巧用鐘表解決太陽方位相關(guān)問題

廖克鋒

摘要：太陽方位和日影的變化與生活中的地理息息相關(guān)，同時(shí)也是地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和地理興趣培養(yǎng)的相關(guān)素材。然而由于學(xué)生的空間想象能力不足，此部分知識(shí)在教與學(xué)過程中都存在困難。本文以鐘表（24小時(shí)制）為道具，借助利用鐘表指示北方的原理，闡述如何利用鐘表解決太陽的方位和日影的變化。

關(guān)鍵詞：太陽方位 日影 鐘表

【分類號(hào)】G633.55

在高中地理教學(xué)中，太陽的方位屬于課外的知識(shí)，但是在高考試卷和平時(shí)的試題中，又往往會(huì)出現(xiàn)。對于教師而言，在講解此類知識(shí)時(shí)，不僅僅花費(fèi)太多的時(shí)間，由于此部分知識(shí)涉及到太陽的視運(yùn)動(dòng)軌跡，學(xué)生缺乏想象的空間，學(xué)生學(xué)起來也相對困難。在現(xiàn)實(shí)地理教學(xué)中，如何很好的節(jié)約時(shí)間，講清楚這樣的一個(gè)問題，教學(xué)生解決問題，是值得我們探討的問題。

一、常見的知識(shí)講解方法

太陽的周日視運(yùn)動(dòng)知識(shí)，是大學(xué)教材《地球概論》的相關(guān)知識(shí)。這部分知識(shí)要求學(xué)生要具有較高的空間想象能力，由于難度較大，教師在講解這些知識(shí)時(shí)，往往放棄對原理的講解，而注重對解題技巧進(jìn)行訓(xùn)練。由于太陽的方位通常關(guān)注的日出的方位、日落的方位以及正午太陽的方位。而這三個(gè)特殊時(shí)間點(diǎn)的太陽方位有規(guī)律可循。因此，教師往往做如下的總結(jié)：

1、太陽直射點(diǎn)位于北半球時(shí)，全球各地（極晝極夜地區(qū)除外）日出東北，日落西北。

2、太陽直射點(diǎn)位于南半球時(shí)，全球各地（極晝極夜地區(qū)除外）日出東南，日落西南。

3、正午太陽的方位：所求地和太陽直射點(diǎn)所在緯度的相對位置來確定。

乍看起來，此種總結(jié)的方法很好。簡單直接，但是，在實(shí)際生活中，此種方法卻有局限性，其局限性表現(xiàn)中：

1、此種方法限定了特殊的時(shí)刻（日出、日落和正午），在現(xiàn)實(shí)生活中往往適用性較小。

2、此種方法說的只是大概的方向，沒有對方位進(jìn)行精確的定量的描述。

二、鐘表在確定方向中的應(yīng)用

1、鐘表指示方向的應(yīng)用

原理：地方時(shí)0點(diǎn)為正北，太陽轉(zhuǎn)一周，手表時(shí)針轉(zhuǎn)2周，手表時(shí)間除以2，正是太陽所在方位。

操作：手表平放，以當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)的一半指向太陽，12時(shí)所在方位為北方。

實(shí)例：以下午14點(diǎn)為例，14/2=7，7點(diǎn)位置對準(zhǔn)太陽，此時(shí)12點(diǎn)的位置的指向即是北方。

根據(jù)上述原理，我們可以把鐘表表盤加以改變，利用鐘表表盤和當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)，來確定太陽的方位。具體的方法如下所示：

首先，需要把普通的12小時(shí)表盤換成24小時(shí)表盤。

第一步：根據(jù)所求地與太陽直射點(diǎn)所在緯度的南北位置關(guān)系，確定表盤中的12點(diǎn)所在的位置，具體如下所示：

如太陽直射點(diǎn)位于所求地的北方，則12點(diǎn)位于表盤的北方，見下圖1；

如太陽直射點(diǎn)位于所求地的南方，則12點(diǎn)位于表盤的南方，見下圖2；

第二步：完善鐘表上的時(shí)間。由于太陽總是東升西落，因此，表盤正東方向確定為6時(shí)，表盤正西方確定為18時(shí)，和12點(diǎn)相對的即是24時(shí)（0時(shí)）。

