昼夜长短的相关问题探讨

在地球运动中，昼夜长短的问题涉及较多知识，也是学生在学习中感觉比较困难的部分。有关昼夜长短的问题，我们可以从以下几个方面进行探讨。

一、昼夜长短的变化规律及应用

1.春分日（3月21日）或秋分日（9月23日），太阳直射点位于赤道，晨昏线与经线重合，全球各地昼夜平分。

2.从南、北半球看，太阳直射点所在的半球，昼长夜短；且纬度越高，昼越长，夜越短，昼夜相差越大（或纬度越低，越接近赤道，昼（或夜）越接近12小时，昼夜相差越小。

3.太阳直射点在23°26′N（或S）之间移动，对同一地点，太阳直射点的纬度越高，昼越长夜越短，昼夜相差越大。例1：下列几个日期中，北京昼夜相差最大的是A.国际儿童节 B.劳动节 C.教师节 D.元旦

【答案】D

【解析】根据太阳直射点的纬度越高，昼夜相差越大的规律，要判断北京昼夜相差最大的日期，就要判断这四个日期中太阳直射点的纬度最高的是哪一天。国际儿童节是6月1日，此时太阳直射点在23°26′N距离21天的时间；劳动节为5月1日，此时太阳直射点在23°26′N距离1个月21天的时间；教师节为9月10日，此时太阳直射点在0°距离23天的时间；元旦为1月1日，此时太阳直射点在23°26′S距离9天的时间，故元旦时直射点的纬度最高，北京的昼夜相差最大。

4.同一天，南北半球纬度值相同的地点，北半球的昼长=南半球的夜长。

例2：（10年四川卷文综第10-11题）图2是某日同一经线日出时刻（地方时）随纬度变化图。图内三条曲线，其中一条是正确的。请阅读正确曲线，回答10～11题。

10.若图5表示6月22日状况，则南纬地区的夜长约为（ ）。

A.15小时～16小时20分 B.17小时～19小时20分

C.19小时20分～21小时20分 D.22小时40分～23小时20分

【答案】A

【解析】本题解题的关键是判断哪条曲线是正确的。6月22日66°34′N以北地区出现极昼现象，只有该纬度以北的地区日出时间为0时，可排除下方一条曲线；昼夜长短随纬度的变化（春秋分除外）并非呈均匀的直线型，纬度越高昼夜长短的变化幅度越大，直至出现极昼极夜现象。纬度越高，日出的时刻越早，可排除中间一条曲线，故上方一条曲线是正确的。则同一天，纬度数值相同而南北半球相反的地区，昼等于夜。此时，40°―50°N之间的日出时刻是4：30―3：50，则昼长为15小时―16小时20分，故A选项正确。

二、昼夜长短的相关计算

利用日出日落时间计算昼夜长短

昼长=日落时间―日出时间= 2 * （日落时间―12：00）=2*（12：00―日出时间）（注：在后两个公式计算中，日出、日落时间必须是当地地方时）

例3：2011年3月14日我国正式“出九”。气象专家表示，“冬九九”是一年中最寒冷的一段时间，人们常用“数九寒天”来形容这81天，按民间说法，“出九”就是冬天结束了。我国某地这一天的日出时间06：18，日落时间18：02；天亮时刻05：40，天黑时刻18：40。有关该地地理位置叙述正确的是：

A.该地位于120°E以东

B.该地位于我国的西北地区

C.该地的正午太阳高度角正在逐日变大

D.该地位于热带地区

【答案】C

【解析】该地06：18（北京时间）日出，18：02日落，故昼长为11小时44分钟，根据日出时间=12：00-昼长/2得出，地方时06：08日出，比北京时间晚了10分钟，在北京以西，经度为117.5°E，但也不在我国的西北地区。故A、B项不正确。3月14日离春分日很近，低纬度（热带）的昼长应非常接近12小时，故不可能是热带地区；3月14日太阳直射南半球且向北移动，故该地的正午太阳高度角正在逐日变大。

三、纬向行程中昼夜更替周期的计算

纬向（东西向）运动的物体上见到的昼夜更替现象在解题时候的关键是弄清两个问题：1）地球自转的方向及角速度（相对于地面向西运动15°/小时）；2）运动物体的方向与角速度（运动方向不定，θ°/小时）

若物体相当于地面向东运动角速度为W1，晨线向西运动为W2=15/h，地面相对向东运动为W2，则物体相对地面向东运动速度W3=W1+W2，则周期T=360/W3，则T24h，若物体相当于地面向西运动角速度为W1，晨线向西运动为W2=15/h，地面相对向东运动为W2，则物体相对地面向东运动速度W3=W1-W2，则周期T=360/W3，则T24h。

例4：一艘轮船从圣弗朗西斯科返回上海，船员们在甲板上观测前一天正午到后一天正午的时间间隔是（ ）。

A.一个恒星日 B.一个太阳日

C.比一个恒星日稍短些 D.比一个太阳日稍长些

【答案】D

【解析】从从圣弗朗西斯科返回上海的船员在向西运动，则物体相对地面向东运动速度W3=W1-W2，则周期T=360/W3，则T24h。故选D。