太阳周日视运动：太阳出没时间和方位问题
由太阳周日视运动规律易知，当太阳直射北半球时，全球太阳东北升西北落，北半球日出时间（地方时）早于6：00。同理，当太阳直射南半球时，全球太阳东北南升西南落，南半球日出时间（地方时）早于6：00。
地方时6：00的太阳方位自然成为一个人们关注的问题。
由于太阳直射赤道时，全球太阳正东升正西落，且日出时间为地方时6：00，不少人错误地认为，夏半年，在地方时6：00，太阳刚好于东北（或东南）运行到正东位置。
果真如此吗？
一、夏半年地方时6：00时太阳方位的定性分析
1、北半球温带和寒带地区
下图（图1）为北半球温带地区，二分日与夏至日太阳周日视运动示意图。ESWN 为地平圈，E 、S 、W 、N 分别表示东南西北方。O 为观察点。弧EDW 为二分日太阳视运动轨迹。弧ABC 为夏至日太阳视运动轨迹，O ′为夏至日太阳视运动轨迹的中心。
过O ′作EW 的平行线交弧ABC 于E ′、W ′，E ′W ′平分该日太阳视运动轨迹，故E ′、W ′分别表示当地时间6：00和18：00的太阳位置。
如果将E ′、W ′垂直投影到地平圈上，它们的投影明显分别位于东北和西南方。
同理可知，南半球温带和寒带地区，夏半年，6：00和18：00的太阳方位分别为东南和西南。经过一段时间，太阳会运行到正东和正西方向。
2、北半球热带地区和赤道地区
北半球热带地区和赤道地区，夏至日太阳视运动轨迹如图2、图3。夏至日太阳直射北回归线，热带地区正午太阳位于天顶以北。
因此，在地方时6：00和18：00，太阳分别位于东北方和西南方，而且，在一天当中根本到达不了正东方。
二、夏半年地方时6：00时太阳方位的定量计算
以北半球温带地为例。
如图4，去掉图1中二分日视运动轨迹，连接OB ，作O ′在地平面上垂直投影O ″，作W ′在地平面上的重击投影W ″，连接OW ″。∠WOW ″即为日落时的太阳为位角，此角与日出方位角大小相等。
设天球半径为R ，δ为太阳直射点的纬度，φ为观察点的地理纬度。 由几何关系易知：∠WOW ″=∠OW ″O ″
在直角三角形OO ″W ″中，tan ∠OW ″O ″=OO″/O″W ″ …① 在直角三角形OO ″O ′中，OO ″=OO′cos φ …②
在直角三角形OO ′B 中，OO ′=OB sinδ= Rsin
δ …③
W″为W ′在地平面上的重击投影，O ″W ″=O′W ′= O′B= Rcosδ …④
由①②③④得：
tan∠WOW ″= tan∠OW ″O ″= tanδcos φ
∴日落方位为，西偏北arctan (tanδcos φ)
同理：日出方位为，东偏北arctan (tanδcos φ) 。
几种特殊情况：
（1）太阳直射赤道时，δ＝0°，tan δ＝0，arctan (tanδcos φ)=0,太阳正长升正西落；
（2）赤道地区，φ＝0°，cos φ＝1，arctan (tanδcos φ)= δ, 日出方位角等于直射点的纬度度数。
三、太阳位于正东方的时间计算
如图5，由图4，连接天顶与观察点，交O ′B 于为O 1，过O 1作E 1W 1，使E 1W 1平行于E ′W ′，E 1
即为太阳位于正东方位置。
E′为太阳6：00位置，E 1为太阳位于正东方的位置，只要求出∠E ′O ′
E 1的大小，即可确定太阳位于正东方时的地方时。
在视运动轨道上，太阳的角速度为150/小时。设∠E ′O ′E 1为α，太阳位
于正东方的地方时为6+α/150
在直角三角形E 1 O 1 O ′中，∠E ′O ′E 1=α,sin α=OO1/ O ′E 1 , O ′E 1 =Rcos
δ…①
在直角三角形O 1 O ′O 中，∠O ′O 1 O=φ,OO 1= O O ′/tanφ, OO ′=Rsinδ …
②
由于①②得：sin α=tanδ/ tanφ
α=arcsin(tanδ/ tanφ)
太阳直射赤道的特殊情况，δ=00, tan δ=0, α=00, 太阳位于正东方的地方时为6时。
来源：湖北省大冶市第一中学程良安
以上太阳周日视运动关于太阳出没方位问题分析，笔者认为还与当地所在纬度有关，比如在极圈极昼期内，日出方位是南（北）升南（北）落。
此类问题还要关注：
1. 太阳视运动即在地球上仰视看地球自转方向的反方向；
2. 北南半球判断：是太阳视运动的反方向，即仰（俯）视：北逆（顺）南顺（逆）；
3. 日出日落方位判断：北（南）半球看，日出正南（北）日落正南（北）；
4. 午（子）太阳高度判断：午（子）地平线上一天最高（低）；
5. 当天太阳直射点的地理纬度计算：北极星星光高度或正午与子夜太阳高度差的一半；（正午太阳高度角－午夜太阳高度角）/2＝当地与极点的纬度差。（见下图）
6. 当地地理纬度计算：=
90°- （正午太阳高度角 - 午夜太阳高度角）/2 （由正午太阳高度计算推理而来）
博主问题：欣赏红月亮思考关于月全食的相关问题
1. 从图上看，月全食是从东面初亏，但是为什么从西面生光？
2. 月全食过程中分为初亏、食既、食甚、生光、复原，但是为什么由于色散，“食甚”前后月球表面呈红铜色或暗红色，而在“生光”或者“复原”中不会出现绿蓝锭紫的颜色？
3. 日食与月食分别是由于什么原因形成?
