“昼夜”现象及相关问题

 

廖立新(四川荣县正紫中学  643111)

 

内容说明:地球运动所产生的各种现象中,昼夜现象是一个既普通(与生活紧密联系)又有一定难度(需要调动空间思维与想象)的地理现象,又与正午太阳高度的年变化和太阳高度的日变化等交织在一起,学生学习有一定困难,所以,有必要建立若干专题加以解决。

本专题就力求对昼夜现象和一些相关问题做一总结。

关键词:  昼夜形成   昼夜表示   昼夜交替   昼夜长短   昼夜交替周期的特殊感觉

 

一、昼夜的形成条件

1、条件(1)自身条件:地球既不发光、也不透明

(2)光源条件:太阳光稳定的沿直线传播

试题详情

2、结果   同一时刻,太阳只能照亮半个地球,被照亮的为昼半球,相背的即夜半球(现实状况由于太阳光的散射等原因是昼半球 > 夜半球的;但理论上一般将昼半球与夜半球视为相等)

试题详情

二、昼夜的表示

1、可用太阳高度(H)区分昼夜

试题详情

(1)昼:H>0°  晨昏线(昼夜的界线):H=0°  夜: H<0°

(2)完整的昼半球太阳高度等值线图中(右图):

① 中心点为太阳直射点 H=90°,

其余等值各点以同心圆向外递减,

减至外围最大圆(晨昏圈)上为0°,

② 太阳直射点每时每刻均为昼半球的中心点,只是因日期(地球绕日公转的轨道位置)而纬度不同,因一日的时刻而经度不同

试题详情

2、昼夜的分界线――晨昏线(圈)

现实中,这是一条模糊渐变的界线,但理论上则视为明确的界线

(1)区分 ①自转法  晨线  顺地球自转,由夜结束昼开始的界线

昏线  顺地球自转,由昼结束夜开始的界线

②时间法  晨线  赤道上通过地方时6时的为晨线

昏线  赤道上通过地方时18时的为昏线

(2)画法要求

试题详情

①侧视图    A、过地球示意图的圆心        B、与太阳光线垂直

 

 

 

试题详情

②俯视图    A、与太阳光垂直     B、与某纬线圈相切     C、平分赤道

 

 

 

(3)与其它事物的关系

①任何时候,晨昏圈与昼夜的中央经线圈(由地方时12时经线和0时经线构成)都是垂直相交平分的;

②任何时候,晨昏圈与赤道均能彼此平分,二者的夹角二分日最大(90°),两至日最小(66°34′);

③晨昏圈与赤道产生两交点,分别是地方时6时和18时(全年不变);晨昏圈与6时、18时经线圈二分日时夹角最小(0°),两至日时最大(23°26′)

试题详情

3、昼夜在全球的分布状况

(1)两分日

太阳直射赤道,南北半球均分太阳光。此日,晨线与地方时6时的经线重合,昏线与地方时18时的经线重合,晨昏圈与两极点相切,所以全球昼夜沿6时经线、18时经线组成的经线圈平分。

(2)两分日以外的任一时刻

①太阳直射某半球,晨昏圈与所有经线圈相交,与某一纬度南北对称的两纬线圈相切;晨昏圈与某一经线圈(由昼的中央经线与夜的中央经线组成)是垂直相交的,交点同时也是两切点,两点沿地心对称,切点纬度与太阳直射点纬度成90°互余。 

②两极点,总是一个在昼半球,另一个在夜半球(也就是说在极点附近产生极昼极夜现象,范围由直射点纬度决定―― 90°- 直射点纬度=产生极昼极夜的最低纬度数);两切点和一极点的连线均能平分昼半球或夜半球,但特别注意,此时平分昼或夜的经线不是一条而是有180°互补关系的正相对的两条。观其主体可判定昼的中央经线(12时)和夜的中央经线(0时)

示例:太阳直射10°N,那么晨昏圈偏离6时与18时经线圈10°(或在赤道处偏离经线10°);与晨昏线垂直相交的两条经线地方时分别是12时和0时(即昼的中央经线和夜的中央经线);与80°N、80°S两纬线圈相切,切点坐标即(0时经线,80°N)、(12时经线,80°S),80°N及以北出现极昼、80°S及以南出现极夜。

有人说,“地球自转是造成地球上昼夜更替的原因”对吗?为何?

