北极点和南极点的准确位置(北极点和南极点的准确距离)

知识点1、太阳直射点的移动

地球绕轴自转，自转平面为“赤道平面”；地球围绕太阳公转，公转平面是黄道平面。两平面之间有23° 26 ‘的夹角:黄道角，使太阳的直接指向在地球上23 26 ‘ n和23 26 ‘ s之间来回移动，移动周期为一个回归年(365°上5: 48: 46)，移动规律如下:

①在夏半年(春分-夏至-秋分)，太阳的直射点从赤道开始，先向北移动到北回归线，再向南回到赤道。北半球昼长夜短，北极附近出现极端日，极端日范围先扩大后缩小。

(2)冬半年(秋分-冬至-春分)，太阳直射点从赤道出发，先向南移动到南回归线，再向北返回赤道。北半球昼短夜长，极夜出现在北极附近，极夜范围先扩大后缩小。

图1 太阳直射点的移动规律图1太阳直射点的运动规律

2、正午太阳高度角

正午太阳高度角是指当地时间12:00时太阳光线与地平面之间的角度(下图中的α)。中午太阳的高度角与太阳直射点的位置和观测者的纬度有关。计算公式如下:

α = 90 – | β – γ |

其中α为正午太阳的高度角，β为观测者的纬度，γ为太阳直射点的纬度。注:β-γ表示观测者与太阳直射点的纬度差，遵循“同减不同加”的计算方法，即当观测者与太阳直射点位于同一半球时，采用减法；当位于不同半球时，添加。

比如，如果地点位于40° N，夏至时太阳直射在北回归线上，阳光直射的地点和点都位于北半球，那么减去纬度差:β-γ= 40° N-23° 26′N = 16° 34′；冬至时太阳直射南回归线，南回归线与太阳直射点位于不同的半球，所以加上纬度差:β-γ= 40° N+23° 26′s = 63° 26′。

例题回答:D

阐述和分析:(1)分析这个地方的纬度范围。从图中可以看出，A和B是一年中的两个日期。日期A的太阳高度角最大，日期B的太阳高度角最小。(2)假设场地位于北回归线和南回归线之间，一年有两次阳光直射，即应该有两个90°最高点，即A处应该有两个点；(3)假设场地位于北回归线上，每年会有一次阳光直射，即位置A为90°。因为A+B = 90°，太阳在B点的高度角为0°，所以B点出现了极夜，所以这个地方应该位于南/北极圈上，与最初的假设(北回归线)相反。④如果位于北回归线以南、北回归线以北，夏季其所在半球的太阳高度角最大(

(2)计算正午太阳高度角。①正午太阳高度角的计算公式为α = 90-| β-γ|，其中γ为太阳直射点的纬度，取值范围为23° 26′n ~ 0 ~ 23° 26′s .由于陆地位于北回归线以南，北回归线以北，即纬度大于23° 26′，可以去掉绝对值符号，即α= 90-(β-γ)；(2)当该地所在的半球处于夏季时，太阳直射该半球的北回归线，该地正午太阳高度角最大，即α(A)= 90-(β-23° 26 ‘)= 113° 26 ‘-β；(3)冬季，太阳直射另一个半球的北回归线时，这个地方的正午太阳仰角最小。此时此地与阳光直射的点位于不同的半球，所以采用加法，即α(B)= 90-(β+23° 26 ‘)= 66° 34 ‘-β；④因为α (A)+α (B) = 90，即113° 26′-β+66° 34′-β= 90，β = 45，即该地纬度为45；⑤那么第二名日期的正午太阳高度角α (B)为66° 34′-β= 21° 34′，约为21.5°。

总结极昼、极夜

本节例题主要考察中午太阳高度角的计算，需要很强的逻辑思维。解决问题的主要思路是:①假设一个地点的纬度范围，检验是否满足α (A)+α (B) = 90，最终确定该地点的纬度范围；(2)分别计算夏至和冬至的太阳高度角，最终确定该地的纬度；(3)根据纬度，计算冬至正午太阳高度角(B)。

在计算太阳高度角时，经常会涉及到极端昼夜的知识。中午太阳高度角为0°时，出现极夜现象。极端昼夜规律是:

(1)分成两部分。

(1)春分/秋分，太阳直射赤道，世界上没有极端的昼夜；(2)夏至，太阳直射北回归线，北极圈以北极昼，南极圈以南极夜；③冬至，太阳直射南回归线，北极圈以北极夜，南极圈以南极昼；

(2)夏季半年，冬季半年

①夏半年(春分-夏至-秋分)，极端日出现在北极及其附近，范围逐渐向北极圈扩展，夏至时达到北极圈，然后逐渐向北极缩小；极夜出现在南极及其附近；范围逐渐扩大到南极圈，夏至后逐渐缩小到南极；②冬半年(秋分-冬至-春分)，极夜出现在北极及其周围，极日出现在南极及其周围，极昼/极夜的范围逐渐扩大到南/北极圈，冬至后逐渐减小到南/北极。

极地昼夜的纬度范围可以用一个公式计算出来:纬度范围= [太阳直射点纬度90°，90°]。比如太阳直射在20 N，此时就是北半球的夏半年，极日出现在北极附近，范围为[90°-20°，90°，即[70° N，90° N]，南半球对应的极夜范围为[70° S，90° S]。