活用对称规律突破昼夜长短相关问题

江苏省南京市雨花台中学（210012） 杜家伟

活用对称规律突破昼夜长短相关问题

江苏省南京市雨花台中学（210012） 杜家伟

昼夜长短的分布与变化是地球公转产生的重要地理意义之一，在高中地理教学中既是重点也是难点，而且也是高考重点考查内容之一。此类题目能够考查学生获取和解读地理信息以及调动运用地理知识的能力，对地理思维要求较高，试题具有较高的区分度。因此，在高三复习备考中应予以特别重视，特别是昼夜长短中有很多有趣的对称现象，理解和掌握这些对称规律对于培养学生地理思维能力，迅速找到解题突破口，提升解题效率十分关键。

一、纬度对称规律

规律1. 昼夜长短的变化幅度关于赤道对称分布。

赤道地区全年昼夜平分，昼夜等长为12小时，则年变化幅度为0小时；极圈内（66.5°～90°）昼最长为24小时，昼最短为0小时，年变化幅度为24小时。纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。运用此规律可以依据昼夜长短的变化幅度推测纬度的高低。

规律2. 纬度关于赤道对称，则昼夜长短相反。

纬度关于赤道对称即分别位于南北半球同纬度两地。如图1所示。

图1

A、B纬度数相同且分属南北不同半球。任一时间A地的昼长时间等于B地的夜长时间，A地的夜长时间等于B地的昼长时间。

此规律用于南北不同半球同纬度地区昼夜长短判断。

二、时间对称规律

规律3. 日出、日落地方时关于正午对称的规律。

如图2所示。此规律适用于在日出地方时、日落地方时、昼长三个参数的相互推算。

图2

具体可以衍生出以下公式，可根据具体情况选用相应公式。

①昼长=日落时间-日出时间（地方时或统一使用的时间）

②昼长＝(12-日出时间)×2＝(日落时间-12)×2

③日出地方时=12 - 昼长/2

④日落地方时=12 + 昼长/2

规律4. 两日期关于二分日对称规律。

如图3所示太阳直射点回归运动示意图中，①点和②点，③点和④点，⑤点和⑥点三组的太阳直射点纬度都分别关于赤道对称。亦即两日期大致关于春分日或秋分日对称。

图3

图4、图5示意①时和②时的地球太阳光照图，以北回归线为例，两个时间昼长一半的和为12小时，则北回归线在两个时间昼长之和为24小时。此规律推广到其他任一纬度也适用。规律可简单概括为：两日期关于二分日对称，则任一纬度在此两日昼长之和为24小时。

图4

图5

规律5：两日期关于二至日对称规律。

如图6中①和②，③和④所示，两组日期大致关于二至日对称，即太阳直射点大致位于同纬度，则同纬度地区昼夜长短相同。例如：一年中，太阳直射北纬8°有两天，大致在4月21日和8月23日，这两日太阳直射点关于夏至对称，则同一纬度地区在这两日的昼夜长短相同。再比如知道某地5月22日的昼长，就可以大致推算出与该地7月22日前后的昼长相等。规律可简单概括为：两日期关于二至日对称，则任一纬度在此两日昼夜长短相等。

图6

下面举例加以应用说明：

例1.（2013无锡高三一模，1．2）下表表示四地一年中昼长最大差值，据此回答1～2题。

1.四地按纬度由高到低的排列，正确的是

A.①③④② B.③②①④

C.②④①③ D.④③①②

2.④地的最短昼长为

A.8小时31分 B.9小时9分

C.10小时42分 D.11小时22分

解析：第1小题，昼长最大差值即反映昼夜长短的变化幅度，根据规律1可以较快得出正确选项C。

第2小题，一年中昼长最大和最小值应出现在二至日，即如图3中③④两时。根据规律4，两日期关于二分日对称，则任一纬度在此两日昼长之和为24小时。可迅速得方程如下：

这样已知两数和及两数差，求两数大小就十分容易了，问题便迎刃而解，很容易得出最短昼长为9小时9分，正确选项为B。

例2.（2013南京、盐城高三一模，3）图7是一位驴友在别德马（64°W，40°30′S）拍摄的景观图片，这一天，北京的昼长大约是

图7

A.10小时 B.11小时 C.13小时 D.14小时

解析：本题呈现旅游生活中的现实情境，根据图片拍摄的北京时间，结合别德马当地经度，容易精确计算得出图片拍摄的地方时为7时，可进一步判断该图片是日出时景观图片。已知日出地方时，根据规律3中公式②，即昼长＝(12-日出时间)×2，容易得出昼长为(12-7)×2＝10小时。

