一道有趣的自然常识题（在两分日时，太阳直射赤道，全球各地太阳正东升，正西落（极点除外）？)--有兴趣的请进

[100001why]

前几天我亲戚的一个孩子，今年13岁，问了我一个自然现象问题。他说发现太阳是从他家（住在Mississauga)东北面升起，在西北面降落。因为太阳是在北回归线和南回归线（大概在南北纬23度左右）之间移动，而Mississauga在北纬43度左右，因此按道理太阳总是在他家的南面。他说用指南针看过，早上和傍晚的太阳，的确是在东边往北一点或西边往北一点的地方升起降落。

我以前只是一位数学教师，从来没想过这些问题。起初我怀疑他是否看错了，不过经过我两次观察，我开始想出为什么了。你们有谁猜到吗？我过两天告诉大家我的答案，看看你们同不同意。

 

[老华侨]

问得好。答案很简单，但理解起来需要空间想象力。答案是：
地球是斜着的。

或者说，地球的轴线，不垂直于地球和太阳的连线。
用术语说，地球的赤道面，与黄道面（地球绕太阳公转的轨道平面）有一个23°26'的交角。

这样，北半球在夏天是对着太阳的。越往北，日照时间就越长，太阳都绕到后面（即西北面）去了还不落。 相反，北半球在冬天是背着太阳的，太阳就从东南出、从西南落。而不是从正东出、从正西落。
作为极限情况，如果到了北极圈以内，太阳绕到正北了可能还没有落。

您如果拿个鸡蛋、或者拿个篮球等球体，一比划就更容易理解了。

老华侨以前认识一个北京大学地球物理系毕业的人，他居然不同意阳光会从北面照进北京的屋子！一般人就更不容易理解了。这也反映出中国（甚至北大）的教育问题。

你的亲戚的孩子很好，勤于思考，敢于发问，不想当然。这在东方文化里是非常难能可贵的。

 

[飞来客]

此问题老华侨已经解答了。如果住在北极，夏天的太阳就在地平线上周围转了。
因为地球环绕太阳旋转（公转）的轨道是一个椭圆，太阳位于这个椭圆的焦点上。由于地球总是侧着身子环绕太阳旋转，即地球自转轴与公转平面之间有一个66°33′的夹角，而且这个夹角在地球运行过程中是不变的。这样就造成了地球上 的阳光直射点并不是固定不动，而是南北移动的。

 

[netbook]

楼上几位都是文科出身的

 

[老华侨]

楼上几位都是文科出身的

说反了。同时也反映出在分科上的误区。

《地理》在中学里，是准备学文科的学生的课程。但真正研究地理的（尤其是地球结构和运行），则是理科了，而且是纯理科。
以上文提到的北京大学地球物理系（北大的人简称其为“球系”）为例。“球系”包含了天文、气象、和地球动力学（如地震）等三个大的方面。都是纯理科（核心是数学、和力学）。不仅不是文科，甚至连工科都不是。
中国科学院有个“地学部”，包含的也是天文、气象、地理，都是理科。

研究地球运行，包含地球、太阳的相对运动，是“球系”的任何专业的学生都要必修的。然而，一个堂堂北大“球系”的毕业生，居然不知道北半球的阳光会从北面照进窗子。普通人就更谈不上理解“为什么太阳从北面升起降落”了。

 

[netbook]

说反了。同时也反映出在分科上的误区。

《地理》在中学里，是准备学文科的学生的课程。但真正研究地理的（尤其是地球结构和运行），则是理科了，而且是纯理科。
以上文提到的北京大学地球物理系（北大的人简称其为“球系”）为例。“球系”包含了天文、气象、和地球动力学（如地震）等三个大的方面。都是纯理科（核心是数学、和力学）。不仅不是文科，甚至连工科都不是。
中国科学院有个“地学部”，包含的也是天文、气象、地理，都是理科。

研究地球运行，包含地球、太阳的相对运动，是“球系”的任何专业的学生都要必修的。然而，一个堂堂北大“球系”的毕业生，居然不知道北半球的阳光会从北面照进窗子。普通人就更谈不上理解“为什么太阳从北面升起降落”了。

搂主的问题，一般的理工科学生，甚至国内只要高中毕业的学生（只要不是学文的），都应该知道。日出日落，月相变化，大海潮汐等自然现象，国内的高中毕业的都知道。兴趣广泛些的一般都读过科普读物《十万个为什么》，懂得更多一些。

 

[飞来客]

这类普通常识问题，一位肯动脑筋的普通中学生即能回答，何需什么文科理科？

 

[zhoutie]

我记得清清楚楚：
初中一年纪学了《地理》上那一课之后，课后的习题.
一个人如果向北极点上走，一直走到极点上，那他前后左右的方向是什么？
最后，在老师的启发下，我是那个举手答对问题的那个人。

快30年了！

 

[100001why]

