“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
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)
二、昼夜的表示
1、可用太阳高度(H)区分昼夜
(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
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
①侧视图 A、过地球示意图的圆心 B、与太阳光线垂直
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′)
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:
三、昼夜的更替
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