【地理原理】恒星周日视运动图、地理中的对称|地球自转|地理原理|太阳|恒星|纬度|赤道

我们喜欢将太阳的周日视运动图

很少讲恒星的周日视运动图，今天以北极星为例，用星轨为情境，一起简单了解下恒星的周日视运动图。

由于地球自转

且北极星位于地球自转轴

的延长线上

因此

它相对其他恒星静止不动

什么是仰角？

在进行观测过程中

视线在水平线以上时

视线与水平线的夹角

即为仰角

图仰角示意图

在天文学上

主要指

所观察天体

观察者所处位置地平线

之间的夹角

图该地仰角为90°

观察点在北极点上

图北极点仰望北极星示意图

我们看到

该地仰角为90°

而北极点纬度为90°

观察点在赤道上

图8 赤道仰望北极星示意图

在赤道上

视线方向与地平线平行

角度为0°

而赤道纬度为0°

思考

南半球

能否看到北极星

观察点在北半球任意一点A

图9 北半球任意点仰望北极星示意图

设A地纬度为∠4

而∠1为观察北极星的仰角

∠4+∠3=90°

∠2+∠3=90°

∴∠2=∠4

又∵∠2=∠1（互为内错角）

∴∠1=∠4

得出

在北半球观察北极星的仰角=当地纬度

的结论

下图所示照片，为某摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的。照片中的弧线，为恒星视运动轨迹。读图回答1~2题。

1、根据上图判断，摄影师拍摄的地点位于

A. 低维地区 B. 中纬地区

C. 北极附近 D. 南极附近

2、上图中 a 恒星视运动转过的角度约为50°，据此判断摄影师连续拍摄的时间为

A. 1个多小时 B. 3个多小时

C. 5个多小时 D. 7个多小时

答案：.A B

精讲精析：

1.分析拍摄北极星的地点。①在北半球，北极星与地面的夹角（仰角）=该地的纬度。图中的北极星接近地面，与地面的夹角较小，因此拍摄地点应该位于北半球的低纬度地区，因此选项A正确；②南半球看不到北极星，因此不讨论南半球的情况。

2.分析拍摄的时间。①在天空中看到恒星的移动（夜晚天空中，星星的移动），其实是地球本身的自转导致的，恒星本身没有动（距离地球遥远，移动距离忽略不计）；②天空中的恒星移动了50°，其实是地球自转了50°；③地球自转一周为360°，耗时24个小时，即15°/小时。因此转过50°需要3个多小时，因此选项B正确。

据记载，公元724年我国唐代天文学家张遂设计了一把拐尺（图1），AB为长边空心管，BC为短边，并在B点系一重锤。通过空心管观测北极星，实测并计算了地球上北极星高度相差一度的南北两地距离（图2）。据此完成下面小题。

3．张遂测量时除使用拐尺外，最有可能使用到的测量工具是

A．司南 B．测绳 C．日晷 D．浑天仪

4．当观测点由Q地向P地移动时，下列说法正确的是

A．昼夜变化幅度减小

B．白昼时长逐渐减小

C．正午太阳高度增大

D．正午太阳方位不变

5．根据上述测量，最有可能测算地球的

A．半径经度 B．经度海拔

C．海拔纬度 D．纬度半径

答案：．B ．A ．D

【解析】

3．司南可以指示南北方向不能测距离，故A错误；根据材料可知除了观测北极星仰角外还需要实测并计算北极星高度相差一度的南北两地距离，测绳可以测量距离，故B正确；日晷可以观测地方时，故C错误；浑天仪用来测量天体在地球球面的坐标，故D错误。因此选择B。

4．P、Q两地同在北半球且Q纬度较高，P纬度较低。纬度越高昼夜变化幅度越大，故A正确；根据材料不能判断太阳直射点位置，因此白昼时长无法判断谁更长，正午太阳方位无法判断，故B、D错误；正午太阳高度根据直射点纬度和所求点纬度差来求，直射点位置无法判断因此正午太阳高度是否增大也无法判断，故C错误。因此选择A。

5．利用柺尺观测北极星，在P地，AB边空心管对准北极星观测，所以AB边平行于地轴，如图2所示，重锤所受重力指向地心，所以P地的纬度=90°-α；Q地的纬度为=90°-β，故可以测量当地地理纬度；据图2所示，实测并计算了地球上北极星高度相差一度的南北P和Q两地距离L，由圆的知识可知弧长公式 = n(圆心角)×π(圆周率)× r(半径)/180，可得L=π(β-α)R/180° ，所以可能测算地球的半径；故选D。

对称：

①关于赤道对称的南北两地，同一天一地的昼长等于另一地的夜长。如图1所示，a°N和a°S关于赤道南北对称，则昼弧L1=夜弧L4，昼弧L3=夜弧L2，即“一地的昼长等于另一地的夜长”。如夏至日这一天,北回归线上昼长13小时24分、夜长10小时36分,南回归线上夜长13小时24分、昼长10小时36分。

②日期对称规律。若关于夏至、冬至对称的两个日期,其昼夜分布是一样的。关于二至日对称的两个日期，太阳运动轨迹相同，即其昼夜长短、日出日落时间、日出日落方位相同；正午太阳高度都相等；直射的纬度相同。极昼（极夜）区内某地极昼（极夜）出现与消失的时间对称。如图所示，A、B是关于夏至日对称的两个日期，即A与夏至日的天数差和B与夏至日的天数差相同，则日期A和日期B的昼夜长短、日出日落地方时，方位角和正午太阳高度都相等。同理，日期C和日期D也具有相同的对称现象。