地球的日照時間為什麼不一樣
A. 一年中太陽升落時間不同的成因
夏至日是。。。太陽由東北升起。。正午時太陽直射。。晚上向西北落下
冬至日。。。東南升。。。正午位於正南方向。。晚上向西南落下
我是今年高考結束的文科生
太陽升落方位問題是《地球運動》教學中遇到的疑難問題,《地理教育》雜志曾連續刊發多篇文章對此進行討論,本文系其中之一,刊發於93年第4期。本文從緯度、季節、南北半球比較三個方面考察太陽升落方位的變化規律,文字深入淺出,通俗易懂,適合於中學地理教師及高校地理系學生閱讀,可供《地球概論》教學及《高中地理》教學參考。
由於黃赤交角的存在,使天球上的太陽不斷相對於天赤道作回歸運動,其真接結果是造成太陽赤緯(即δ)的周年變化(表現在地面上便是太陽直射點的南北移動),進而導致太陽周日圈反復地北進南退,伴隨這種北進南退,地面觀察者眼中太陽的升落方位亦出現有規律的變化。
太陽升落方位的變化規律可以從以下幾個方面來考察:
1.隨緯度的變化規律:這種規律可以概括為一句話即:太陽赤緯不為零時,緯度越高(不管南北緯),太陽升落的方位角(以東點、西點為起點,在地平圈上度量,偏北為正,偏南為負,用符號A表示)越大,而且太陽赤緯為正(負)即太陽直射在北(南)半球時,方位角為正(負),亦即太陽升落方位偏北(南)。根據緯度的差異又可分為以下六種情況:
(1)在赤道上看:由於太陽周日圈與地平圈直交,故一年四季太陽都是垂直地升起而又垂直地落下,且太陽赤緯是多少度,太陽升落方位便是多少度,即δ=A。例如:每年11月7日,太陽赤緯約為-16°19′即太陽直射南緯16°19′,此日的太陽升落方位亦為-16°19′,即在赤道上看11月7日這天太陽是從正東偏南16°19′處升起,在正西偏南16°19′處下落。
(2)在開始出現極晝的緯度上看:由於太陽周日圈最低點與地平圈相切,故太陽升落方位最大為90°即與北點或南點重合。例如:6月22日北極圈上開始出現極晝,太陽周日圈全部在地平圈以上,其最低點恰與北點相切,故這天在北極圈上看太陽,是從正東偏北90°即正北方位開始升起,而在正西偏北90°即正北方位下落到最低點,換句話說就是6月22日在北極圈上看太陽升落方位為+90°。
(3)在開始出現極晝的緯度到極點之間看:由於太陽周日圈全部位於地平圈以上而且是傾斜的,故一天中太陽高度仍有變化,太陽開始升起和下落到的最低點方位角均為90°即太陽升落方位亦與北點或南點重合。例如:6月22日在70°N處看太陽,一天中太陽總在地平以上轉圈,只在半夜時下落到最低點,此時太陽位於正北方天空,方位角為+90°。
(4)極晝期間在極點上看:由於太陽周日圈始終平行於地平圈,故一天中的太陽高度沒有變化,始終等於該日太陽赤緯,太陽只有方位變化而無所謂升落,因而不存在升落方位問題。例如:12月22日在南極點上看,太陽周日圈始終高出地平23°26′,且只有方位變化(每日一周)而無所謂升落,故不存在升落方位問題。
(5)在開始出現極夜的緯度上看:由於太陽周日圈最高點與地平圈相切,故太陽只在正午時在方位為900的一點出現,但剛一露臉即已下落。如8月7日太陽赤緯為+16°19′即太陽直射北緯16°19′,該日南緯73°41′的地方出現極夜,這天太陽只在正午時在方位為90°的一點即正北方露一下臉。
(6)在赤道與極晝極夜出現的緯度之間看:由於太陽周日圈與地平圈斜交,且緯度越高,兩者之間的夾角越小,故太陽升落的方位角也就越大,而且普遍地A>δ。方位角的大小可用球面三角正弦公式求得:sinA=sinδ/cosψ( 式中A為方位角,δ為太陽赤緯,ψ為當地緯度 )。例如:12月22日太陽赤緯為-23°26′,赤道上方位為-23°26′,南北回歸線上為-25°41′,南北緯45°為-34°13′,極圈上為-90°。
