关于绕日公转一周太阳直射点移动规律的思考

来源:用户上传      作者:李瑞华

　　南北回归线度数为什么是23°26′，怎样理解太阳的直射点，太阳直射点为什么是在南北回归线间往返移动？对该知识的理解程度，直接关系到对后边要学习的地球运动的地理意义的理解（如晨昏线的移动轨迹，正午太阳高度和昼夜长短的变化规律等地球运动的地理意义）。那怎样更好地理解太阳直射点的移动规律？根据教学经验，笔者谈谈自己的一点拙见。
　　要理解好地球绕日公转直射点移动规律问题，首先，要知道什么是太阳的直射点。太阳直射点即太阳光线的延长线过地心与地球表面的交点，直射点处太阳光线与地平面垂直（图1），加地球的自转，直射点所在纬线即该日直射纬度，即不同时刻直射该纬线的不同位置。其次，理解为什么太阳直射点所在纬度在地球表面是不固定的，根本原因就是黄赤交角的存在（图2）。
　　地球在公转的过程中，地轴的空间指向和黄赤交角的大小，在一定时期内可以看作是不变的。因此在公转轨道上的不同位置，地表接受太阳垂直照射的点是有变化的。地球绕太阳公转的过程中，太阳直射点的纬度位置变化如图3所示。我们把不同位置太阳直射点所在的纬度位置标绘在图2当中，即图2中的相应各点。（注：必备的背景知识是纬度的划分）
　　顺着地球公转方向看起（可以想象着把图2拿到图3的相应位置来看）：直射点A处，太阳直射赤道平面与黄道平面的交点上，也就是赤道，即春分（据下一位置直射点进入北半球）。（注：文中所有节气均为北半球的节气）
　　从A点到B点之间以E点为例，太阳直射点如图中的E点，太阳直射点移动到了赤道平面以北;太阳直射点移至B点时，可以看出B点在赤道以北黄道平面与赤道平面最大夹角的位置上（图2 B点），这也就是太阳直射的最北端，直射纬度正好是黄赤交角的度数，北纬23°26′，即夏至。过了此日，太阳直射点就南移，所以也就是到达北纬23°26′后回归，因此，我们把北纬23°26′称为北回归线。
　　从B点到C点之间以F点为例，太阳直射点如图中的F点，太阳直射点移动到了赤道与北回归线之间的纬度;到C点，太阳直射赤道平面与黄道平面的交点上，也就是赤道，即秋分（据下一位置直射点进入南半球）。
　　从C点到D点之间以G点为例，太阳直射点如图2中的G点，太阳直射点移动到了赤道平面以南的某一纬度，但未达到最南端;到太阳直射D点，可以看出D点在赤道以南黄道平面与赤道平面最大夹角的位置上（图2中D点）这也就是太阳直射的最南端，直射纬度正好是黄赤交角的度数，南纬23°26′，即冬至。过了此日，太阳直射点就北移，所以也就是到达南纬23°26′后回归，因此，我们把南纬23°26′称为南回归线。
　　从D点到A点之间以H点为例，太阳直射点如图中的H点，太阳直射点移动到了赤道与南回归线之间的纬度;再回到A点，太阳又一次直射赤道，即到了次年春分。太阳直射点移动经历了一个周期。
　　地球绕太阳公转一周，太阳直射点经历了一个周期的变化，即依次经历了图2中A-E-B-F-C-G-D-H-A的过程，继而周而复始，太阳直射点在南北回归线间往返运动，我们可以用更为直观的图4来呈现。
　　通过图4，可以直观地看出太阳直射点从直射赤道北移到北回归线，后經赤道南移至南回归线，又再次北移到直射赤道，历时365日5时48分46秒，即一个回归年。
　　通过此案例的阅读，我们就不难回答开篇提出的问题了。望读者能对地球的公转，建立起基本的空间结构，对太阳直射点移动位置的周期变化有基本的认识，为后面学习地球公转的地理意义奠定基础。
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