全球各地正午影子的朝向:要麼朝正南、要麼朝正北,要麼沒有影子

有時候我們在拒絕別人的時候，會這樣說「要我怎樣怎樣，除非太陽從西邊出來」，我們知道由於地球的自轉現象，地球上絕大多數地方看到的太陽都是「東升西落」，只不過一年中只有春秋分時全球太陽才會從正東升起，從正西落下。此外，當太陽直射點位於北半球時，全球太陽從東北升起，從西北落下；而當太陽直射點位於南半球時，全球太陽從東南升起，從西南落下。

全球各地正午影子的朝向

不過有極晝極夜現象發生的地區情況又有所不同，當極晝極夜發生時，太陽就沒有了升落現象，極晝時太陽24小時都在地平線以上，而極夜時太陽24小時都在地平線以下。當北極圈以北地區發生極晝時，我們可以理解為太陽是從正北升起的，而當南極圈以南地區發生極晝時，我們可以理解為太陽是從正南升起的。那麼，如果研究物體的影子，剛好和太陽的方位相反，比如北半球夏季，太陽直射點位於北半球，日出時太陽位於東北方位，而物體影子位於西南方位；日落時太陽位於西北方位，而物體影子位於東南方位，那么正午時刻物體影子位於什麼方位呢？

正午影子朝向

同樣道理，正午時刻物體的影子方向，主要是由正午時刻太陽的方位決定的，而正午時刻全球任何地方太陽的方位只有三種可能，那就是要麼位於某地正上方，要麼位於某地正南，要麼位於某地正北。這樣一來，正午時刻任何地方物體影子的方位只有三種可能性，如果太陽位於正上方，那麼物體就沒有影子；如果太陽位於正南方位，物體影子就朝正北方位；如果太陽位於正北方位，物體影子就朝正南方位。

北緯40°二分二至日太陽視運動示意圖

從正午物體影子的緯度分布來看，我們可以把全球劃分為三個緯度區間。第一個區域是南北回歸線之間的熱帶地區，由於太陽直射點在南北回歸線之間移動，所以這一區域是一年中有太陽直射現象的地區，除了南北回歸線外，其餘緯度一年中都有兩天太陽直射，當太陽直射時，這一緯度當天正午就沒有影子。位於南北回歸線（不包括南北回歸線）之間的區域，一年中太陽直射點所在的緯度既可能在你所在緯度的北側，也可能在南側，所以正午影子有可能朝向正南，也有可能朝向正北。

太陽直射點移動圖

也就是說南北回歸線（不包括南北回歸線）之間的區域，正午影子的三種情況（沒有影子、朝向正南和朝向正北）都有可能出現。而北回歸線上的地區，正午影子有兩種可能，分別是沒有影子（夏至日）和朝向正北；南回歸線上的地區，正午影子有兩種可能，分別是沒有影子（冬至日）和朝向正南。第二個區域是北回歸線以北地區，這一地區沒有太陽直射現象，而且一年中任何日子太陽直射點所在的緯線都在這一地區以南，所以這一地區正午時太陽總是位於正南方位，而正午時刻的影子也始終朝向正北。

晝夜半球和晨昏線

我國，絕大多數地區都位於這一地區，因此我國大部分地區正午影子都是朝向正北，我們可以利用正午日影來確定當地方位。第三個區域是南回歸線以南地區，這一地區也沒有太陽直射現象，而且一年中任何日子太陽直射點所在的緯線都在這一地區以北，所以這一地區正午時太陽總是位於正南方位，而正午時刻的影子也始終朝向正南。此外，由於正午時刻太陽高度為一天中的最高值，所以正午時的日影為一天中的最短。

我國各地正午影子朝向分布圖