2.隨季節的變化規律:這種規律也可以概括為一句話即:太陽赤緯值越大(小),方位角越大(小),而且赤緯為正(負)方位為正(負)即太陽升落方位偏北(南)。例如:
(1)每年的3月21日與9月23日即二分日:太陽赤緯為0°即太陽直射赤道,太陽周日圈與天赤道重合。由於天赤道在當地天空中的位置乃東點、西點、Q點(又稱上點,其位置在赤道上與當地天頂重合,北半球在天頂正南相當當地緯度的一點,南半球在當地天頂正北相當當地緯度的一點)的連線,故全球各緯度看太陽都是從正東方位升起,在正西方位下落,其中正午時的太陽位置在赤道上位於天頂,北(南)半球位於天頂以南(北)相當當地緯度的一點。
(2)每年的6月22日與12月22日即二至日:6月22日太陽赤緯為+23°26′,達一年中最大值,各緯度方位角皆為正(北偏)且亦達一年中最大值;12月22日太陽赤緯為-23°26′,絕對值亦達到一年中最大值,故各緯度方位角皆為負(南偏)且亦達到最大值。
(3)夏半年與冬半年的情況是:3月21日以後到9月23日以前太陽直射點在北半球,太陽赤緯為正,各地方位角均為正,這段時間內太陽升落方位均偏北即從東偏北方向升起在西偏北方向落下;9月23日以後到次年3月21日以前,太陽赤緯為負,直射點在南半球,各地方位角均為負,這段時間內太陽升落方位均偏南即從東偏南的方向升起在西偏南方向落下。
(4)據太陽赤緯隨季節的變化情況可知:6月22日以後到12月22日,太陽周日圈不斷南退,太陽赤緯由+23°26′逐漸變化為-23°26′,太陽升落方位在各緯度都將是由最偏北逐漸過渡為最偏南;12月22日以後到次年6月22日,太陽周日圈不斷北進,太陽赤緯由-23°26′逐漸變化為-23°26′,這期間太陽升落方位在各緯度亦由最偏南逐漸過渡為最偏北。
3.南北半球比較也有幾條規律可循:
(1)太陽升落方位是偏北還是偏南在全球各緯度都是一致的,與所處哪個半球無關,所不同的僅是因為緯度不同偏北偏南的程度不同。原因是各緯度的東點與西點是共同的,都是當地地平圈與天赤道的兩個交點。例如:12月22日,全球各緯度看太陽升落方位都是偏南,北半球是如此,南半球亦是如此,所不同的只是因為各地緯度不同看到太陽升落方位偏南的程度不同,在赤道上為-23°26′,15°N、S處為 -24°18′,23°26′N、S處為-25°41′,45°N、S處為-34°13′,66°34′N、S處為-90°。
(2)南北半球緯度相同的地方,同一日期的太陽升落方位亦相同,但晝夜長短狀況剛好相反。例如:6月22日,15°N、S處看太陽升落方位都是+24°18′即從東偏北24°18′處升起,在西偏北24°18′處下落,但在15°N看太陽周日圈向南傾斜,地平以上部分大於地平以下部分,晝夜長短狀況表現為晝長夜短,而在15°S處看則太陽周日圈向北傾斜,地平以上部分小於地平以下部分,晝夜長短狀況表現為晝短夜長。
(3)不管哪個半球,只要太陽赤緯值的絕對值相同,則同一緯度上看太陽升落方位的絕對值亦相同,但表現在晝夜長短狀況上則可能有晝長和夜長兩種情況。例如:太陽赤緯值的絕對值均為23°26′,在45°N處各地看太陽升落方位的絕對值均為34°13′,但這可能有以下二種情況:一是太陽赤緯值為+23°26′,此時太陽是從東偏北34°13′處升起在西偏北34°13′處下落,晝夜長短狀況表現為晝長夜短;二是太陽赤緯值為-23°26′,此時太陽是從東偏南34°13′處升起在西偏南34°13′處下落,晝夜長短狀況表現為晝短夜長。
