晨昏線特點和與太陽直射點關(guān)系例題解析

晨昏線特色和與太陽直射點關(guān)系例題分析晨昏線特色和與太陽直射點關(guān)系例題分析晨昏線特色和與太陽直射點關(guān)系例題分析晨昏線的特色和與太陽直射點的關(guān)系例題解讀一、晨昏線的產(chǎn)生因為地球是一個不發(fā)光也不透明的球體，在陽光的照耀下，面向太陽的半球是光明的，被稱為晝半球，背向太陽的半個球是黑暗的，也就是夜半球。晝、夜半球的界限就稱為“晨昏線（也稱晨昏圈）”。在現(xiàn)實的地球表面，因為地球大氣的折射、散射等作用，晨昏線所在的地方實質(zhì)上是處在晝、夜的過渡地帶，如圖1為北京時間2004年12月14日20時52分時的地球日夜表示圖。也就是說，晨昏線上的各個地方在時間上可能是清晨或夜晚這樣一個時間段，而不是一個截然劃分的時間點，但為了便于我們研究，在圖中，我們將“晨昏線”畫成一條線，把日夜的更替看作是一個截然劃分的時間點。圖1日夜表示圖二、晨昏線與地球從理論上講，晨昏線所在的平面把地球均分為兩個半球，在地表的晨昏線是一個大圓[大圓：球面被經(jīng)過球心的平面所截成的圓，是球面所能截取的最大的圓。大圓的圓心就是球心。]，地球的球心就是晨昏線的圓心。但實質(zhì)上，包圍地球的大氣有散射折光作用，使地平面以下34′的光芒能折射到地面上來，這樣，當(dāng)清晨的太陽在地平面以下34′時，在地平面上就已經(jīng)看到了散射折射光；而在夜晚，太陽已經(jīng)落在地平面以下34′時，在地平面上還能夠看到它。其余，在地球上看，因為太陽的體積巨大，太陽是一個圓面，而不是一個光點，它擁有16′的視半徑，這樣使白日延伸，因此，晝半球向四周八方擴大50′（34′+16）′，而夜半球都減小50′，因此日夜半球不同樣樣大，晨昏線也不是真實的大圓。經(jīng)過測算，在春分、秋分兩天，全世界日夜也不真實均分，白日時間為12時8分鐘，黑夜時間為11時52分鐘。為簡單起見，我們?nèi)园殉炕杈€看作是一個大圓，把日夜半球均分。但這一事實我們要認(rèn)識，它能加深我們對理論與生活之間差其余理解。三、晨線和昏線晨昏線分為晨線和昏線兩部分。隨處球的自轉(zhuǎn)，由晝半球進入夜半球的部分就是昏線，由夜半球進入晝半球的部分就是晨線。對地表某個詳細地點而言，它的地方時假如是清晨（日出），那么它就在晨線上，假如是夜晚（日落），它就在昏線上。理解這一點對我們判斷晨線和昏線至關(guān)重要。依據(jù)晨線和昏線的特色，其實依據(jù)地球的自轉(zhuǎn)方向，我們就能夠正確地判斷出晨線和昏線。如圖2。由此我們也能夠反推，即假如知道了晨線或昏線，就能夠推斷出地球的自轉(zhuǎn)方向。圖2A中的為晨線；B中的為昏線；C中的晨昏線上半部分為昏線，下半部分為晨線；D中的晨昏線上半部分為晨線，下半部分為昏線。四、晨昏線與太陽直射點[太陽直射點：在眾多太陽平行光芒中，必有一條太陽光芒的延伸線穿過地球球心，這條就是太陽直射光芒，其與地表的交點就是太陽直射點。]任一時辰，晨昏線（圈）與太陽直射點之間都存在著固定的互相地點關(guān)系，即太陽直射點位于由晨昏線圍成的晝半球球面（地表）的中心點，也就是說，太陽直射點到晨昏線上各地的球面距離都相等。掌握這一特色，我們就能夠從中分析出以下幾條規(guī)律。1.太陽光芒和晨昏線所在的平面垂直。在這里必然要注意平面兩字，因為在實質(zhì)的圖上，因為察看的方向不同樣，我們看到的可能不是晨昏線所在的平面而是晨昏線，因此它與太陽光芒之間可能就不是垂直的關(guān)系。如圖2中的A、C、D圖。2.等太陽高度線（圈）。太陽直射點處的太陽高度[太陽高度：太陽光芒與當(dāng)?shù)氐仄矫娴膴A角。太陽高度的最大值為90°。地方時12點時的太陽高度稱為中午太陽高度。]為90°，但跟著球面的變化，太陽高度也會隨之發(fā)生變化，整體規(guī)律是：距離太陽直射點的球面距離相等的地方，太陽高度相等。即在某一時辰，太陽高度在太陽直射點處最大（90°），并由太陽直射點向四周呈半球（在投影圖上呈以太陽直射點為圓心的齊心圓）狀遞減，到晨昏線上，太陽高度減小為0°，這就是等太陽高度線。如例1中第1小題。例1：右圖為北京時間某日

