高考申論題
114年
[航海技術] 航海學
第 一 題
📖 題組:
請說明下列天文現象的條件:
請說明下列天文現象的條件:
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
太陽由正東升起而正西沒下,其條件為何?(7 分)
思路引導 VIP
考生看到此題應立刻聯想天文航海中的「出沒方位角(Amplitude)」公式:sin(a) = sin(d) / cos(L)。由正東升起、正西落下代表出沒方位角為0,推導出分子太陽赤緯(d)必須為0度,進而點出節氣(春分、秋分)與緯度限制。
小題 (二)
太陽過卯酉圈(prime vertical circle),且可見之條件為何?(8 分)
思路引導 VIP
看到「過卯酉圈」,首先聯想其定義為天體方位恰為正東或正西。接著運用天文三角形概念,推導出若要發生此現象,觀測者緯度與天體赤緯必須滿足「同名且赤緯小於緯度」的幾何條件;最後針對「可見」要求,說明太陽必須位於地平線以上(高度角大於0),並可輔以公式驗證。
小題 (三)
在地球上太陽永晝的條件為何?(10 分)
思路引導 VIP
看到此題,應立即聯想到天文航海中「周極不沒天體(Circumpolar Body)」的概念。解題關鍵在於利用「下中天高度大於等於 0 度」的幾何關係進行推導,並清楚列出緯度(L)與赤緯(d)的兩大條件(同名、和≥90°),最後可補充航海實務上的修正與定位影響以提高分數。
太陽觀測現象要件
💡 掌握太陽赤緯(Dec)與觀測緯度(Lat)之幾何關係判斷現象。
| 比較維度 | 永晝現象 (Midnight Sun) | VS | 太陽過卯酉圈 (Prime Vertical) |
|---|---|---|---|
| 同異名要求 | 緯度與赤緯必須同名 | — | 緯度與赤緯必須同名 |
| 數值關係 | Lat + Dec ≥ 90° | — | |Lat| > |Dec| |
| 觀測位置 | 發生於極圈高緯度 | — | 方位角為 090°或 270° |
💬兩者均要求同名,但永晝需高緯度支撐,卯酉圈需緯度高於赤緯。