總之,太陽升落方位不是固定不變的,它因緯度而不同,隨季節而變化,它是太陽回歸運動在地面上的反映。只要掌握了太陽回歸運動或太陽直射點在地面上的移動規律,太陽升落方位的變化規律便可迎刃而解。只是要注意:除赤道外,太陽周日圈與地平圈並不垂直相交,因而只有在赤道上A=δ,而在其它緯度上都是A>δ;極夜期間不存在太陽升落亦無所謂太陽升落方位;極晝期間(除極點外)太陽升落方位均為90°,只有極點上太陽周日圈平行於地平圈,太陽高度始終等於太陽赤緯,不存在太陽升落方位問題。
B. 夏季的日照為什麼比冬季日照更久
夏天的日照時間比冬天長,因為地球的公轉和自轉。我們國家在北半球,然後北半球在夏天的時候太陽的直射時間很長,所以夏天白天時間是當中最長的。
城市日照問題
日照問題,是現代城市規劃所必須考慮的一個關鍵的問題。日照條件的好壞直接關繫到國民日程生活的進行,最為重要的是,陽光能夠殺死空氣中的一些有害物質,並達到凈化空氣的效果,從這個方面來說,光照還能促進國民體質的提高。
並且,對於冬季生活的居民,尤其是那些因為家庭條件或者是建設問題而不足以擁有取暖設備的居民,採光更是國民日常的工作生活所不可缺少的一部分。
城市規劃中的日照問題分析,主要是針對於建築物或者是城市園林能夠受到陽光的直射問題的分析。在城市規劃的基礎上,對於採光的自然條件進行分析,以做到合理地利用光照資源。
然而城市的日照問題分析並不僅僅需要考慮到城市的採光建設,還要在另一方面考慮到城市的道路分布是否合理,建築物的外形是否利於採光,以及建築物之間的間距和朝向是否對於採光產生不利的影響,尤其是對於一些城市高層建築來說,這一點是尤為重要的。
要想做好城市規劃中的採光設計,相關建築設計人員就必要要考慮當地的自然環境,本著以人為本的原則,並在相關建築的日照標準的設計下,對於建築物的排列和分布做出合理的建設。
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C. 為什麼日出日落時間每天都不同
因為太陽直射點不斷移動,導致地球上每天的白晝時間會發生變化(赤道除外),隨意每天的白晝時間不同,白晝過長對於人來說容易失眠,居住在北極附近的人就是,夏天白晝時間在18個小時以上,人不容易睡著。
D. 兩個緯度相似的地區,日出日落時間為什麼相差很大
自然界和生物界都有自己的節奏和韻律,隨著季節的變化和日出日落。在生活中,你會發現不同地區日出和日落的時間有所不同。例如,2018年8月2日,根據手機氣象應用,位於北緯53度、東經122度的中國黑龍江省漠河北極村的日出時間和日落時間分別為4:11和19:42。荷蘭阿姆斯特丹位於北緯52度、東經4度,日出時間為6:02,日落時間為21:29。然而,在緯度相似的地區,日出和日落時間也相似,兩個地區的緯度也相似。
除了上述理論時區計算之外,還有一些特殊的時區劃分。為了我國的統一管理,全國都使用第八東區的時間。美國有太平洋時間、中部時間、東部時間、山地時間等。其他地區使用半個時區,如印度。其他國家不使用自己的時區,如荷蘭、法國、比利時等。雖然它在經度上位於零時區,但為了跟上大多數歐洲國家的時間,這些國家採用了東部時區的時間。
E. 真太陽日長短不等的原因
與日照長短的關系主要有兩個。第一,日照是由於地球自轉和地球圍著太陽進行公轉而發生,也就是因為地球的自轉和公轉,我國才有了24節氣。而且在「夏至」這天我國平均日照是全年最長的;「冬至」這天我國的平均日照是最短的。第二,是我們所在的地球位置,比如在地球的兩極,那會發生:在某段時間里都是晚上;也會發生在某段時間里,都是白天。而我們則是晝夜交替。