我同意“老华侨”的答案。“在北半球的夏天，越往北，日照时间就越长，作为极限情况，如果到了北极圈以内，太阳都绕到后面（即西北面）去了还不落。这就是极昼现象。（不过，在北极点上，像“zhoutie”说的，北极点上前后左右的方向都是南面，太阳永远在南面）。北半球在冬天的时候，太阳就从东南出、从西南落。而不是从正东出、从正西落。”

所以，在地球上并不是每一个地方太阳都是从东边升起，西边降落。在纬度比较高的地方，如在北半球的夏天，在北极圈附近，太阳是从北面升起，从北面降落。（在南半球的夏天，南极圈附近，太阳从南面升起，从南面降落）。不过，到了中午，在北回归线以北的所有地方，太阳都是在南面。

我说的对吗？我没有用GOOGLE的哟！

 

[baomihua010]

实在受不了你们这样毒害下一代了。外事问google

如图所示

Tutorial on Earth/Sun Relations and Seasons

怎么才叫太阳在南还是在北？当阳光垂直照射你所在的点的时候，你感觉太阳在正上方，即不在南，也不在北。当阳光斜射你所在的位置的时候，你感觉太阳在南，或者在北。

太阳垂直照射点，最往北能到北回归线，23。5度，你们告诉我，什么时候太阳垂直照射过你家啦？或者太阳什么时候垂直照射过你家北面那个房子啦？只有当这种时候，你才可能感觉太阳是在北面的。

有人可能又要跳出来说，大气折射。但你们知不知道，再怎么折，也不可能垂直的？只能更接近于垂直，而不可能达到完全垂直。

在你家院里插根棍，量量影子的方向，你的问题不就全解决了吗？你倒拍个照片给我们看看，什么时候那个棍子的影子冲南了？

 

[baomihua010]

补充一下

是地球在围着太阳转，是地球在自己自转，不是太阳绕着地球转。“太阳绕到正北了可能还没有落”，怎么听起来像是100年前的理论似的。

太阳垂直照射点不是一天之内在南北回归线里移动的。你把你所在的纬度，在我给的图上画个圈，就明白你这一天，是怎么被地球带着转的了。

就算你丫牛，住在北回归线上面。就算那天是6月20，21，22，这几天你观测的，那也只有中午，太阳在你正上方，而其它任何时候，太阳都在你的南边，它也不可能在你的北边。

 

[老华侨]

实在受不了你们这样毒害下一代了。外事问google
... ...

你看，这就是我们的习惯。不愿意认真思考，就想当然发议论。虽然Google了，但并没有完全看懂Google的图。

为了能让大家看清楚，我同样借用楼上的Google图，并加上标记，特别是加上一个平面的方位图。
大家一定要记住，楼上的那个Google图是个立体的球，而不是平面的圆；同时，地球是倾斜的（我给出了地轴的方向）！

图上说的是夏至时的情况，也就是阳光能直射北半球最北的时刻。
这时，如果你在A点（北极圈上、或以内），房子是面南被北的，阳光则正好从正北射入北面的窗子；
如果你在B点（大概也就相当与加拿大渥太华的地方），房子也是面南被北的，在早上6点来钟（或晚上8点来钟），阳光是从东北（或西北）射入北面的窗子（也就是我们常用的模糊术语“从北面射来”）。请参见附加的平面方位图。
这种现象在北极圈内最明显，越往南越不明显，等到了赤道，则不存在了。

另外，我们日常所说的“日出”、“日落”，都是习惯的生活用语，都是以地球自己为参照物，并不能指责人们以地球为中心。
“大气折射”说，也是不对的。即使有折射，也是主要是上下折射，很难有水平方位折射，而且非常非常细微，完全不在人们可察觉范围内，因此可以忽略。

再说一遍：
在A点，阳光从正北面射来；
在B点，阳光从东北面射来。
楼主所说的“北面”，是一个正常的日常生活的模糊用语，它包括“东北面”和“西北面”。


(注： 本贴被修改后又重贴。没想到被跟得那么快，所以反而落到后面了。抱歉混淆。)

 

[then]

爆米花爆得有点早，不过开了个好头。

南极洲条理清楚，解释北半球的现象毫无问题。

 

[then]

按你的说法，在夏天的时候，地球上所有地方（附图中A，B，C，D，E各点，和土黄色光线），只要不是正午，无论上午下午阳光都是从偏北方向射来，这样北"回归"线就没有意义了。这与常识不符。something is wrong.

北回归->太阳能够垂直照射的最北点

 

[老华侨]

按你的说法，在夏天的时候，地球上所有地方（附图中A，B，C，D，E各点，和土黄色光线），只要不是正午，无论上午下午阳光都是从偏北方向射来，这样北"回归"线就没有意义了。这与常识不符。something is wrong.

您没有看仔细。
已经说了，赤道（E点）不可能发生。
当您在图上给出某些点的时候，它们不仅代表了那些地方，还代表了那个时刻。在C、D、E点所在的时刻，相当于上午10来点钟，这三点就面向太阳了，也就是说太阳不再从背后射来了，因而，阳光是从南面（严格说是东南）射来的。