利用“对称性”巧解地理难题

“对称性”是人们在观察和认识自然的过程中产生的一种观念，是自然界中存在的一个普遍现象。利用“对称性”原理破解地理试题，尤其是自然地理中的难题，可化复杂为简单、化抽象为直观、化难题为容易。

一、以日期对称

图1是太阳直射点移动过程中二分二至日期示意图：①关于夏至日或冬至日对称的两个日期，其昼长、夜长、日出时间、日落时间是相等的，图1中a与b两个日期关于夏至日对称，c与d两个日期关于冬至日对称；②关于秋分日或春分日对称的两个日期，其昼长等于夜长，夜长等于昼长，图1中b与c两个日期关于秋分日对称，d与a两个日期关于春分日对称。

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例1：（2012年山东卷）某科考队结束了两个月的海上考察，于4月21日返回P地。图2为P地所在地区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P地时，P地当日的昼长约为：

A.10小时 B.11小时

C.13小时 D.14小时

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解析：题目中“某科考队结束了两个月的海上考察，于4月21日返回P地”，说明某科考队大约是从2月21日开始科考的，4月21日和2月21日两个日期以春分日（3月21日）为对称，对于同一地点P而言，2月21日的昼长等于4月21日的夜长，2月21日的夜长等于4月21日的昼长。题目中“科考队出发日P地昼长为11小时”，即2月21日的昼长11小时，夜长13小时，所以4月21日的昼长约为13小时，故答案选C。

二、以时刻对称

图3以地方时正午12时为对称，把一天的白昼平分成相等的两份：昼长时数=（12-日出时间）×2=（日落时间-12）×2，夜长时数=（日出时间-0）×2=（24-日落时间）×2。

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例2：（2013年安徽卷）图4表示我国某地某日测试记录到达地面的太阳辐射日变化。该地可能位于：

A.祁连山地 B.大兴安岭

C.南沙群岛 D.帕米尔高原

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解析：因为任何地点的日出、日落地方时刻是以该地地方时正午12点为对称的，由图中信息分析得出该地地方时正午12点对应图上的北京时间约是13时30分，由此可算出该地的经度约为97.5°E，结合所学知识，排除选项B和D。又因为该地北京时间约6时日出，20时40分日落，其昼长约为14小时40分钟，说明该地纬度较高，不可能是我国南沙群岛，故答案选A。

三、以点对称

以点对称的“点”，在地球上较多，如图5中的太阳直射点、极昼切点、极夜切点、地心点等。以不同的“点”其对称内容不同，如以太阳直射点为对称的任何两点，其太阳高度（包括正午太阳高度）都是相等的；以极昼切点为对称的两边分别是晨线和昏线。

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例3：（2013年山东卷）气温的日变化一般表现为最高值出现在14时左右，最低值出现在日出前后。图6示意某区域某日某时刻的等温线分布，该日丙地的正午太阳高度达到一年中最大值。该日：

A. 日落时刻甲地早于乙地

B .日落时刻甲地晚于乙地

C .正午太阳高度甲地大于乙地

D.正午太阳高度甲地小于乙地

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解析：由图示信息可知，该区域位于北半球，乙、丙、甲三地分别位于19°N 、20°N 、 21°N三条纬线上。由“该日丙地的正午太阳高度达到一年中最大值”可知该日太阳直射在20°N。乙、甲两地所在纬线以太阳直射点所在的纬线为对称，因此，乙、甲两地正午太阳高度相等，所以选项C、D错误。又因为太阳直射在20°N，北半球纬度越高昼越长，所以，甲地的昼比乙地的昼要长，昼长日落时刻就晚，故答案选B。

四、以线对称

地球表面可以作为对称的“线”有赤道、本初子午线、180°经线、零时经线、12时经线、地轴等。以不同的线对称，其对称内容不同，如南北半球纬度数相同的地区以赤道为对称，其昼夜长短对称分布，即北半球各地的昼长（夜长）与南半球同纬度地区的夜长（昼长）相等；以地轴为对称的任何两条经线，其经线相差180°。

例4：（2010年四川卷）图7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，若图7表示6月22日状况，则南纬40°～50°地区的夜长约为：

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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

解析：根据题目中的文字和图示信息，结合所学知识，可判断出三条曲线中右上方的一条是正确的。若图所示6月22日状况，根据图中曲线变化，可以算出北纬40°日出的地方时约为4时30分，北纬50°日出的地方时约为3时50分，因此北纬40°～50°地区昼长大约为15小时～16小时20分，而南纬40°～50°地区与北纬40°～50°关于赤道对称，即北半球的昼长就是南半球的夜长。所以答案选A。

对称性地理知识，除本文上述几点外，还有南北半球的三圈环流、气压带、风带、大洋洋流等。地理知识之所以具有许多对称性：其一，地球是个球体，本身就具有对称性；其二，地球自转和公转是周期性的运动，因而产生许多对称性的自然现象。在教学过程中注意向学生强调这方面知识的对称性，让学生能根据“对称性”原理思考问题，从而起到化难为易、事半功倍之效。