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對于任意地點,該地地方時6:00,太陽都位于天空的正東方向。  我們知道春秋二分,當太陽直射赤道時,全球晝夜平分,日出正東,日落正西。(注:極點除外,北極只有正南方向;南極只有正北方向。)部分同學可能會因此認為"無論何日何地,地方時6時太陽皆位于天空的正東方向”。今天,我們通過2023年山東高考卷的第14題來探討一下這種說法是否正確。 01 
真題回顧 (2023年山東卷 14題)某文化廣場(37°N,105°E)上的十二生肖石像均勻排列成圓形,生肖鼠位于正北方,小明在圓中心豎立一根細桿,以觀察太陽周日視運動變化。圖5示意夏至日兩個時刻的桿影指向。據(jù)此完成14~15題。 該地經(jīng)度為105°E,其地方時比北京時間遲一個小時。可知桿影指向生肖雞(正西方向)的地方時為8:20。再利用時間對稱法(關(guān)于正午時刻對稱),可得出桿影指向生肖兔(正東方向)的地方時為15:40。因此可推出,該地夏至日地方時16:00時,桿影指向生肖兔與龍之間,答案選擇D。
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疑點剖析 解析完這道題,我們會發(fā)現(xiàn)“任意地點,地方時6:00,太陽位于該地的正東方位”,這個說法并不正確。題目中提到的地區(qū)(37°N,105°E),太陽位于正東方向時,桿影指向正西,此刻的地方時為8:20,而不是當?shù)氐胤綍r6:00。 我們利用Sunrisecn軟件分別模擬赤道地區(qū)、30°N、60°N三個地區(qū)二分日、夏至日、冬至日地方時6:00的太陽方位。發(fā)現(xiàn):? 二分日地方時6:00,在赤道地區(qū)、30°N、60°N三個地區(qū),太陽均位于正東方向。? 夏至日地方時6:00,在赤道地區(qū)、30°N、60°N三個地區(qū),太陽均位于東北方向。? 冬至日地方時6:00,在赤道地區(qū)、30°N、60°N三個地區(qū),太陽均位于東南方向。? 夏至日,不同的緯度地區(qū),地方時6:00太陽均不位于正東方向(對于北極點而言,只有正南一個方向)。? 10°N地區(qū),除二分日外,其他日期,地方時6:00太陽均不位于正東方向。 可見,"地方時6:00,太陽位于正東方位"這個結(jié)論,只有在春分日和秋分日,除極點以外的地區(qū)才適用。 03 
規(guī)律總結(jié) 現(xiàn)在我們對這個規(guī)律加以完善,在除極點以外的地區(qū):? 有且只有二分日時,太陽直射赤道,全球晝夜平分,日出(地方時6:00)正東,日落(地方時18:00)正西。? 3.21-9.23(不包括二分日),北半球晝長夜短,地方時6:00太陽位于東北方;南半球晝短夜長,地方時6:00太陽還未升起,位于東北方(地下)。? 9.23-次年3.21(不包括二分日),北半球晝短夜長,地方時6:00太陽還未升起,位于東南方(地下);南半球晝長夜短,地方時6:00太陽位于東南方。 40°N夏至日(左圖)與冬至日(右圖)地方時6時太陽方位
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實戰(zhàn)運用 根據(jù)上述總結(jié),我們來做道最新的模擬題:我國某地(25°N)中學生于某日做太陽視運動觀測,發(fā)現(xiàn)該日北京時間12:41太陽高度角最大,為88.5°,日落時間為19:30。據(jù)此回答下面幾題。第1題,太陽高度角最大應該為當?shù)卣?。由材料可知,當?shù)卣鐬楸本r間12:41,通過計算,可得該地的經(jīng)度約為110°E。再結(jié)合材料中的緯度信息,當?shù)氐牡乩碜鴺舜笾聻椋?5°N,110°E)。西安位于秦嶺以北,黃河與渭河交匯點以西,通過區(qū)域定位可知西安的地理坐標約為(35°N,110°E);昆明、桂林、廈門均位于25°N附近,但昆明位于四川盆地以西,105°E穿過四川盆地,故昆明的經(jīng)度應小于105°E;110°E穿過廣西、雷州半島,可知桂林應位于105°E附近;120°E穿過臺灣海峽,廈門位于臺灣海峽西側(cè),故廈門經(jīng)度約120°E。四個城市的地理位置如下圖。本題選B。?第2題,通過第一題的分析可知,該地地方時比北京時間遲41分鐘,所以該題題干可變換為“估測該日地方時18:00,當?shù)靥柗轿粸?”再結(jié)合當日的正午太陽高度為88.5°,計算得出當日直射點所在緯度。當天日落時間為北京時間19:30(地方時18:30),可知該地晝長于夜。根據(jù)北半球晝長夜短,可判斷出太陽直射北半球,所以該地與直射點同處一個半球,二者之間的緯差用減法,可求出當日直射點的緯度為23.5°N,為夏至日。 根據(jù)前文總結(jié)的規(guī)律,北半球夏半年,地方時6:00太陽位于東北方,冬半年位于東南方(地下)。可知該日地方時6:00太陽位于東北方。地方時18時的太陽方位與地方時6時的太陽方位對稱,故地方時18時,太陽位于西北方。本題選C。? 最后附上本文中使用的“太陽視運動軌跡模擬器”網(wǎng)址和參考文獻:http:///earth/sunrise/sunrisecn.html? 參考文獻:鐘華,汪為青,嚴佳楠.關(guān)于地方時6時太陽方位的討論——以2023年山東高考試題為例[J].地理教育,2024,(03):42-46.
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