师：同学们，我们都知道地球运动有两种形式，自转运动和公转运动。自转运动的轨道面、赤道平面与公转运动的轨道面——黄道平面之间有一个交角，叫做黄赤交角。它的存在导致太阳直射点在一个回归年的周期里，在南北回归线之间往返运动，进而使得昼夜长短和太阳高度在纬度和季节上发生变化。

　　前两节课，李老师带着大家探究了地球运动地理意义中的昼夜长短变化及时区计算。今天这两节课，请同学们跟着我继续复习探究地球运动地理意义中的太阳高度变化和正午太阳高度。下面我们就进入复习。

　　在高中地理高考题中，经常出现太阳高度变化图的判读，涉及昼夜长短、太阳直射点、正午太阳高度、日出日落方位等内容，联系广泛，题目设置灵活。对于某一地来说，一天当中的太阳运动特征可以用太阳周日视运动图和太阳高度日变化图这两种图来表示。前者是立体图，能直观看到一天中太阳运动轨迹，包括太阳方位、太阳高度和昼夜长短变化情况等；而后者比较抽象，太阳高度和昼夜长短可直接读出，但方位需通过判读分析才能知晓。

　　下面我们先来做一道题，热热身。这是 2019 年江苏地理高考题，题目提到雾灵山，它位于北京与承德交界处，海拔 2118 米，素有“京东第一峰”的美称，是观赏日出和日落的理想之地。根据已知题干信息，当游客于 7 月某日去雾灵山旅游时，当天的太阳视运动轨迹是怎样的呢？我们抓住关键时间点，7 月份太阳直射在北半球，雾灵山日出东北，日落西北，所以首先排除 C 和 D 这两幅示意图。又因为雾灵山位于北回归线以北，正午太阳应位于雾灵山南方，进而排除 A，准确答案就是 B。

　　基于这道题，我们来复习一下太阳周日视运动的相关规律，这是我们要复习的第一个命题点。什么是太阳周日视运动呢？就是以观测点为中心，目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。以图一为例，这是北纬 40 度二分二至的太阳周日视运动示意图，我们以它为例复习相关规律。

　　第一个，来看昼夜长短情况。从这幅示意图中可得以下规律：如果太阳视运动轨迹在地平线以上，代表白昼状态。若白昼长度大于半个圆，说明该地昼大于夜；反之，昼短于夜。若始终在地平线之上，为极昼；反之则是极夜。若轨迹圆心恰好是观测点，表示观测点所在纬线，此时昼夜平分。以图一为例，北纬 40 度纬线在冬至时昼短夜长，夏至时昼长夜短，春秋分时昼夜平分。这就是根据太阳视运动轨迹图判断昼夜长短的情况。

　　第二个，可以根据太阳视运动轨迹图判断日出日落的太阳方向。以图一这幅某地二分二至的太阳视运动示意图为例，我们先来判断这个地方在哪个半球。经过思考，可得出这个地方在北半球，依据是不管哪个节气日，正午时太阳都位于南方。

　　其次，看该地夏至的太阳视运动轨迹，应该是 A、B、C 里面的哪一条曲线？通过规律分析，应该是 C 曲线。那么该日的日出日落方位在哪里？结合示意图，可判读得出日出东北，日落西北。需要注意的是，这里夏至时候的太阳视运动轨迹不包含极昼极夜地区，因为极昼极夜太阳不落不升。

　　第三个，看春秋分日的太阳视运动轨迹，应该是 A 曲线，该日日出正东，日落正西。最后，冬至时候太阳视运动轨迹也是 A 曲线，该日日出东南，日落西南。这就是根据太阳视运动轨迹图进行日出日落太阳方向的判读。

　　刚刚我们说的这些规律都排除了极昼极夜地区。如果对全球的日出规律进行整理概括，可以得出这样一张分析表：北半球下半年，即从春分日到秋分日，全球各地除极昼极夜地区外，均日出东北，日落西北；春分日或秋分日，全球均日出正东，日落正西；冬半年，即从秋分日到第二年春分日，除极昼极夜地区外，全球均日出东南，日落西南。

　　既然排除了极昼地区，那么极昼地区的太阳视运动规律有哪些呢？我们接着看极昼地区的太阳周日视运动轨迹示意图 2、图 3、图 4。通过这些不同极昼地区的太阳周日视运动轨迹图可以发现，因为是极昼地区，整天都能看到太阳，所以观察到的太阳运动轨迹是一个完整的圆圈。这三幅图分别代表哪些地区呢？我们来分析，先看图 2，从图中可观察到此时视运动的大圆与地平圈是平行关系，这说明观测点在极点。而且会发现太阳高度一天不变，即全天太阳高度相等。那么等于该日哪个地方的纬度呢？因为全天太阳高度不发生变化，正午时候的太阳高度与其他任何时刻相等，代入正午太阳高度角计算公式，最后可得出全天太阳高度始终等于该日直射点的纬度，这是极点的情况。