北京和别德马（64°W，40°30′S）纬度大体相当，根据规律2，纬度关于赤道对称，则昼夜长短相反。容易得出北京的昼长大约是14小时。正确选项D。

例3.（2012山东文综卷，6）某科考队结束了两个月的海上考察，于4月21日返回到P地。图8为P地所在区域当日某时地面形势图。科考队出发日P地昼长为11小时，返回到P地时，P地当日的昼长约为

图8

A．10小时 B．11小时 C．13小时 D．14小时

解析：由题干材料“历时两个月的考察”及“4月21日返回”，可推知2月21日出发，2月21日和4月21日太阳直射点正好关于赤道（春分日）对称（如图9所示），根据规律4，因此P地这2天的昼长和应为24小时。故选择C选项。

图9

例4.（2008山东文综卷，7）下列日期中，与2008年奥运会开幕日那天（8月8日）北京的昼长最接近的是

A．奥运圣火火种在希腊雅典采集的那天（3月25日）

B．奥运圣火登上珠穆朗玛峰峰顶的那天（5月8日）

C．奥运圣火传递至协办城市青岛的那天（7月24日）

D．奥运圣火在国家体育场缓缓灭的那天（8月24日）

解析：根据规律5，某地昼长相等的两天的日期应是距夏至日（冬至日）的时间间隔相等，8月8日距夏至日约一个半月，与其昼长相等的另一天在夏至日前约一个半月，5月8日比较接近。故选择B。

例5.（2006年文综全国卷Ⅱ，5）图10四条曲线分别示意四地3月21日到6月30日的日出时间，8月23日②地的昼长约为

图10

A．24小时 B．22小时 C．20小时 D．18小时

解析：根据规律5，②地8月23日的昼长应等于4月21日的昼长。欲求4月21日的昼长，需先找其日出时间。从图中可读出4月21日的日出时间大约是2：00，根据规律3，故其昼长应为：（12-2）×2=20（小时）。答案为C。

通过以上实例应用，只要我们正确厘清昼夜长短的纬度和时间的对称规律，灵活应用各规律，就能快速正确地解决昼夜长短有关问题。

图12

33.根据年平均气温分布状况，将青海省划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个温度区。三区年平均气温相比

A．Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ B．Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ

C．Ⅰ＜Ⅱ，Ⅱ＞Ⅲ D．Ⅰ＞Ⅱ，Ⅱ＜Ⅲ

答案：C

对该题的一般分析：通过经纬网进行空间定位，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个温度区分别是青藏高原、柴达木盆地、祁连山脉，所以选C项。

对该题的特殊解析：青藏高原由于海拔较高，气温较低，所以往往选择河谷地带作为农业发展区（河谷地带热量条件相对较好），即河谷农业。而居民点的多寡往往与当地农业的发展程度相联系，农业的条件越好，即河谷低地较多，居民点也会较多，因此可以依据图中居民点的数量来推理三个温度区农业发展条件（主要是热量）的优劣。Ⅱ温度区居民点最多，Ⅰ、 Ⅲ均较少，故选择C项。

在高考复习时为了让学生熟悉空间定位，不少教师要求学生花很多时间“背”地图，这不但误导学生的高考复习方向，增加了学习负担，而且一旦考场上学生无法定位往往就会气馁而放弃该题。事实上，高考地理所呈现出的各种信息都是有用的地理信息，这些信息都是相互关联的，是解题最主要的线索。因此，在复习方向上，考生要注重大尺度区域（如我国季风区与非季风的分界线）的认知，构建“心理地图”，淡化微观区域的记诵；在考试技巧上，考生在解题时，要用整体性的视角处理问题即地理环境的各个要素是相互联系的有机整体，大气圈、水圈、岩石圈、生物圈以及人类的生产生活圈都会互相联系，互相影响（如本题中，地形的不同必然导致热量条件存在差异，进而影响了农业发展）。