2點時的全世界太陽高度等值線圖，圖中

15°N

緯線與BAC

垂直訂交于A點，讀圖回答以下問題。（1）關(guān)于圖示狀況，錯誤的說法是（

）A.中心點C.B、C兩地經(jīng)度同樣

A點表示太陽直射點D.圖示半球為晝半球

B.最大圓圈為晨昏圈2）C地的緯度是，經(jīng)度是。3）此時，圖中各點有極晝現(xiàn)象的是。4）B點的地方時是點，C點的地方時是點。（答案：C75°N90°WC1224）3.晨昏線在地表的挪動規(guī)律。因為晨昏線所在的平面素來與太陽（直射）光芒垂直，因此在一天之中和一年之中，跟著太陽光芒的變化，晨昏線在地表的挪動就有著相應(yīng)的變化規(guī)律。一天之中，因為地球自西向東自轉(zhuǎn)，就產(chǎn)生了地表各地太陽自東向西的周日視運動，也就是太陽的東升西落，與太陽光芒垂直的晨昏線所在的平面也就隨之自東向西在地表挪動（如圖3）。圖3一天之中，地球的自轉(zhuǎn)與晨昏線在地表的挪動之間的關(guān)系一年之中，因為黃赤交角的存在，使得太陽直射點在南北回歸線之間挪動。若圖4中p為太陽直射點，O為球心，我們能夠?qū)O看作是一條太陽（直射）光芒，我們發(fā)現(xiàn)，跟著太陽直射點P在南北回歸線之間的挪動，太陽光芒PO照耀的方向不停發(fā)生變化，與之垂直的晨昏線所在的平面也隨之發(fā)生有規(guī)律的挪動。NS為地軸所在的地點。我們能夠得出以下兩個結(jié)論：①晨昏線所在的平面與地軸的夾角和太陽直射點的緯度[①地表某點的緯度等于這一點與地心的連線和赤道平面所成的角度。]在數(shù)值上相等，②同一時辰，太陽直射點所在的緯度數(shù)和與晨昏線相切的緯度數(shù)之和為90°（如例1中第2小題）。春、秋分日，太陽直射在赤道上（0°），晨昏線經(jīng)過極點（90°），二者之和也為90°。圖4若從極地上空俯視（圖5），我們發(fā)現(xiàn)，跟著太陽直射點的挪動，一年中，晨昏線的地點老是在極點到極圈之間的范圍內(nèi)作有規(guī)律的挪動。以北半球為例：春分日，晨昏線經(jīng)過極點，全世界各地日夜均分；從春分日到夏至日，晨昏線的地點由北極點移向北極圈，北極點四周地域出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，且極晝的范圍在變大；夏至日，晨昏線與北極圈相切，北極圈及其以北地域都出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，北半球極晝的范圍達到一年中的最大。夏至日到秋分日，晨昏線的地點由北極圈向極點挪動，北半球極晝的范圍在變小；秋分日，晨昏線經(jīng)過極點，全世界日夜均分；秋分日到冬至日，晨昏線的地點有極點移向北極圈，北極點四周出現(xiàn)極夜現(xiàn)象，且極夜的范圍在擴大；冬至日，晨昏線與北極圈相切，北極圈及其以北地域出現(xiàn)極夜現(xiàn)象，北半球極夜范圍達到一年中的最大；冬至日到次年春分日，晨昏線由北極圈向極點挪動，且極夜的范圍變小。圖5N為北極點，A、B為晨昏線和北極圈的切點B圖為南半五、晨昏線與經(jīng)緯線1.晨昏線和緯線的關(guān)系地球的自轉(zhuǎn)，使得地表各地產(chǎn)生日夜現(xiàn)象，地球自轉(zhuǎn)一周的時間若以太陽作為參照物來計算的話，是24小時，每一小時轉(zhuǎn)過15°，我們稱之為一個太陽日，它影響到我們的生活作息。