太阳周日视运动：太阳出没时间和方位问题
由太阳周日视运动规律易知，当太阳直射北半球时，全球太阳东北升西北落，北半球日出时间（地方时）早于6：00。同理，当太阳直射南半球时，全球太阳东北南升西南落，南半球日出时间（地方时）早于6：00。
地方时6：00的太阳方位自然成为一个人们关注的问题。
由于太阳直射赤道时，全球太阳正东升正西落，且日出时间为地方时6：00，不少人错误地认为，夏半年，在地方时6：00，太阳刚好于东北（或东南）运行到正东位置。
果真如此吗？
一、夏半年地方时6：00时太阳方位的定性分析
1、北半球温带和寒带地区
下图（图1）为北半球温带地区，二分日与夏至日太阳周日视运动示意图。ESWN 为地平圈，E 、S 、W 、N 分别表示东南西北方。O 为观察点。弧EDW 为二分日太阳视运动轨迹。弧ABC 为夏至日太阳视运动轨迹，O ′为夏至日太阳视运动轨迹的中心。
过O ′作EW 的平行线交弧ABC 于E ′、W ′，E ′W ′平分该日太阳视运动轨迹，故E ′、W ′分别表示当地时间6：00和18：00的太阳位置。
如果将E ′、W ′垂直投影到地平圈上，它们的投影明显分别位于东北和西南方。
同理可知，南半球温带和寒带地区，夏半年，6：00和18：00的太阳方位分别为东南和西南。经过一段时间，太阳会运行到正东和正西方向。
2、北半球热带地区和赤道地区
北半球热带地区和赤道地区，夏至日太阳视运动轨迹如图2、图3。夏至日太阳直射北回归线，热带地区正午太阳位于天顶以北。
因此，在地方时6：00和18：00，太阳分别位于东北方和西南方，而且，在一天当中根本到达不了正东方。
二、夏半年地方时6：00时太阳方位的定量计算
以北半球温带地为例。
如图4，去掉图1中二分日视运动轨迹，连接OB ，作O ′在地平面上垂直投影O ″，作W ′在地平面上的重击投影W ″，连接OW ″。∠WOW ″即为日落时的太阳为位角，此角与日出方位角大小相等。
设天球半径为R ，δ为太阳直射点的纬度，φ为观察点的地理纬度。 由几何关系易知：∠WOW ″=∠OW ″O ″
在直角三角形OO ″W ″中，tan ∠OW ″O ″=OO″/O″W ″ …① 在直角三角形OO ″O ′中，OO ″=OO′cos φ …②
在直角三角形OO ′B 中，OO ′=OB sinδ= Rsin
δ …③
W″为W ′在地平面上的重击投影，O ″W ″=O′W ′= O′B= Rcosδ …④
由①②③④得：
tan∠WOW ″= tan∠OW ″O ″= tanδcos φ
∴日落方位为，西偏北arctan (tanδcos φ)
同理：日出方位为，东偏北arctan (tanδcos φ) 。
几种特殊情况：
（1）太阳直射赤道时，δ＝0°，tan δ＝0，arctan (tanδcos φ)=0,太阳正长升正西落；
（2）赤道地区，φ＝0°，cos φ＝1，arctan (tanδcos φ)= δ, 日出方位角等于直射点的纬度度数。
三、太阳位于正东方的时间计算
如图5，由图4，连接天顶与观察点，交O ′B 于为O 1，过O 1作E 1W 1，使E 1W 1平行于E ′W ′，E 1
即为太阳位于正东方位置。
E′为太阳6：00位置，E 1为太阳位于正东方的位置，只要求出∠E ′O ′
E 1的大小，即可确定太阳位于正东方时的地方时。
在视运动轨道上，太阳的角速度为150/小时。设∠E ′O ′E 1为α，太阳位
于正东方的地方时为6+α/150
在直角三角形E 1 O 1 O ′中，∠E ′O ′E 1=α,sin α=OO1/ O ′E 1 , O ′E 1 =Rcos
δ…①
在直角三角形O 1 O ′O 中，∠O ′O 1 O=φ,OO 1= O O ′/tanφ, OO ′=Rsinδ …
②
由于①②得：sin α=tanδ/ tanφ
α=arcsin(tanδ/ tanφ)
太阳直射赤道的特殊情况，δ=00, tan δ=0, α=00, 太阳位于正东方的地方时为6时。
来源：湖北省大冶市第一中学程良安
以上太阳周日视运动关于太阳出没方位问题分析，笔者认为还与当地所在纬度有关，比如在极圈极昼期内，日出方位是南（北）升南（北）落。
此类问题还要关注：
1. 太阳视运动即在地球上仰视看地球自转方向的反方向；
2. 北南半球判断：是太阳视运动的反方向，即仰（俯）视：北逆（顺）南顺（逆）；
3. 日出日落方位判断：北（南）半球看，日出正南（北）日落正南（北）；
4. 午（子）太阳高度判断：午（子）地平线上一天最高（低）；
5. 当天太阳直射点的地理纬度计算：北极星星光高度或正午与子夜太阳高度差的一半；（正午太阳高度角－午夜太阳高度角）/2＝当地与极点的纬度差。（见下图）
6. 当地地理纬度计算：=
90°- （正午太阳高度角 - 午夜太阳高度角）/2 （由正午太阳高度计算推理而来）
博主问题：欣赏红月亮思考关于月全食的相关问题
1. 从图上看，月全食是从东面初亏，但是为什么从西面生光？
2. 月全食过程中分为初亏、食既、食甚、生光、复原，但是为什么由于色散，“食甚”前后月球表面呈红铜色或暗红色，而在“生光”或者“复原”中不会出现绿蓝锭紫的颜色？
3. 日食与月食分别是由于什么原因形成?