F. 不管緯度怎麼變化,各個地區年日照時間長短是否一樣,不一樣的話與緯度有什麼關系!
我們知道,赤道地區,日照時間全年每天基本穩定在12小時/天,緯度越高日照時間變化越大,例如:緯度65度,其日照最長的可達到21小時9分鍾,最短時間可降至2小時51分鍾。我現在想問的不是太陽照射一天時間那個地區時間長短的問題,我想問不管緯度怎麼變化,如赤道與南北極相比較,一年接受日光照射的時間誰長誰短(總時間),或者是不是一樣。1.太陽直射赤道時---全球晝夜等長
2.太陽直射北半球時---北半球晝長夜短,且緯度越高晝越長;南半球晝短夜長,且緯度越高夜越長
3.太陽直射南半球時---北半球晝短夜長,且緯度越高夜越長;南半球晝長夜短,且緯度越高晝越長
每年的春分日和秋分日,也就是3月21日和9月23日,全球各地晝夜等長,各為12小時,也就是,全球各地晝長時間相同,夜長時間也相同。在同一經線上的各地當然也不例外——這兩天,它們的晝夜時間是相同的。
但除春秋分外的其它時候,同一經線上不同緯度地區的晝夜時間就不同了。
3月22日至9月22日,太陽直射北半球,北半球各地晝長夜短,緯度越高晝越長夜越短,北極附近出現極晝現象。南半球各地晝短夜長,緯度越高晝越短夜越長,南極附近出現極夜現象。
9月24日至次年3月20日,太陽直射南半球,北半球各地晝短夜長,緯度越高晝越短夜越長,北極附近出現極夜現象。南半球各地晝長夜短,緯度越高晝越長夜越短,南極附近出現極晝現象。
G. 為什麼日夜的時間會有長有短和等長短 太陽光照在地球的不同緯度會產生不同結果,盡盡是季節問題
由於地球自轉的軌道面與公轉的軌道面存在一個傾斜角,因此當地球運行到太陽的不同方向時,受到日照的地區和時間長短有所區別,這就是地球有四季的原因.並不是由於季節導致晝夜長短發生變化.
你可以用一個地球儀放在小燈泡的前後左右,旋轉地球儀進行模擬就知道了.
放在燈泡左邊時,旋轉地球儀,因為地軸是偏向右邊(燈泡)的,太陽會永遠照耀北極地區,此時為夏季的夏至那一天,日照時間最長.
放在燈泡右邊時,旋轉地球儀,因為地軸是偏向右邊的,太陽會永遠照不到北極地區,此時為冬季的冬至至那一天,日照時間最短.
放在燈泡前後方時,旋轉地球儀,可以照到地球儀的每一個地方,此時為春分和秋分,晝夜平分.
H. 為什麼在不同的區域日落和日出的時間不一樣
因為地球受太陽的引力,繞太陽在橢圓形軌道公轉,得被照射的地方太陽離近或遠,會對地球上的溫度產生影響,於是就產生了四季。同時,地球也在自轉,自轉一圈就是一天,這樣,太陽光照到地方的時間、方位不一樣也就產生了地球上的「時差」
I. 地球晝夜不等長的原因
形成晝夜長短變化的原因是地球的地軸是傾斜的,一直指向北極星附近
秋來夏往,冬去春回,年復一年,四季永遠這樣循環著.這種四季冷暖的周而復始是怎樣形成的呢?
我們都有烤火取暖的體驗.當我們正對著爐火時,感覺特別烤人;斜對著時,就不那麼熱了.此外,注意觀察的同學,會發現這樣一個現象:朝南的房間,冬天充滿陽光,而夏天陽光卻射不到室內.這說明太陽的高度在變化:冬天低,陽光斜射;夏天高,陽光直射.想想這些現象的道理,與天氣冷暖變化聯系起來,四季變化形成的原因就不難理解了.
太陽高度周期性的變化,造成周期性的直射和斜射.太陽高度為什麼會有周期性的變化呢?
地球在繞太陽公轉的過程中,地軸始終與軌道面傾斜成66度33分的夾角.由於地軸的傾斜,當地球處在軌道上不同位置時,地球表面不同地點的太陽高度是不同的.太陽高度大的時候,太陽直射,熱量集中,就好像正對著火爐一樣;而且太陽在空中經過的路徑長,日照時間長,晝長夜短,必然氣溫高,這就是夏季.反之,太陽高度小時,陽光斜射地面,熱量分散,相當於斜對著火爐;而且太陽在空中所經路徑短,日照時間短,晝短夜長,氣溫則低;由冬季到夏季,太陽高度由低變高.同樣道理,太陽高度的變化影響著晝夜的長短和溫度的高低,分別形成了秋季和春季.
由於地球永不停歇地側著身子,圍繞太陽這個大火爐運轉,這種冷暖便不停地交替著,從而形成了寒來暑往的四季.
