周日視運動。準確地說，太陽的周日視運動方向應是自東向西運動(繞地軸)。如圖1為地心天球，圖中a、b、c分別表示二分、二至日的太陽周日視運動路徑，彼此平行，與地軸垂直。二分日太陽視運動軌跡與天赤道重合。

一、不同緯度太陽的周日視運動

(1)在赤道，太陽的視運動軌跡與地平面垂直(如圖2)。

(2)在極點，太陽的視運動軌跡與地平面平行。因此可以認為在一天中，太陽高度不變，其(正午)太陽高度的大小等于直射點的地理緯度(如圖3)。

(3)其它緯度地區，太陽的周日視運動軌跡與地平面斜交，太陽的周日視運動平面與地平面之間的夾角大小(即：分時的正午太陽高度)與該地的地理緯度互余。(如圖4、圖5、圖6)。

二、不同日期太陽視運動

(1)二分日：除極點外，各地在二分日都是太陽從正東方升起，正西方落下。

(2)夏至日(北半珠)：北極圈以北(極點除外，極點一天中太陽無升落)地區，太陽從正北升起，又在正北落下，太陽仍在地平線以上，太陽的最低高度為：h=δ+σ-90°(0時的太陽高度，0為太陽直射點的地理緯度，σ為當地的地理緯度)。而其它地區，太陽均是從東北升起，西北落下。太陽出沒的方位角與緯度有關，對于赤道而言，太陽偏北23.5°，其它地區隨緯度的增加而增大。

(3)冬至日(北半球)：北極圈以北的地區，為極夜。南極圈以南(南極點除外)地區，太陽從正南升起，又在正南落下，太陽仍在地平線以上，太陽的最低高度為：h=δ+φ-90°(0點時的太陽高度。8為太陽直射點的地理緯度，耳為當地的地理緯度)。而其它地點，太陽均是從東南升起，西南落下，太陽出沒的方位角與緯度有關，對于赤道而言，偏南23.5°，其它地區隨緯度的增加而增大。不同的日期，各地正午時太陽位于正南方(直射點以北地區)或正北方(直射點以南地區)或天頂(直射點)。

三、太陽的視運動與晝長

從前面的圖中可以看出，太陽的視運動軌跡圈處在地平面以上的部分，如果弧長等于180°，此地晝長12小時(二分日)；如果弧長大于180°，此地晝長大于12小時(夏半年)；如果弧長小于180°，此地晝長小于12小時(冬半年)。也可根據日出或日落時間，計算晝長。

四、太陽視運動與正午太陽高度

從圖上可以看出，各地(回歸線之間地區除外)正午太陽高度夏至最大，冬至最小，二分居中。回歸線之間的地區，如赤道，二分日正午太陽高度最大，二至日最小；其它地區，直射時最大，冬至日最小。