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由晨昏线引入的判读

2017-08-15卢宏

都市家教·上半月 2017年7期
关键词:昼长极昼纬线

卢宏

近年来,以晨昏线为切入点,由此引出对正午太阳高度,太阳直射点坐标,极昼极夜范围,昼夜长短,经度纬度,月份季节,地方时,区时……的求解和判断,在各种试题中屡见不鲜。此类题可從晨昏线入手,先确定太阳直射点,化繁为简,事倍功半。而太阳直射点的确定,可从下面几个方面切入:①先确定地球南北极点的昼夜情况。②确定直射点的经度:找出地方时为12时的经线,可确定经度。也可用晨昏线与某纬线相切,太阳直射点经度=昼半球中间经度数。③确定直射点纬度:直射点纬度=90°-出现极昼边界纬度=90°-晨昏线与纬线相切的纬度。④正午太阳高度为90°的地点为太阳直射点,晨昏线上太阳高度为0°,直射点位于昼半球中心。同半球甲乙两地正午太阳高度差=两地纬度之差。⑤根据日期确定太阳直射点纬度,太阳直射点每天移动0.26°。⑥晨昏线上春秋分时,日出地方时6时,日落18时。赤道终年日出地方时6时,日落18时。其余各季节,先求出昼长,日落地方时=12+昼长÷2,日出地方时=12-昼长÷2。⑦180°经线上是几点,新一天就占几小时,旧一天所占时间=24小时-新一天的时间。

一、正面晨昏线

例1:如图a为纬线,外圈大圆为晨昏圈,晨昏圈上M,N点纬度值最大,P,Q两点纬度值相等,P,Q相距240个经度。

(1)求M、N两点地方时。

(2)M点最低纬度。

(3)若Q点为30°E,求此时北京时间及P点昼长。

解题思路:

(1)赤道向北凸起,M、N为晨昏线与纬线圈的切点,所看到的半球为昼半球,北极点在N点纬线的背面,是极夜。也就是说,N点纬线至北极点为极夜,N点昼长0小时。M点所在半球的南极点为极昼,M点昼长24小时,M、N点分别是昼半球和夜半球的最高纬度。此时,M、N点地方时分别是24小时和12小时。

(2)M点为晨昏线纬度最高点,该点是南半球晨昏线与出现极昼极夜现象纬线圈的切点,极昼最低纬线圈是南极圈,所以M点最低纬度为66.34°S。

(3)所看到半球为昼半球,过N点经线此时地方时为12时,P、Q相距240个经度,昼长为240°÷15°/小时=16小时,日落时间为12+16/2=20小时。Q点此时的地方时是20时,则北京时间120°E地方时为26时,即次日凌晨2时。

二、侧面晨昏线

例1:下面是全球某日某时刻的晨线(数据为经度)。

求:(1)此时北京时间。

(2)直射点经度。

(3)若图示地区为冬半年,d点为69°N,求南极点此时的太阳高度。

(4)若冬至日b点(40°N、70°E)比c地(30°N、75°E)白昼短56分,则地方时b地比c地日出晚多少时间?

解题思路:

(1)70°E是晨线与赤道交点的经线度数,地方时为6时。所以北京时间120°E经线地方时为9时20分。

(2)70°E是6时,则地方时为12时太阳直射经度为160°E。

(3)此题可进行图形转换,变为太阳光照侧视图如下:

此时太阳直射南半球,d点是晨昏圈与纬线圈的切点,是北半球出现极夜,南半球出现极昼的最低纬度。根据公式,直射点纬度=90-出现极昼边界纬度=90°S-69°S=21°S。

(4)冬至日,南极点应为极昼,b点(40°N.70°E)在c点(30°N.75°E)的西北侧,日出晚。b地比c地白昼短56分,也就是b地比c地日出地方时晚56/2=28分,日落地方时早28分。按经度算,地方时晚(75°-70°)×4分=20分,两部分合起来,b地比c地日出晚56°÷2+(75°-70°)×4分=48分。也可用公式:日出 日落早(晚)时间=两地经度差÷15+两地白昼差÷2。

三、俯视晨昏线

例3:读下面,图中小圆圈代表的是70°N纬线,且与晨昏线相切,阴影部分为黑夜,此时地球上进入新一天的地区占全球三分之一,∠EAC=75°

据此回答:(1)此时太阳直射点坐标。

(2)此时甲地时间。

(3)一艘海轮由西向东于当地时间某月2日18时25分用3分钟越过国际日期变更线,此时全球日期分布情况如何?

解题思路:

(1)小圆代表70°N纬线,北极点附近出现极昼现象,且与晨昏线相切,可推算出太阳直射20°N,此时新一天的地区占全球的三分之一,即为120个经度。新一天的终点是180°,此时地方时为0时的经线为60°E经线,也就是说新一天的经度范围为60E°-180°,那么地方时为12时的经线为120°W经线,所以太阳直射点位置为(20°N.120°W)。

(2)由(1)可知,甲地经度为经线AC度数30°W,此时60°E地方时为0时,它们之间经度相差90°,地方时相差6小时,东加西减,因

(3)因180经线地方时为2日18时28分,可推算出该线以西有18h+15°÷h+28'×1°/4'=277°属于2日;以东有360°-277°=83°属于1日,所以,2日所占经度范围是1日的大约三倍,即277°÷83°=3(倍)。

综上所述,180°经线上是几点,新一天就占几小时,旧一天所占时间=24小时-新一天所占时间。

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