巧用钟表解决太阳方位相关问题

廖克锋

摘要：太阳方位和日影的变化与生活中的地理息息相关，同时也是地理实验教学和地理兴趣培养的相关素材。然而由于学生的空间想象能力不足，此部分知识在教与学过程中都存在困难。本文以钟表（24小时制）为道具，借助利用钟表指示北方的原理，阐述如何利用钟表解决太阳的方位和日影的变化。

关键词：太阳方位 日影 钟表

【分类号】G633.55

在高中地理教学中，太阳的方位属于课外的知识，但是在高考试卷和平时的试题中，又往往会出现。对于教师而言，在讲解此类知识时，不仅仅花费太多的时间，由于此部分知识涉及到太阳的视运动轨迹，学生缺乏想象的空间，学生学起来也相对困难。在现实地理教学中，如何很好的节约时间，讲清楚这样的一个问题，教学生解决问题，是值得我们探讨的问题。

一、常见的知识讲解方法

太陽的周日视运动知识，是大学教材《地球概论》的相关知识。这部分知识要求学生要具有较高的空间想象能力，由于难度较大，教师在讲解这些知识时，往往放弃对原理的讲解，而注重对解题技巧进行训练。由于太阳的方位通常关注的日出的方位、日落的方位以及正午太阳的方位。而这三个特殊时间点的太阳方位有规律可循。因此，教师往往做如下的总结：

1、太阳直射点位于北半球时，全球各地（极昼极夜地区除外）日出东北，日落西北。

2、太阳直射点位于南半球时，全球各地（极昼极夜地区除外）日出东南，日落西南。

3、正午太阳的方位：所求地和太阳直射点所在纬度的相对位置来确定。

乍看起来，此种总结的方法很好。简单直接，但是，在实际生活中，此种方法却有局限性，其局限性表现中：

1、此种方法限定了特殊的时刻（日出、日落和正午），在现实生活中往往适用性较小。

2、此种方法说的只是大概的方向，没有对方位进行精确的定量的描述。

二、钟表在确定方向中的应用

1、钟表指示方向的应用

原理：地方时0点为正北，太阳转一周，手表时针转2周，手表时间除以2，正是太阳所在方位。

操作：手表平放，以当地地方时的一半指向太阳，12时所在方位为北方。

实例：以下午14点为例，14/2=7，7点位置对准太阳，此时12点的位置的指向即是北方。

根据上述原理，我们可以把钟表表盘加以改变，利用钟表表盘和当地地方时，来确定太阳的方位。具体的方法如下所示：

首先，需要把普通的12小时表盘换成24小时表盘。

第一步：根据所求地与太阳直射点所在纬度的南北位置关系，确定表盘中的12点所在的位置，具体如下所示：

如太阳直射点位于所求地的北方，则12点位于表盘的北方，见下图1；

如太阳直射点位于所求地的南方，则12点位于表盘的南方，见下图2；

第二步：完善钟表上的时间。由于太阳总是东升西落，因此，表盘正东方向确定为6时，表盘正西方确定为18时，和12点相对的即是24时（0时）。

三、中学试题中的实际应用

中学地理试题中，一般情况下，日出、日落方向与日影朝向主要出现在选择题中。同时，经常和昼夜长短变化，正午太阳高度变化组成选择题的四个选项。现在，考题一般集中在日影的变化中来，属于难度较大的一类题目。如：

例题1：某城市（46°N，127.5°E）公司办公楼周围有四处露天停车场（如下图），读图完成下题。

6月某日天气晴好，胡先生8点（北京时间）将车停到当日庇荫条件最好的停车位，办公楼刚好为汽车挡住阳光，为确保在胡先生16时下班前爱车不被阳光暴晒，他应该?

A.下班前不必移车位 B.最迟15：30前要移车位

C.最迟15时要移车位 D.最迟14：30前要移车位

解题思路：由题干可知：6月份太阳直射点所在纬度位于所求地所在纬度以北，故而正午太阳位于所求地正南方向。6月份，太阳直射点位于北半球，故而所求地日出东北，日落西北。由上述条件，可以把上题转化为下图5：

由图可知：当日庇荫条件最好的车位为车位d。同时，上午8：30（地方时）办公楼刚好为汽车挡住阳光，下午就应该是15：30（地方时），办公楼将不再为汽车挡住阳光。因此，应该在15：30（地方时）之前移动汽车。

四、总结与反思

利用钟表解决实际问题，有其便利之处。也存在着一些不足。其便利之处主要在于：

1、能够培养学生在实际生活中对有关地理知识的利用，能够增加学生野外生存等方面的知识。

2、能够将不同两地日出日落方位角、阴影方位变化和时间变化由粗略变得更加精准。

如：2014年高考文综地理试题（全国新课标卷II）：总部位于江苏徐州（约34°N，117°E）的某企业承接了甲国价值7.446亿美元的工程机械订单。2011年6月21日，该订单的首批产品从徐州发货。这一日，徐州与甲国首都（委内瑞拉：加拉加斯（10°N，67°W））相比，其中D选项，我们根据平时所学，太阳直射点这一日所在纬度为23°26′N，徐州位于太阳直射点以北，因此，徐州日出东北。加拉加斯位于太阳直射点所在纬度以南，因此，日出东南。

但是一旦这一题发生变化，如在这一日，比较成都和徐州的日出方位角。由于此日太阳直射点位于北半球，因此，两地均是日出东北，日落西北。两地日出日落方向大致相同，但是两地日出方位角有细微差别，下半年北半球各地昼长夜短，纬度越高，昼越长。因此，6月21日，徐州和成都相比，徐州的昼更长，日出时间更早。根据前面系列图示可知：日出时间越早，日出方位将更加偏北。

因此，借助本文所述方法，能够更加准确地判断太阳的方位，找出不同地区太阳方位的细微差别。

其不足之处为：

1、利用此方法解题必须掌握当地的昼夜长短情况，必须利用当地地方时加以计算。

2、此方法避免了极昼极夜地区的单独讨论，但是会对赤道地区太阳的方位造成误解。赤道地区全年6：00日出，18点日落。按照本文方法，赤道地区全年日出正东，日落正西，与实际情况不符。因此，本文所述方法不适合赤道地区。

参考文献：

[1]如何用手表判断方向[EB/OL]. http：//jingyan.baidu.com/article/335530da43e65c19ca41c37c.html，2013-04-04.

[2]王冬梅，如何判断日出日落时的太阳方位[J]，新高考：高三政史地，2010（2）41-42.