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)周日視運動。地理極晝期間太陽周日視運動(簡稱太陽周日運動)的基本表現(xiàn)可概括為如下幾個特點:
1、極晝期間,太陽周日運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,太陽周日運動的周期仍是24小時--一個太陽日(注意:太陽周日運動周期不是一個恒星日,因為太陽不但隨天球進行周日運動,而且在天球上還有它自己的運動)。也可以說是每24小時太陽在天空中轉(zhuǎn)一圈。
4、除極點外,太陽周日圈都是傾斜的,而且離開極點越遠(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,有一個最低點。就北極地區(qū)而言,太陽在正南方時(正午)達最高點,在正北方時(子夜)達最低點;南極地區(qū)正好相反。也可以理解為:極晝期間,除極點外,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,太陽高度達一天中最高值;太陽位于正北方時為子夜,此時太陽高度達一天中最低值。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,正午時太陽在正南方(位于周日圈最高點),高度為4652;子夜時太陽在正北方(位于周日圈最低點),高度為0。
6、太陽周日圈傾斜的程度,即周日圈最高點與最低點之間的差別,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、在極點上看,太陽周日圈與地平圈總是平行的,即太陽周日圈各點高度相同,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。極點上的太陽高度大小取決于直射點緯度,它們在數(shù)值上相等,即太陽直射點緯度是多少度.極點上的太陽高度就是多少度,因為:極點上的太陽高度=90一(90一直射點緯度)=直射點緯度。例如:直射點在557N時,北極點上的太陽高度亦為557;直射點在2326N時,北極點上的太陽高度亦為2326,而且一天中沒有變化。需要注意的是極點上:極點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高度與最低點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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