在太陽照射下,地球被分為晝夜兩個半球:向太陽的半球是晝半球,背太陽的半球是夜半球.晝夜兩半球之間的分界線,被叫做晨昏線,是地球的一個大圓.晨昏圈經過的各地,正經歷著一天中的清晨或黃昏.那裡見到的太陽,正好位於東方或西方的地平上.
地球不僅在空間有晝夜半球之分,而且,由於地球的自轉和公轉,晝夜兩半球在時間上不斷地相互交替,使得各個地點時而位於晝半球,因而經歷著白晝;時而位於夜半球,因而經歷著黑夜.這叫做晝夜交替.晝夜交替的周期,就是通常所謂的1日,叫太陽日,它不同於恆星日.恆星日是單純的地球自轉的周期,而形成太陽日的,不僅是由於地球自轉,還包括地球的公轉,是二者的會合周期*.
晝夜的長短,視晨昏圈分割緯線的情況而定.一般情形下,緯線被晨昏圈分割成兩部分:位於晝半球的部分叫晝弧;位於夜半球的部分叫夜弧.晝弧和夜弧的弧長,決定該地的晝長和夜長:弧長15°,摺合時間1小時.……
各地的晝夜長短,因晨昏圈隨太陽直射點的移動而發生變化:
當太陽直射點落在赤道(春秋二分)時,晨昏圈通過兩極(與經圈重合),等分所有緯線.因此,全球各地晝夜等長.
北至日,太陽直射點移至北回歸線,晨昏圈偏離兩極,與南、北極圈相切.這時,晝弧與夜弧的分割最為懸殊.如圖所示:北半球(太陽直射的半球)各緯度晝最長而夜最短;南半球相反.北半球的晝長和南半球的夜長,皆隨緯度增高而增大.到北極圈內,緯線全線是晝弧,晝長達24小時,「夕陽」連著「朝輝」,終日太陽不落,稱為極晝.在南極圈內,緯線全線位於夜半球,24小時漫漫長夜,終日不見太陽,稱為極夜.赤道是唯一保持晝夜等長的地方.從幾何上說,赤道和晨昏圈都是地球的大圓;兩個大圓相交,必相互等分.
南至日(北半球冬至日),太陽直射點移至南回歸線.這時,南北兩半球的晝夜長短分布情形,與北至日相反.
J. 為什麼南北方天黑時間不一樣
因為有地球的自轉,才有晝夜交替;因為有地球的公轉,才有晝夜長短。我們生活在一個晝夜時間永遠發生變化的空間環境,每天經歷不同的白天和黑夜,感受不同季節的日出和日落。可是,你知道地球的晝夜長短怎麼變化嗎?你生活的城市的晝夜變化是怎麼樣的?那今天我們一起來探討這一個地理小常識。
首先我們需要學會看晝夜長短示意圖。如下圖,晨昏線把地球所經過的緯線圈分割成晝弧和夜弧。同一緯線圈上,若晝弧長於夜弧,則晝長夜短,反之晝短夜長;赤道上全年晝夜等長。體現了此時北半球晝長夜短,南半球晝短夜長。
另外,我們也需要了解不同的節氣(春分、夏至、秋分、冬至)的晝夜長短的變化。北半球為例,春分秋分這2天,各地晝夜平分;夏至日,各地區晝長達到一年最大值;冬至日,各地區夜長達到一年最大值。
當然,太陽直射點的位置決定晝夜長短狀況。太陽直射點在哪個半球,哪個半球就晝長夜短,且越向該半球的高緯度地區白晝時間越長。
那問題就來了,你知道我國各地區的晝夜長短的變化嗎?由於我國南北跨的緯度偏大,最北在漠河,北緯53°,最南在曾母暗沙,北緯4°左右。所以我國南北晝夜變化差異較大。春分和秋分,我國晝夜平分,都為12h;夏半年,我國都處於晝長夜短的狀態,但是晝最長的地方在我國漠河地區,夏至時可達18h。
但是冬半年,我國都處於晝短夜長的狀態,而且越往北走,晝越短夜越長,所以漠河也是我國冬半年晝最短的地方,冬至日達到最小值,晝長僅僅約7h左右。由於晝短夜長,太陽光照最少,也成為我國冬季最冷的地方