时间方位舵巧解太阳方位难题

王安周左晓凯

（1. 洛阳市第十九中学， 河南 洛阳 471000； 2. 洛阳市第四十中学， 河南 洛阳 471000）

时间方位舵巧解太阳方位难题

王安周1左晓凯2

（1. 洛阳市第十九中学， 河南 洛阳 471000； 2. 洛阳市第四十中学， 河南 洛阳 471000）

时间方位舵为太阳周日视运动的轨迹在地平圈上的投影，灵活运用，可以简洁、高效、准确地解决时间方位问题。时间方位舵可以反映出日出时刻的早晚和昼夜长短的变化，进行简单昼夜长短演示和计算；时间方位舵直观表示昼夜长短随季节的变化规律；时间方位舵可以确定太阳视运动方向，上中天为正南时，太阳周日视运动为顺时针方向；上中天为正北时，则为逆时针方向。

太阳方位；地平圈；昼夜长短

时间方位问题贴近日常生活，是地球运动知识的难点，也是近年来高考的高频考点。王冬梅等提出利用太阳光照图和太阳视运动来判断日出日落方位［1，2］；王庆良等利用太阳视运动侧视投影图对太阳方位进行了探讨［3］，但对其俯视投影图的探讨较少。通过投影变化，把太阳视运动的轨迹投影到地平圈上，构建时间方位舵来探讨太阳方位和昼夜长短的变化。

一、时间方位舵的绘制

时间方位舵创作灵感源于美国战争片中常用的战斗术语“敌人在你的哪个方位”，以观察春秋分太阳在地平圈的投影所对应的时间、方位，以此为参照定义出时间方位舵。通过投影变化可以把抽象立体的太阳视运动规律用简单实用的平面图演示。

太阳周日视运动轨迹在地平圈上的投影定义为时间方位舵。认为：以观测点为舵心，分别以正东、正西、正南、正北对应6点、18点、12点、24点画出一个时间方位圆盘，分别以正东（日出）、正西（日落）轴线以及正南（昼）、正北（夜）轴线做舵轴。简记为：一个时间方位圆，两根分界轴。四个时间方位分别为日出方位（0～12时）、日落方位（12～24时）、昼方位（以地方时12时为中心向东西方向延伸）和夜方位（以地方时12时为中心向东西方向延伸）。如图1、图2分别表示北、南半球的时间方位舵图。

图1 北半球时间方位舵

图2 南半球时间方位舵

由上图可知，时间方位舵可以直观模拟（除赤道以外）任何位置的日出日落太阳方位、昼夜长短及其变化。时间方位舵还可以直观呈现太阳视运动方向，上中天太阳位于正南时，太阳周日视运动为顺时针方向；上中天为正北时，则为逆时针方向。

二、时间方位舵的运用

例1．【2015天津卷】2015年某日出现了日食现象。在四幅日照图中，深色阴影为夜半球，浅色阴影为当时可观测到日食的地区范围。下图中观测者正朝西南方向观测日食的是（ ）

解析：晨昏线与经线重合，该日为春分或秋分日，且四点都位于北半球。甲、乙两地地方时都在6点到12点之间，太阳位于其东南方；丙地接近正午12点，太阳位于正南偏南一点；而丁地属于靠近18∶00，太阳位于西南方。结合时间方位舵如右图所示，故选D。广袤草原上拍摄的“日出”美景。摄影爱好者拍摄“日出”美景的方向和北京时间分别是（ ）

例2．【2015福建卷】上图为某摄影爱好者在图中

A．东南 7月1日06时 B．东北 7月1日06时

C．东北 1月1日12时 D．东南 1月1日12时

解析：靠近赤道的地区6点左右日出，根据地方时计算出此刻北京时间为12时排除A、B选项；1月太阳直射点在南半球，全球日出东南，故选D。时间方位舵展示如下图（见图3、图4）：

图3 南半球赤道附近1月1日日出日落时间方位

图4 北半球赤道附近1月1日日出日落时间方位

例3．【原创习题】下图是某游客于北京时间7月17日16:42在青海橡皮山（99°35'E，36°48'N）拍摄到某山地牧场的照片，图中的羊群正往哪个方向走？

解析：根据北京时间16∶42大致推算拍摄地地方时为15点多，此时太阳位于西南方，根据羊群的影子朝向判定图片正前方为西南，进而判定羊群走向为东南方。用时间方位舵展示右上图所示，答案：羊群前进方向为东南方。

三、小结

时间方位问题是地球运动知识的难点，也是近年来高考的高频考点。时间方位舵为太阳周日视运动的轨迹在地平圈上的投影，可以直观呈现日出日落太阳方位，大致表示昼夜长短及其变化，灵活运用，可以简洁、高效、准确地解决时间方位问题。

（1）时间方位舵可以反映出日出时刻的早晚和昼夜长短的变化，进行简单昼夜长短演示和计算，但不能进行精确的计算。若某地日出偏角对应时段为t，则日出时刻为6±t，该地昼长为12±2t。

（2）时间方位舵直观表示昼夜长短随季节的变化规律。同一地区，太阳直射相同纬度，则日出太阳方位角相等，昼夜长短相同；同一地区，太阳直射相同纬度的南北半球，则昼夜长短相反。

（3）时间方位舵可以确定太阳视运动方向，上中天为正南时，太阳周日视运动为顺时针方向；上中天为正北时，则为逆时针方向。时间方位舵进行准确绘制以及其适用范围等问题有待进一步探究。

［1］ 王冬梅.如何判断日出日落时的太阳方位［J］.新高考，2010（2）：41-42.

［2］ 赵国峰.从太阳视运动入手正确认识日出、日落时的太阳方位［J］.地理教学，2012（16）：26-29.

［3］ 王庆良.日出日落地平方位的简易几何解析［J］.中学政史地，2009（10）：91-93.