赤道上每天都正東日出、正西日落嗎

張　波

筆者在教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，許多同學(xué)因赤道上全年晝夜等長(zhǎng)。就誤認(rèn)為赤道上每天都是正東日出、正西日落，部分高中地理教師也這樣認(rèn)為，甚至一些地理刊物也刊登有這樣觀點(diǎn)的文章。那么，赤道上果真就是每天都正東日出、正西日落嗎?

要解答這一問(wèn)題，需要從太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡說(shuō)起。

因?yàn)榈厍蚴冀K自西向東自轉(zhuǎn)，所以觀察者看到的太陽(yáng)每天總是從東方地平線上升起(即日出)、西方地平線上落下(即日落)，圍繞天球作周日視運(yùn)動(dòng)(注意：由于地球在自轉(zhuǎn)的同時(shí)又圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，所以太陽(yáng)并非每天都是從正東方向升起、正西方向落下)。太陽(yáng)在天球上的周日視運(yùn)動(dòng)軌跡始終為一個(gè)圓，叫周日圈。太陽(yáng)的周日圈被地平圈分成兩段弧，一段位于地平圈之上，稱為晝弧，即觀察者所看到的太陽(yáng)在天空中的運(yùn)動(dòng)軌跡；另一段位于地平圈之下，是觀察者看不到的太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡，稱為夜弧。如果晝弧是優(yōu)弧，則當(dāng)?shù)貢冮L(zhǎng)夜短；如果夜弧是優(yōu)弧，則當(dāng)?shù)貢兌桃归L(zhǎng)；如果晝弧和夜弧等長(zhǎng)，則當(dāng)?shù)貢円沟乳L(zhǎng)。圖1為北半球中緯度某地夏至日的太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡。

太陽(yáng)周日圈在天球上的位置因太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度不同而不同，但總平行于天赤道。任意一天的太陽(yáng)周日圈是該日太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的緯線圈相對(duì)于地球球心在天球上的投影圈(即把地球球心當(dāng)作發(fā)光源，太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的緯線圈在天球上的投影圈)。圖2為北極點(diǎn)上觀察到的全年太陽(yáng)周日圈示德圖。圖中天北極、天南極是指地軸向南北兩個(gè)方向無(wú)限延伸與天球的兩個(gè)交點(diǎn)。天赤道是地球赤道平面無(wú)限擴(kuò)大，同天球相割而成的天球大圓。地平圈是通過(guò)地心，且垂直于當(dāng)?shù)劂U垂線的平面無(wú)限擴(kuò)大，同天球相割而成的天球大圓，它把天球分成可見(jiàn)和不可見(jiàn)兩部分。由圖2可看出太陽(yáng)直射點(diǎn)越靠近赤道其周日圈越大，反之越小。

對(duì)于不同緯度的觀察者來(lái)說(shuō)，每天看到的太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡狀況與當(dāng)?shù)氐牡仄饺χ苯酉嚓P(guān)。圖3為赤道上觀察到的全年太陽(yáng)周日圈示意圖。由圖3可知當(dāng)觀察者位于赤道上時(shí)，其對(duì)應(yīng)的地平圈有以下特點(diǎn)：

1地平圈為過(guò)天南極、天北極的一個(gè)圓，且天北極和地平圈的正北方向重合，天南極和地平圈的正南方向重合，天赤道與地平圈的兩交點(diǎn)為正東、正西方向。

2地平圈與任意一天的太陽(yáng)周日圈都是垂直關(guān)系。

3地平圈平分任意一天的太陽(yáng)周日圈。正是因?yàn)檫@一特點(diǎn)的存在，赤道上才全年晝夜等長(zhǎng)。

4地平圈與太陽(yáng)周日圈的交點(diǎn)，即太陽(yáng)日出、日落的方位只有在二分日時(shí)才為正東、正西，其余日期都不為正東、正西。因此，赤道上并非每天都是正東日出、正西日落。

由圖3可知赤道上全年日出日落方位變化規(guī)律應(yīng)為：當(dāng)太陽(yáng)直射赤道時(shí)，即二分日時(shí)正東日出、正西日落；太陽(yáng)直射北半球期間每天都東北日出、西北日落，而且太陽(yáng)直射點(diǎn)越靠北，日出、日落的方位越偏北；太陽(yáng)直射南半球期間每天都東南日出、西南日落。而且太陽(yáng)直射點(diǎn)越靠南，日出、日落的方位越偏南。