　　再看图 3，会发现这时太阳周日视运动轨迹这个大圆与地平圈是相切关系，表示观测点所在纬度是当日刚好出现极昼现象的最低纬度处。比如以下至为例，北极圈就是当日出现极昼的最低纬度，太阳轨迹最低在地平线上。观察图 3，此时日出正北，日落也是正北，而正午时分太阳在正南。那么刚好极昼的纬线，其正午太阳高度与直射点纬度什么关系呢？同样代入正午太阳高度角计算公式，最后可计算得出应该等于两倍的直射点纬度。

　　第三种情况，看图 4，此时极昼代表太阳周日视运动的大圆圈与地平圈既不相切也不平行，说明观测点纬度位于极点和出现极昼的最低纬度之间。同样用代入法计算，得出当地最小太阳高度等于该地纬度与出现极昼的最低纬度之差，而最小太阳高度和最大太阳高度之和等于直射点纬度的两倍。

　　掌握了以上规律后，我们来阶段性小结一下。进行太阳视运动轨迹示意图判读时，关键抓住三个点：日出点、正午点、日落点。通过观察视运动轨迹图，找准这三个点的太阳方位及对应的地方时，就能推导出轨迹图相关知识点。

　　第二，根据太阳视运动轨迹图，经常要进行昼长、日出日落方位及时间的推算。在北半球，昼越长，日出越早，日落越晚，日出日落方位越偏北，太阳视运动弧度越大；反之，昼越短，日出越晚，日落越早，日出日落方位越偏南，视运动弧度越小。

　　下面我们来进行对点演练。看这幅图，已知某同学每天早晨上学路上习惯观察天空中的太阳。图中 SM 为南北方向，PQ 与 SM 垂直。假设 AB 表示该同学在两个不同日期经过 P 点时，北京时间 7 点钟看到天空中太阳的位置。据此回答以下两道题目。

　　第一问，判断 P 点在哪个半球，地理经度是多少？根据已知信息分析，已知图中 SN 为南北方向，PQ 与 AC 垂直，可推算出 Q 代表正东方向，图中 A 表示的太阳从正东升起，这意味着是春秋分日，此时对应的地方时是 6 时，但北京时间是 7 点，由此根据北京时间 7 点，哪个地方地方时是 6 点，可推算出地理经度是东经 105 度。

　　再看 B 点，B 点表示太阳从东北升起，说明太阳直射点在北半球，此时该地日出在 6 点之前，因为太阳已在地平线以上，进而得出结论，应该在北半球。所以这道题答案应选 B，北半球，东经 105 度。

　　第二题，如果该同学在某一天天气晴朗时，早晨 7 点（北京时间）到达 P 点，看天空发现太阳还没从地平线上升起，判断此时太阳直射点在哪个半球，在哪条经线上？同样思考已知条件，太阳还未从地平线上升起，表明日出时间晚于 6 时，意味着昼短夜长，太阳直射在南半球。北京时间 7 点钟时，太阳直射点地方时应该是 12 点钟，两地时间差是 5 个小时，地理经度差 75 度，所以直射点应该是西经 165 度。这道题答案应选 A，南半球，西经 165 度。

　　再看 2018 年全国文综一卷的一道试题，小明同学 7 月份从重庆出发到贵州毕节旅游，收集到相关高速公路信息如下图所示。他从重庆出发到贵州毕节，是自北向南行进。从图上能读到城市地理位置、高速公路示意图、平均限速和里程等相关数据。

　　题目要求是，他从重庆出发经过遵义到毕节，为免受阳光长时间照射且能欣赏窗外风景，问以下哪个时间出发，哪个座位相对能满足小明需求？我们思考，根据题干，7 月份太阳直射北半球，根据太阳视运动日出日落方位规律，除极昼极夜地区外，全球各地均日出东北而日落西北。所以上面四个选项给的 6 点、8 点、10 点、12 点都是上午时分，此时太阳从东侧照射过来，客车自北向南行驶，题干要求免受阳光长时间照射且欣赏窗外风景，所以小明应坐在右侧。先排除 A 和 C。再看重庆到遵义，里程数是 240 千米，时速 80 千米每小时，需要 3 个小时。如果 12 点出发，到下午时段太阳就会照到小明，所以 D 也排除。最后推算得出准确答案是 C，10 点钟出发，坐在靠左侧座位较好。

　　做了这几道题后，我们接着看第二个命题点对应的规律——太阳高度的日变化。屏幕中这四幅图都是太阳高度日变化示意图，一般怎么考呢？往往让我们从太阳高度日变化图中判读以下信息：昼夜长短情况、正午太阳高度情况，进而求出该地经纬度，分析正午太阳高度方向、日出日落方向和影子方向等。下面我们结合相关地理示意图，来分析太阳高度日变化规律。