知識點
- 1、太陽直射點的移動
地球繞著地軸自轉，自轉平面為“赤道面”；地球繞著太陽公轉，公轉平面為“黃道面”。兩個平面之間存在著一個夾角：：黃赤交角（23°26′），因此在一個迴歸年中（365日5時48分46秒），太陽直射點在23°26′N~0°~23°26′S之間往復移動，如下圖所示：
①夏半年（春分-夏至-秋分），太陽直射點由赤道開始，先向北移動到北迴歸線，後向南迴到赤道。北半球晝長夜短，北極點附近出現極晝。
②冬半年（秋分-冬至-春分），太陽直射點由赤道開始，先向南移動到南迴歸線，後向北迴到赤道，北半球晝短夜長，北極點附近出現極夜。
在太陽直射點的移動過程中，地球上不同緯度的地區接受太陽直射的次數不同，從赤道向南北兩極，依次為2次、1次和0次，具體的直射次數分佈為：
①南、北迴歸線之間：一年當中，太陽直射兩次；
②南、北迴歸線：一年當中，太陽直射一次，即夏至日直射北迴歸線，冬至日直射南迴歸線；
③南迴歸線以南、北迴歸線以北：一年當中，沒有太陽直射。
圖1 太陽直射點的移動與太陽直射次數
- 2、正午太陽高度角
正午太陽高度角，指的是當地時間12:00時，太陽光線與地平面的夾角（下圖中的α）。太陽高度角的計算公式如下：
α = 90° - | β - γ |
其中α為正午太陽高度角，β為太陽直射點緯度，γ為觀察者的緯度。|β-γ|表示太陽直射點與觀察者的緯度差，計算時採用“同減異加”，即觀察者與太陽直射點位於同一半球時，用減法，位於不同半球時用加法。
圖2 正午太陽高度角示意圖
例題
圖3 例題
答案：B、B
精講精析：（1）計算甲地乙地的緯度差。 ①正午太陽高度角α=90°-|太陽直射點緯度-當地緯度|，，設太陽直射點緯度為β，乙地的緯度為γ，則甲地的正午太陽高度角α（甲）=90°-|β-35°N|，乙地的為α（乙）=90°-|β-γ|；②從圖中可知，甲乙兩地的正午太陽高度差最小為4°，即α（甲）-α（乙）=±4°，即|β-γ|-|β-35°N|=±4°；
（2）判斷乙地的位置。①從圖中可以看出，正午太陽高度角的差最小值只有一次，且最小值的左、右是對稱的，因此可以判斷在圖中P點時，太陽直射南迴歸線或北迴歸線，因為只有南北迴歸線每年只接受一次太陽直射，且直射前與直射後的太陽高度角對稱，則相減得出的太陽高度角之差也對稱；②從圖中可以看出，正午太陽高度角的差先不變，後減小後增加，再不變。則在不變時，表明此時太陽直射點位於甲乙的同一側；在減小和增加時，表明此時太陽直射點位於甲、乙中間。由於太陽直射點在南北迴歸線之間移動，這表明乙地位於南北迴歸線之間。即P點位冬至或夏至，乙地位於南北迴歸線之間。
（3）計算乙地的緯度。①假設此時為冬至，則太陽直射南迴歸線（β=23°26′S），則α（甲）-α（乙）=|23°26′S-35°N|-|23°26′S-γ|=58°26′-|23°26′S-γ|=±4°，即|23°26′S-γ|=54°26′或62°26′，即表示南迴歸線和乙地（γ）相距為54°26′或62°26′，可得γ=77°52′或31°N或85°52′S或39°N；②假設此時為夏至，太陽直射北迴歸線（β=23°26′N），則α（甲）-α（乙）=|23°26′N-35°N|-|23°26′N-γ|=11°34′-|23°26′N-γ|=±4°，即|23°26′N-γ|=7°34′或15°34′，即表示北迴歸線和乙地（γ）相距7°34′或15°34′，可得γ=31°N或15°52′N或39°N或7°52′N。③由於乙地位於南北迴歸線之間，因此γ為15°52′N或7°52′N，因此選B，此時太陽直射北迴歸線。
（4）分析Q點的月份。①P點時，太陽直射北迴歸線，為北半球的夏至（6月22日），Q點時甲乙兩地的太陽高度角之差剛剛趨於平穩，即甲乙兩地剛剛位於太陽直射點的同一側，即此時太陽直射乙地（16°N）；②因此，為夏至-秋分之間，太陽從北迴歸線移動到了16°N，移動了7°26′，大約移動了23°26′的1/3。移動整個23°26′為3個月，則移動1/3為1個月，則此時Q點與P點間隔1個月，P點位6月22日，則Q點位7月22日左右，因此選B。
（5）簡便方法。本題有簡便方法，可以通過以下三步：①看圖，從圖中可以看出，有一個最低點（P），則此時太陽直射南北迴歸線；②最低點兩側相互對稱，且分別有一段平行的線段，則平行線段時，甲乙位於太陽直射點同一側；③假設太陽直射北迴歸線，帶入ABCD四個選項，可得乙地位於B選項的16°N時，甲乙兩地太陽高度角之差為4°；④因此，太陽直射北迴歸線，為6月22日，即為P點的日期。題目中所說為3個月，則橫座標每一個小格表示一個月，P點表示6月22日，則此時Q點為7月下旬左右，因此選B。
總結
- 太陽直射點、對應的日期
本節的題目難度較大，考查了太陽直射點的移動+太陽高度角的計算，其中太陽直射點和乙地都是動態移動的，因此必須先假定一個不變，來進行計算。另外在第2小題中，考查了太陽直射點與日期的對應關係：
①春分：太陽直射赤道，為3月21日左右；
②夏至：太陽直射北迴歸線，為6月22日左右；
③秋分：太陽直射赤道，為9月23日左右；
④冬至：太陽直射南迴歸線，為12月22日左右。
從春分開始，每間隔一個節氣，時間間隔3個月左右，太陽直射點移動緯度23°26′。因此可以推算出，每個月太陽移動緯度8°左右。
在考試中有時會考查“二十四節氣”，每個節氣為15天左右（半個月），因此可以推算出每個節氣太陽移動緯度4°左右。從立春開始，二十四節氣分別為：
春雨驚春清谷天（春分3月21日）
夏滿芒夏暑相連（夏至6月22日）
秋處露秋寒霜降（秋分9月23日）
冬雪雪冬小大寒（冬至12月22日）
圖4 二十四節氣
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