(2020·廣西高三) 在一年當中每天同一時間、同一地點記錄太陽的位置,就能製作出「8」字形日行軌跡圖。第一張「8」字形日行軌跡圖是由44張太陽曝光畫面和一張房屋照片組成(如下圖所示),記錄的是美國新英格蘭地區(45°N,70°W)上空的太陽「8」字形軌跡,房屋窗戶朝向正南方。
據此完成下面小題。
1.拍攝太陽日行軌跡可能是在當地時間
A.6:00 B.10:00 C.12:00 D.15:00
2.當太陽運行到「8」字形軌跡最高位時,當日正午太陽高度最接近
A.46° B.55° C.68° D.75°
3.太陽從日行軌跡最高位向最低位移動過程中
A.當地日出方位不變 B.新英格蘭夜長變長
C.當地6:00後日出 D.建築物日影保持不變
【答案】
1.B 2.C 3.B
【解析】
1. 根據太陽日運動軌跡,推斷此時應為上午,根據太陽大體的高度,推斷應為10:00。答案選B
2.當太陽運行到「8」字形軌跡最高位時,說明同一時刻太陽升到一年中最高的位置,這一天是北半球的夏至日,可以通過正午太陽高度計算公式得出,90°-(45°-23.5°)=68.5°。該日新英格蘭地區的正午太陽高度約為68.5°。C正確。故選C。
3.當太陽從「8」字形曲線軌跡最高位移動到最低位時,北半球從夏至日過渡到冬至日,新英格蘭晝長時間從最大值減小到最小值,新英格蘭夜長變長,B正確。夏至日日出東北,冬至日日出東南,A錯誤。夏至日當地6:00前日出,C錯誤。建築物日影變長,D錯誤。故選B。
巧用太陽測量師繪製「8」字形日行軌跡
大家是不是對上題中出現的「8」字形的太陽軌跡很有興趣。上題中出現這張照片,是人類有史以來製作的第一張太陽8字軌跡圖。
該照片在1978年至1979年拍攝於美國新英格蘭地區上空,被認為是世界上極少數不採用合成前景的太陽8字軌跡圖之一。此圖由44張太陽曝光畫面和一張房屋照片組成,全部是用同一張膠捲在同一地點拍攝。此外,在夏至、冬至及春分或秋分,拍攝者丹尼斯·迪希科都用濾光片進行長時間曝光,每天從日出時分開始,早晨8點30分結束。由此製作完成的照片顯示了那三天的太陽部分弧線。迪希科在天文攝影網站TWAN上寫到:「多數人認為,對太陽進行一年之久的曝光處理,簡直是瘋狂之舉。那些成功做到這一點的攝影師或許同意這種說法。」
後續世界不同地區的愛好者相繼拍攝的多張「8」字形日行軌跡。
(左圖)十字架海角公園上空圓弧(圖片提供:Juan Carlos Casado, TWAN)
(右圖)特爾斐上空太陽軌跡(圖片提供:Anthony Ayiomamitis, TWAN)
你是不是也想做一張這樣神奇的圖片呢?臨淵慕魚,不如退而結網。
下面我們一起藉助「太陽測量師app」和excel表格,自己動手來一步步製做一張太陽「8」字形日行軌跡圖片。
1、「太陽測量師」是一個可預測太陽和月亮位置的應用程式,是學習太陽視運動的絕佳工具。下載太陽測量師,安裝到手機。
2、這裡我們以作者所在地濰坊(36ºN,119ºE),觀測時間:北京時間10:00。從2020年1月1日起,每七天觀測一次。最後將觀測結果合成太陽軌跡圖。
3、用excel生成觀測日期表
4、打開太陽測量師,設置觀測地位置。步驟如下圖
5、設置測量所用時間為東八區時間
6、設置觀測時間為10:00
7、按表格依次輸入日期,記錄該日太陽高度與太陽方位角,將結果填入execel表。
8、生成表格如下:
9、以C、D兩列為數據源,插入帶平滑曲線的散點圖。
10.加背景,格式稍做調整。
11.將圖片導出,一幅太陽軌跡圖就產生了。
12、說明:圖中縱軸代表太陽高度。橫軸代表太陽方位。正北:0,正東:90,正南:180,正西:270.
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