三、中學(xué)試題中的實(shí)際應(yīng)用

中學(xué)地理試題中，一般情況下，日出、日落方向與日影朝向主要出現(xiàn)在選擇題中。同時(shí)，經(jīng)常和晝夜長短變化，正午太陽高度變化組成選擇題的四個(gè)選項(xiàng)?，F(xiàn)在，考題一般集中在日影的變化中來，屬于難度較大的一類題目。如：

例題1：某城市（46°N，127.5°E）公司辦公樓周圍有四處露天停車場（如下圖），讀圖完成下題。

6月某日天氣晴好，胡先生8點(diǎn)（北京時(shí)間）將車停到當(dāng)日庇蔭條件最好的停車位，辦公樓剛好為汽車擋住陽光，為確保在胡先生16時(shí)下班前愛車不被陽光暴曬，他應(yīng)該?

A.下班前不必移車位 B.最遲15：30前要移車位

C.最遲15時(shí)要移車位 D.最遲14：30前要移車位

解題思路：由題干可知：6月份太陽直射點(diǎn)所在緯度位于所求地所在緯度以北，故而正午太陽位于所求地正南方向。6月份，太陽直射點(diǎn)位于北半球，故而所求地日出東北，日落西北。由上述條件，可以把上題轉(zhuǎn)化為下圖5：

由圖可知：當(dāng)日庇蔭條件最好的車位為車位d。同時(shí)，上午8：30（地方時(shí)）辦公樓剛好為汽車擋住陽光，下午就應(yīng)該是15：30（地方時(shí)），辦公樓將不再為汽車擋住陽光。因此，應(yīng)該在15：30（地方時(shí)）之前移動(dòng)汽車。

四、總結(jié)與反思

利用鐘表解決實(shí)際問題，有其便利之處。也存在著一些不足。其便利之處主要在于：

1、能夠培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際生活中對有關(guān)地理知識(shí)的利用，能夠增加學(xué)生野外生存等方面的知識(shí)。

2、能夠?qū)⒉煌瑑傻厝粘鋈章浞轿唤?、陰影方位變化和時(shí)間變化由粗略變得更加精準(zhǔn)。

如：2014年高考文綜地理試題（全國新課標(biāo)卷II）：總部位于江蘇徐州（約34°N，117°E）的某企業(yè)承接了甲國價(jià)值7.446億美元的工程機(jī)械訂單。2011年6月21日，該訂單的首批產(chǎn)品從徐州發(fā)貨。這一日，徐州與甲國首都（委內(nèi)瑞拉：加拉加斯（10°N，67°W））相比，其中D選項(xiàng)，我們根據(jù)平時(shí)所學(xué)，太陽直射點(diǎn)這一日所在緯度為23°26′N，徐州位于太陽直射點(diǎn)以北，因此，徐州日出東北。加拉加斯位于太陽直射點(diǎn)所在緯度以南，因此，日出東南。

但是一旦這一題發(fā)生變化，如在這一日，比較成都和徐州的日出方位角。由于此日太陽直射點(diǎn)位于北半球，因此，兩地均是日出東北，日落西北。兩地日出日落方向大致相同，但是兩地日出方位角有細(xì)微差別，下半年北半球各地晝長夜短，緯度越高，晝越長。因此，6月21日，徐州和成都相比，徐州的晝更長，日出時(shí)間更早。根據(jù)前面系列圖示可知：日出時(shí)間越早，日出方位將更加偏北。

因此，借助本文所述方法，能夠更加準(zhǔn)確地判斷太陽的方位，找出不同地區(qū)太陽方位的細(xì)微差別。

其不足之處為：

1、利用此方法解題必須掌握當(dāng)?shù)氐臅円归L短情況，必須利用當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)加以計(jì)算。

2、此方法避免了極晝極夜地區(qū)的單獨(dú)討論，但是會(huì)對赤道地區(qū)太陽的方位造成誤解。赤道地區(qū)全年6：00日出，18點(diǎn)日落。按照本文方法，赤道地區(qū)全年日出正東，日落正西，與實(shí)際情況不符。因此，本文所述方法不適合赤道地區(qū)。

參考文獻(xiàn)：

[1]如何用手表判斷方向[EB/OL]. http：//jingyan.baidu.com/article/335530da43e65c19ca41c37c.html，2013-04-04.

[2]王冬梅，如何判斷日出日落時(shí)的太陽方位[J]，新高考：高三政史地，2010（2）41-42.