地表各點也沿各自的緯線圈隨處球轉(zhuǎn)動，每一小時轉(zhuǎn)過的圓心角為15°。晨昏線假如和緯線圈訂交，就把緯線圈分紅兩部分，在晝半球的那部分，叫晝弧，在夜半球的那部分，叫夜弧，我們就能夠依據(jù)晝弧和夜弧所對應(yīng)的圓心角來計算緯線上各地某一日的晝長和夜長。如，某地所在晝弧對應(yīng)的圓心角為270°，那么該地的晝長為18小時（x/24=270°/360°）。而晝弧中點處的地方時就應(yīng)當(dāng)是12點，夜弧中點處的地方時是24點。詳細的講，晨昏線和緯線有三種關(guān)系，訂交、相切、相離。春分日和秋分日，晨昏線經(jīng)過極點，和其余緯線訂交，且均分其余緯線，因此全世界各地的日夜長短相等，如圖6。除了春、秋分日，在任一天的任一時辰，上述三種關(guān)系我們都能夠找到，如圖7A圖為北半球，冬至日，圖中晨昏線和北極圈相切，北極圈都為夜弧，因此出現(xiàn)極夜現(xiàn)象；北極圈以北的各緯線都和晨昏線相離，也都為夜弧，出現(xiàn)極夜；北極圈以南至赤道，晨昏線和緯線圈訂交，將緯線圈分紅晝弧和夜弧，但我們發(fā)現(xiàn)，跟著緯度的降低，晝弧所對應(yīng)的圓心角在變大，因此白日在變長，黑夜在變短，但晝長都小于夜長。球，分析方法周邊似。經(jīng)過對圖7的分析還可得出這樣的結(jié)論：當(dāng)和晨昏線相切的緯線是極晝時，切點的地方時為0時，當(dāng)和晨昏線相切的緯線是極夜時，切點的地方時為12時。圖7冬至日從極點上空俯視所看到的日夜表示圖在任一天，晨昏線都將赤道均分，也就是說，赤道上各地終年日夜等長。因為終年日夜等長，因此每日日出日落的時間就是不變的，都是6點日出，18點日落。在圖上，晨線和赤道的交點處的地方時就是6點，昏線和赤道交點處的地方時就是18點。2．晨昏線和經(jīng)線的關(guān)系春、秋分日，晨昏線經(jīng)過極點，在任一時辰，晨昏線都和一個經(jīng)線圈重合，因此，在這天，各地日出日落的時間（地方時）都相等。如圖6。但因為察看的角度不同樣，我們看到的日夜表示圖會有各樣變化，如圖2中A、圖6和圖8中甲，但我們只需抓住一個特色：晨昏線與經(jīng)線圈重合。圖8除了春、秋分日外，晨昏線和經(jīng)線訂交，并成必然的角度，一條特其余經(jīng)線是經(jīng)過晨昏線與赤道交點的經(jīng)線，依據(jù)前面的闡述我們能夠知道，它和晨昏線所成的角度和太陽直射點的緯度數(shù)相等。如圖8中，乙圖表示冬至日的日夜?fàn)顩r，丙圖表示夏至日的晝夜?fàn)顩r。依據(jù)前述，這條經(jīng)線的地方時也能夠分析出。另一條特其余經(jīng)線是經(jīng)過晨昏線和緯線切點的經(jīng)線，如圖7中的NA經(jīng)線和SB經(jīng)線。經(jīng)線NA和SB組成一個經(jīng)線圈，這個經(jīng)線圈和晨昏圈垂直。從圖中能夠分析出，NA經(jīng)線經(jīng)過了其余晝弧的中點，因此它的地方時為

12點，SB經(jīng)線經(jīng)過了其余夜弧的中點，因此它的地方時為

24點，見例

1中第4小題。分析晨昏線和經(jīng)緯線的關(guān)系，將更有益于我們精良地理解跟著太陽直射點的挪動，地表