地科 / 地球運動與天球

天球、太陽路徑與四季

從觀測者的位置出發，一次只改緯度或季節，建立太陽路徑。

第 1 節 / 共 3 節

同一顆太陽，換一個觀測緯度，路徑為何不同？

地方太陽時 0.0 時；高度 -65.0°；正午高度 65.0°；理想晝長 12.0 小時。

觀察 → 推導 → 理解

地平面把可見天空與地平線下方分開。地球自轉使太陽呈現周日運動；一天中太陽在天空的路徑，也取決於觀測者所在緯度。

圖中上方是以東、西、南、北標示的天空俯視投影，下方是高度—太陽時曲線。地平線下方以淡色表示，不代表仍能看見太陽。模型忽略大氣折射，時間採地方太陽時，不是手錶標準時間。

H=15^\circ(t_{\rm solar}-12)

天空圖是觀測者視角；路徑的投影不能當成太陽繞地球的實際軌道。

想一想：太陽每日東升西落主要來自？

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重點問答

地平面把可見天空與地平線下方分開。地球自轉使太陽呈現周日運動；一天中太陽在天空的路徑，也取決於觀測者所在緯度。圖中上方是以東、西、南、北標示的天空俯視投影，下方是高度—太陽時曲線。地平線下方以淡色表示，不代表仍能看見太陽。模型忽略大氣折射，時間採地方太陽時，不是手錶標準時間。

正午時時角 H=0，太陽到達當日上中天。高度取決於觀測緯度 φ 與太陽赤緯 δ 的差。春秋分 δ=0；北緯 25° 的理想正午高度為 65°。只有當 φ=δ 時，太陽才到達天頂。

地軸傾斜使太陽赤緯全年在約 ±23.44° 間變化。北半球夏至時赤緯為正，通常太陽較高、白晝也較長；南半球相反。令太陽高度 h=0 可求日出日落時角 H₀。高緯度若沒有交點，就可能出現極晝或極夜。本頁把赤緯直接設為滑桿，避免把日期與空間關係同時增加。