Question

您好我想知道一些关于太阳视运动的问题？

当太阳直射点直射北纬20°的时候，北纬10°的太阳运动状况是什么样的？
日出东北，日落西北，正午太阳位于正北？可是这样的话不是就昼短夜长了么。
希望您能解决我的疑问，谢谢您

Answer 1

您好！您这个问题提得非常好。太阳视运动轨迹图可以帮助我们直观地研究一天内太阳运动轨迹，并讨论当地昼夜长短情况、日出日落及正午太阳方位等。但此类图是以观察者为中心，从“可视”的角度进行绘制。由于图中所涉及的天半球、地平圈等要素是基于假想，因此在某些问题的研究上可能出现“主观视觉感”的假象，即不能客观地、准确地反映诸如太阳在视运动“速度”上的差异。进而造成一些误会。以此题为例：太阳直射20°N，当地纬度10°N（当天正午太阳高度为80°）。则当天太阳视运动轨迹图如下图所示：

从左图中看出，似乎太阳运动轨迹形成一个劣弧，即误认为昼短夜长。实则太阳视运动中，其移动速度是有差异的（根据大学地球概论相关知识可以计算出各整点时刻的太阳高度，连线得到太阳运动轨迹）。个人觉得高中阶段，解决此佯谬最好的办法就是放一个日晷（如中图、右图所示）。根据日晷布置原则：日晷面朝向正北，晷针延长线指向北极星（由于北极星仰角即为当地纬度，而日晷面与晷针垂直，则日晷与地面夹角为80°）。这样，太阳日出东北（晷针日影西南）→正午太阳正北（晷针日影正北）→日落西北（晷针日影东南），则可准确得出：当天昼长夜短。