兩極地區(qū)極晝期間一天24小時都能見到太陽,但太陽在天空中并不是不動的,而是隨地球自轉(zhuǎn)出現(xiàn)周日視運(yùn)動。地理極晝期間太陽周日視運(yùn)動(簡稱太陽周日運(yùn)動)的基本表現(xiàn)可概括為如下幾個特點(diǎn):
1、極晝期間,太陽周日運(yùn)動的路線是一個圓圈(簡稱周日圈),圓心是天極南北兩極的天頂。通俗地說就是:一天中太陽永不下落,只是在天空中繞天極方向兜圈子。
2、極晝期間,太陽周日運(yùn)動的方向仍是自東向西----與地球自轉(zhuǎn)方向相反。換句話說就是:天中不同時刻太陽在天空中的位置是不同的。在北極附近是:東(早晨)--南(正午)--西(傍晚)--北(子夜)--東(第二天早晨);在南極附近是:東(早晨)--北(正午)--西(傍晚)--南(子夜)--東(第二天早晨)。
3、極晝期問,太陽周日運(yùn)動的周期仍是24小時--一個太陽日(注意:太陽周日運(yùn)動周期不是一個恒星日,因為太陽不但隨天球進(jìn)行周日運(yùn)動,而且在天球上還有它自己的運(yùn)動)。也可以說是每24小時太陽在天空中轉(zhuǎn)一圈。
4、除極點(diǎn)外,太陽周日圈都是傾斜的,而且離開極點(diǎn)越遠(yuǎn),周日圈越傾斜,在極晝開始出現(xiàn)的緯度上,周日圈的最低點(diǎn)與地平圈重合--此時太陽在地平線上。再往低緯,周日圈便與地平圈斜交--太陽有段時間在地平線以下,即不再有極晝。
5、傾斜的周日圈總有一個最高點(diǎn),有一個最低點(diǎn)。就北極地區(qū)而言,太陽在正南方時(正午)達(dá)最高點(diǎn),在正北方時(子夜)達(dá)最低點(diǎn);南極地區(qū)正好相反。也可以理解為:極晝期間,除極點(diǎn)外,各個地方一天中的太陽高度是不同的--正午時最高,子夜時最低。就北極地區(qū)而言,太陽位于正南方時為正午,此時,太陽高度達(dá)一天中最高值;太陽位于正北方時為子夜,此時太陽高度達(dá)一天中最低值。南極地區(qū)正好相反,具體高度與緯度、日期兩個因素有關(guān)。例如:6月22日這天,北極圈上某點(diǎn),正午時太陽在正南方(位于周日圈最高點(diǎn)),高度為4652;子夜時太陽在正北方(位于周日圈最低點(diǎn)),高度為0。
6、太陽周日圈傾斜的程度,即周日圈最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的差別,或者說一天中太陽高度的變化幅度主要與緯度、日期有關(guān)。就地區(qū)而言,總的規(guī)律是由極晝開始出現(xiàn)的緯度向極點(diǎn)方向遞減。例如;6月22日,北極圈上正午時太陽高度為4652,子夜時為0;北緯70緯線上,正午時為4326,子夜時為326;北緯80緯線上,正午時為3326,子夜時為 1326;北極點(diǎn)上,正午時為2326,子夜時為2326。就日期而言,總的規(guī)律是:春分至夏至漸大,夏至至秋分漸小。
7、在極點(diǎn)上看,太陽周日圈與地平圈總是平行的,即太陽周日圈各點(diǎn)高度相同,或者說一天中太陽高度沒有變化,只是隨時問變化在天空中的位置不同。極點(diǎn)上的太陽高度大小取決于直射點(diǎn)緯度,它們在數(shù)值上相等,即太陽直射點(diǎn)緯度是多少度.極點(diǎn)上的太陽高度就是多少度,因為:極點(diǎn)上的太陽高度=90一(90一直射點(diǎn)緯度)=直射點(diǎn)緯度。例如:直射點(diǎn)在557N時,北極點(diǎn)上的太陽高度亦為557;直射點(diǎn)在2326N時,北極點(diǎn)上的太陽高度亦為2326,而且一天中沒有變化。需要注意的是極點(diǎn)上:極點(diǎn)上的太陽高度雖一天中沒有變化,但一年中卻有變化,或著說,極點(diǎn)上周日圈的高度一天中可以認(rèn)為沒有變化,但一年中不同日期卻不同,其基本規(guī)律是:春分至夏至漸高,夏至至秋分漸低。
8、極晝期間太陽周日圈最高點(diǎn)高度與最低點(diǎn)高度之和即一天中正午太陽高度與子夜太陽高度之和總是等于當(dāng)日直射點(diǎn)緯度的2倍,也等于開始出現(xiàn)極晝現(xiàn)象緯度上的正午太陽高,還等于極點(diǎn)上太陽高度的2倍。例如6月22日,直射2326N,北極圈內(nèi)各緯度正午、子夜太陽高度之和都等于4652;4月5日,太陽直射557N,8403N到北極點(diǎn)出現(xiàn)極晝,其中各緯度正午、子夜太陽高度之和都等于1154。
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