晨昏线的妙用

学过地理的同学都知道地球上很多自然现象的发生都和地球的运动有很大的关系。因此地球的运动一直是我们地理科学研究的重点,也是地理教材的重点内容和每次考试的重点内容,日照图是考查地球运动的最好载体。在日照图上,晨昏线往往是解题的切入口,理解日照图、理解晨昏线有利于我们理解地球的运动。

(一)晨昏线的由来

由于地球是不发光、不透明的球体,所以太阳光只能照亮地球表面的一半。向着太阳的一半是白昼,背着太阳的一半是黑夜。太阳光线与地面的相切线就是昼夜半球的分界线──晨昏线(圈),它是一个过地心的大圆。所以晨昏线上各地太阳光线与地平面近似平行,对于晨昏线上的观察者来讲,太阳正位于地平线上,太阳高度等于零度。

(二)晨昏线的判断

关于晨昏线的判断有两种简单易行的方法:一是顺着地球自转的方向由昼半球进入夜半球的分界线是昏线,由夜半球进入昼半球的分界线是晨线。二是根据晨昏线与昼半球的相对位置来判断:分布于昼半球西侧的晨昏线为晨线,位于昼半球东侧的晨昏线为昏线。

常见的日照图有以下几种类型:俯视图、侧视图、圆柱投影图等三大类。此外,还有一些变式图,如图四和图八就是近年来在高考中出现的一些变式图。

1.俯视图:可以表现为圆、(全图)半圆(二分之一图)、或扇形的图,如图(一)、图(二)、图(三);在这样的俯视图上,圆心为北极点或南极点,同心圆为纬线,其中最大的圆是赤道,经线表现为以极点为端点的放射线,晨昏线为弧线。

2.侧视图:可以表现为全图、二分之一图或四分之一图等,如图(五)、图(六)、图(七);在这样的侧视图上,纬线表现为互相平行的线段,经线表现为起止于南北极点的弧线,晨昏线为直线。

3.圆柱投影图:这样的地图是将地球想象成一个圆柱体,将其展开后形成的,如图(九)、图(十)、图(十一)、图(十二)在这样的图上,赤道地区的误差较小,而两极地区误差极大。经线和纬线都表现为互相平行的线,经线与纬线互相垂直,晨昏线表现为直线。

4.变式图:如图(四)、图(八)就是在以上一些常规图的基础上经过不断创新而出现的一些新颖的图形。不断创新是科学的灵魂,因此我们更应当完整地把握知识的本质才能灵活运用。

(三)与晨昏线有关的判读与计算

1.晨昏线与节气

若晨昏线经过南北极点,与经线圈重合,或与所有纬线圈垂直,则节气为春秋分;若晨昏线与南北极圈相切,也就是与地轴(或经线圈)交角最大,分两种情况:一是北极圈内出现极昼,为夏至;二是南极圈内出现极昼,为冬至。

2.晨昏线与太阳直射点

根据判断出的节气,我们可知太阳直射点的纬度:二分时直射赤道;夏至日时,直射北回归线;冬至日时直射南回归线。

根据太阳直射的经线地方时为12时,可判断其经线的位置。因为一天中早晨到正午和正午到黄昏的时间长度相同,所以太阳直射经线就是平分昼半球的那条经线。与这条经线相对的经线平分夜半球,地方时为0时。

3.晨昏线与地方时

在光照图中,由晨昏线与赤道的关系可知,赤道上永远昼夜平分,所以晨线与赤道交点的经线地方时为6时,昏线与赤道交点的经线地方时为18时;另外平分昼半球的经线(也就是太阳直射经线)为12时,平分夜半球的经线地方时为24时(或零时)。这样找出赤道上的四个特定点的地方时,然后依据每隔15°,先计算两地的经度差(同侧相减,异侧相加),再转换成时间,依据东加西减的原则,计算出地方时。

4.晨昏线与昼夜长短

晨昏线将纬线圈分成两部分,即昼弧和夜弧,昼弧与夜弧的长短就决定了位于该纬线圈上的点的昼夜长度。春秋分,晨昏线平分所有纬线圈,全球各地昼夜等长。太阳直射在南半球时,南半球昼长大于夜长,且纬度越高昼越长。太阳直射北半球时与此相反。同一半球纬度相同的各地昼夜长短相同;不同半球纬度相同的地点昼夜长短虽然不同,但两者的昼与夜之和正好等于24小时,也就是说此点的昼长等于彼点的夜长。

计算昼夜长短可以通过求该地在纬线圈上昼(夜)弧所占比例来进行计算,即在纬线上数昼弧和夜弧所各自占据的经线间隔,经线间隔数与每一个经线间隔所代表的时间的积即为白昼或夜晚的时间长度。例如,如果在一幅日照图上一共有12个经线间隔,那么,每个经线间隔代表2小时,如果白昼占据了7个经线间隔,那么白天的时间长度为14小时,夜晚为10个小时。另外关于昼长的计算还有另外一种算法,由于12点和24点分别平分昼半球和夜半球,因此日出时刻乘以2即为夜长,昼长也就一目了然。

5.判断正午太阳高度角

有关正午太阳高度角的计算,其常见方法是:⑴当太阳直射的那条纬线与所求地点同在北半球或同在南半球时,其计算公式是:正午太阳高度角为90度减去这两条纬线间的纬度差。⑵如果所求地点与太阳直射点在南北不同半球,则其正午太阳高度角为90度减去这两条纬线间的纬度和。

6.有关日出、日落时刻的确定

其常见方法是:⑴在日照图上,晨线与所求地点所在纬线的交点所在经线的地方时即为该地点所在纬线上各点在当日的日出时刻,反之,昏线与所求地点所在纬线的交点所在经线的地方时为该地点所在经线上各点在当日的日落时刻;24时减去日出时刻即为日落时刻。

⑵同样,由于12点和24点分别平分昼半球和夜半球,如果已知昼长或夜长,那么,夜长的一半即为日出时刻。

7.有关季节、节气的判定

其常见方法是:通过日照图所提供的信息来判断。如,根据太阳直射点的位置、南北半球昼夜长短状况、极夜和极昼等来加以判定。

8.对一些问题和现象的综合分析

由于日照图上通常都提供了具体的时间和空间信息,而时间和空间是地理学的两大主线,所谓时间“宙”所谓空间为“宇”,因此,在一幅日照图上可以进行多方面地理问题和地理现象的探讨和研究,同样,在一幅日照图上可以对学生进行多方面知识和能力的测试。这需要我们对地理学各方面的知识有完整的把握,在这样的基础上才能进行综合分析。

总之,只有对晨昏线有一个全面的了解和认识,才有助于我们理解和学习日照图所包含的地理知识,巧妙地提取有用信息,从而轻松地解题。

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