地球不自转、只公转,昼夜也会交替,只不过周期会长达一年。因此,人们通常说的地球自转形成昼夜交替,是特指周期为24小时(一个太阳日)的昼夜交替。

昼夜的更替可用太阳高度的日变化来表达:

 

 

试题详情

三、昼夜的更替

                                        

 

  

 

 

 

试题详情

                                       

   

 

 

 

试题详情

                                                   

                                                     

 

 

 

试题详情

                                   

 

                                    

                                

 

 

试题详情

试题详情

文本框: 所以,昼夜交替周期实际上也就是太阳高度的日变化周期。    

 

 

 

 

试题详情

四、昼夜的长短变化

1、原因:地球“斜着身子”绕日公转 → 太阳直射点离开赤道或在南半球或在北半球→ 昼夜在球面上的分布范围发生变化 → 同一地点不同时间昼夜长短发生变化(与太阳直射点的回归运动一致,具有年变化规律)

试题详情

2、昼夜长短变化规律的图示描述

 

 

试题详情

 

 

 

 

 

 

 

试题详情

3、不管什么季节、日期,南北半球纬度相同的地方,其昼夜长短具有状态相反、数值相等的规律。

例如:北纬50度昼长16小时、夜长8小时,则南纬50度为昼长8小时、夜长16小时。

试题详情

4、从日出日落时间也可判断昼夜长短

试题详情

文本框: 太阳高度

 

  

地方时

试题详情

5、昼夜长短的计算

(1)据日出日落时间计算(均为地方时)

昼长=日落时间-日出时间               夜长=24-(日落时间-日出时间)

=(12-日出时间)×2                  =(日出时间-0)×2

=(日落时间-12)×2                  =(24-日落时间)×2

(2)据所在纬线圈昼夜弧度数(即所跨经度数)计算

再转换为时、分格式即可

夜长=夜弧度数×4分钟/1°

五、由于人与地球自转的相对运动造成对昼夜交替周期的特殊感觉

试题详情

1、顺地球自转方向运动,昼夜交替周期在感觉上要变短

因为这种情况是以地球自转速度与人的运动速度之和来观察昼夜更替的,故周期自然要缩短。例如:人架机向东速度为5°/h,此时他感觉的昼夜交替周期为(18)h,计算为:

360°÷(5°/h+15°/h)=18 h

试题详情

2、逆地球自转方向运动,昼夜交替周期在感觉上要变长

因为这种情况是以地球自转速度与人的运动速度之差来观察昼夜更替的,故周期自然要变长。例如:人架机向西速度为5°/h,此时他感觉的昼夜交替周期为(36)h,计算为:

360°÷(15°/h -5°/h )=36 h

可以设想,假如某人向西运行的速度与地球自转的速度相同,那么他感觉到的昼夜交替的周期就会长达一年,因为这种情况观察者与晨昏线的相对位置是静止的,观察者看到的昼夜交替是靠地球公转来完成的。

试题详情

3、求一个交替周期中经历的白天黑夜的时长

(1)赤道上或两分日各纬度由于昼夜平分,那么经历的白天黑夜的长度也就是感觉长度的平分。

 例如:上面第1种情况中就是经历白天9小时、黑夜9小时;第2种情况就是经历白天18小时,黑夜18小时。

(2)如果是两分日以外日期的其它纬度,由于昼夜不等长,那么经历的白天黑夜的长度就要受原来二者比例的影响。  

例如:上面第1种情况如果原本昼长16小时、夜长8小时,那么就是经历白天12小时、黑夜6小时;第2种情况如果原本昼长4小时、夜长20小时,那么就是经历白天6小时,黑夜30小时。   

 

 

 

 

四川省荣县正紫中学   廖立新 (13990094590)

2008-5-26

 

试题详情