【太阳变化过程段落】太阳如何从东到西升起？

说明：这篇文章的大部分内容(95%以上)是从葛云波老师的科普书《谁见过地球绕着太阳转》中抄来的。

第一，太阳的东升西落

每天早晨，太阳从东方升起，逐渐升高，经过我们的头顶，逐渐向西落下，随着它落在地平线上，天空逐渐变暗。

夜晚过后，夜晚将逐渐退去，太阳将再次从东方升起，再次从我们的头顶上经过，落到西方。这样反复，永不停止。

早晨太阳从东方升起

中午太阳升到最高位置

傍晚太阳从西边落下

第二，太阳每天都会发生上升点、下降点的位置变化。

我们只要继续观察一段时间，就会发现太阳不是每天都从东方地平线上的同一个点升起的。

假设我们看到太阳正从大树后面升起，朝着春天的某个清晨太阳升起的方向(图1.2)。(图1.2中大树后面的太阳标记)第二天，太阳似乎仍然从那棵大树后面升起，但仔细观察，事实上太阳的上升点已经向北有微小的移动，大约是一个太阳的直径，也就是半岛左右(图1.2中大树左边的太阳标记)。七八天，这种动作看起来比较明显。太阳的上升点就这样缓慢地向北移动。虽然离那棵大树越来越远，但这种移动是有限度的(图1.2左边缘太阳的标记)。到了这个极限，太阳的上升点又会慢慢向后移动，就这样一直重复，不停。

这南北有多远？从北半球的中纬度来看，两点相距40 ~ 50度，所以据说太阳从东部升起，这里指的东部是一般的方位。这南北两点之间的重点是正东。太阳南北来回的完整周期中，仅两天太阳就从正东升起，这就是春分和秋分。

日落的地方和升起的地方一样，每天都有无法察觉的变化，在一定范围内从南到北，再从北到南慢慢移动，周而复始，永不停止。

图1.3中的两张日落照片分别是在冬天和夏天的两个晚上、同一个地方拍摄的，可见日落的位置差异很大。

3，太阳白天在空中移动的轨迹是怎么样的？

从太阳升起到落下，在空中划了一个大弧形，对于北半球的中纬度人来说，太阳轨迹构成的弧形向南倾斜(图1.4)。这一点可以通过树或建筑物的影子移动变化来发现。

平坦的土地上长着笔直的大树，早上太阳升起的时候，大树的西边拖着长长的影子。随着太阳的升高，大树的影子越来越短，影子指向的方向也在逐渐改变。太阳到达一天中的最高点时，大树的影子是一天中最短的。这时，太阳逐渐向西移动，高度逐渐降低，大树的影子逐渐变长，逐渐向东移动。

大树的影子每天都这样变化吗？

是的，但事实并非如此。

如上所述，太阳每天升起的位置每天都在移动，所以每天大树的阴影开始方向也每天都在变化。我们可以在平坦的土地中间竖起垂直于地面的高杆。太阳升起时，立峰在平坦的地面上投下阴影。如果我们每十分钟在地上画一次入伍时的影子，一天下来，地上就会有很多直线，形成美丽的图案。

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图1.5是3个特定日期的立杆影子扫描出的3个图案。这是从高处往下看到的图形，也叫俯视图。图中的实线是一天之中若干个时间的杆影，虚线是杆影变化的边界。

通过对比这三幅图，我们可以看出杆影变化的规律。不管是冬至还是夏至，不管是春分还是秋分，一天之中，影子总是由长变短再由短变长，影子所指的方向也由向西渐渐变为向东，影子构成的图案是完全对称的，这是这三幅图的基本共同点，也是全年的任意一天中影子变化的共同点。如果再仔细分析一下还会发现第四个共同点：不管是哪一天，立杆影子最短的时刻，它总是很准确地指向正北方，也就是一天中的正午时刻，这是一个非常重要的特点。但是这三幅图的总体形状又很不相同，如冬至日，影子起先是指向西偏北的方向，夏至日，影子起先是指向西偏南的方向。再有就是，不同的日子，正午时刻立杆的影子的长度是不同的。

图1.6表示的，就是在北半球，一根垂直于地面的杆子，在冬至和夏至的正午时刻所投下的影子，影子的长度相差还是挺大的。

这反映了太阳高度与方位的变化特点，每天从早到晚，太阳的高度与方位在逐渐变化，这是人们容易察觉的。一年之中，选择每天的同一时刻来比较（如每天的上午10点），你会发现太阳的高度与方位也在逐日变化，但是每天正午时刻的太阳，只是高度在逐日变化，而所在方位永远是正南方天空。

在太阳每天升落的地点由南往北慢慢移动的那段时间里，它每天的升起时刻也在渐渐提前，而落山的时刻则在渐渐推迟，也就是说，白天的总时间在渐渐延长，夜晚的总时间在渐渐缩短。相反，在太阳每天升落的地点由北往南慢慢移动的那段时间里，它每天的升起时刻也在渐渐推迟，而落山的时刻则在渐渐提早，也就是说，白天的总时间在渐渐缩短，夜晚的总时间在渐渐延长。我们很多人都有体会，暑假前后的早晨去上学，天已经很亮了，下午放学回家，天也没黑，可以在外面玩上好一阵子；但寒假的早晨去上学，天还没怎么亮，下午放学回家天已经完全黑了。在太阳南北往返的一个完整的周期中，只有两天，昼和夜的时间相等，那就是“春分”和“秋分”。

太阳的升降点、正午太阳的高度（也即正午杆影的长度）、白天与黑夜的时间长度，这三者是完全同步的；当太阳从东方最偏北的点升起，就会在西方最偏北的点落下，它在空中所划的圆弧也最偏北，正午时刻它在正南方的高度最高，即离我们正头顶的距离最近，正午杆影的长度最短，这一天白天的时间最长而夜晚时间最短，由于这时候正处于炎热的夏天，这一天被称为“夏至”日；当太阳从东方最偏南的点升起，就会在西方最偏南的点落下，它在空中所划的圆弧也最偏南，正午时刻它在正南方的高度最低，即离我们正头顶的距离最远，正午杆影的长度最长，这一天白天的时间最短而夜晚时间最长，由于这时候正处于寒冷的冬季，所以这一天被称为“冬至”日。图1.7是太阳在夏至、春分、秋分、冬至四个特定日子东升西落的轨迹示意。

从冬至到冬至，或者从夏至到夏至就是太阳视运动变化的一个大周期。

以上就是我们肉眼能直接观察到的太阳的运动。

平时生活中，如果留心的话，我们也能感受到太阳的升起点的变化。如下图：

2021/6/7早上8点12分太阳，太阳已经升起得很高了，离我们头顶也越近

冬天早上8点，太阳才刚刚升起，位置很低，离我们也越远，图片来源于网络

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