为什么日出日落时间会随着季节不同而不同呢?

一、太阳系的组成

太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统.在太阳系中,太阳位于中心位置,距离太阳由近及远的行星依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星.八颗行星在公转时有共面性、同向性、近圆性的特征.冥王星已被降级为“矮行星”.

二、晨昏线的判断及应用

1.晨昏线的判断

一是根据晨昏线的定义来判断：顺着地球自转的方向,由昼半球进入夜半球的分界线是昏线,由夜半球进入昼半球的分界线是晨线.

二是根据晨昏线与昼半球的相对位置来判断：位于昼半球西侧的晨昏线为晨线,位于昼半球东侧的晨昏线为昏线.

晨昏线总与太阳直射点、太阳两者的连线垂直.除二分日晨昏线与某条经线重合外,其他任何时候晨昏线都与经线斜交.晨昏线的移动方向与地球自转方向相反.

2.晨昏线的应用

(1)晨昏线与节气：若晨昏线经过南、北极点,与某个经线圈重合,或与所有纬线圈垂直,则此时为春、秋分日.若晨昏线与南、北极圈相切,或者说与地轴(或经线圈)交角最大,则此时可能北极圈内出现了极昼现象,为夏至；也可能南极圈内出现了极昼现象,为冬至.

(2)晨昏线与太阳直射点：根据利用晨昏线判断出的节气,我们可知太阳直射点的纬度：春、秋分日为0°,夏至日为23°26′N,冬至日为23°26′S.根据太阳直射点所在经线的地方时为12时,我们可判断出太阳直射点所在经线的经度.因为一天中早晨到正午和正午到黄昏的时长相同,所以太阳直射点所在的经线就是平分昼半球的那条经线,与这条经线相对的经线平分夜半球,其地方时为0时.

(3)晨昏线与地方时：我们由光照图中晨昏线与赤道的关系可知,赤道上永远昼夜平分,所以晨线与赤道的交点所在经线的地方时为6时,昏线与赤道的交点所在经线的地方时为18时；平分昼半球的经线(也就是太阳直射点所在的经线)的地方时为12时,平分夜半球的经线的地方时为24时(或0时).则地球上其他地区的地方时可根据这些特定点(线)的地方时,依据“经度每相差15°地方时相差1小时”及“东加西减”的原则计算出来的.

(4)晨昏线与昼夜长短：某地的昼(夜)长我们可以通过该地的昼(夜)弧长占其所在纬线圈周长的比例来进行计算,即某地的昼(夜)长=该地的昼(夜)弧所跨的经度数/360°×24.某地的日出时刻我们可根据该地所在纬线与晨昏线的交点的地方时或昼长进行推算：日出时刻+日落时刻=24；日出时刻=12-昼长的一半,日落时刻=12+昼长的一半.

三、地方时的计算

因经度不同而不同的时间,统称为地方时.受地球自西向东自转的影响,在同一纬度地区,位置偏东的地方要比位置偏西的地方先看到日出(即“东早西迟”),因此,经度不同的地方地方时不同.依据地球的自转角速度,两地若经度相差1°,地方时就相差4分钟.

四、水平运动的物体的偏转方向的判断

受地球自转的影响,地球上(除赤道上以外)水平运动的物体的运动方向会发生偏移：顺着物体运动的方向,在北半球向右偏移,在南半球向左偏移.

五、正午太阳高度及其变化

某地的正午太阳高度H=90°－|该地的纬度±太阳直射点的纬度|.我们在利用该公式求某地的正午太阳高度时,若该地和太阳直射点在同一半球,就取两地纬度之差；若该地和太阳直射点不在同一半球,则取两地纬度之和.

正午太阳高度的变化规律：正午太阳高度从太阳直射点所在纬线向南、北两侧递减.夏至日,太阳直射北回归线,正午太阳高度从北回归线向南、北两侧递减；冬至日,太阳直射南回归线,正午太阳高度从南回归线向南、北两侧递减；春、秋分日,太阳直射赤道,正午太阳高度由赤道向两极递减.

六、昼夜长短的变化规律

昼夜长短的纬度变化规律：太阳直射的半球昼长夜短,且纬度越高的地区昼长越长,在纬度高于一定纬度(90°-太阳直射点的纬度)的地区出现极昼现象；非太阳直射的半球昼短夜长,且纬度越高夜长越长,在纬度高于一定纬度(90°-太阳直射点的纬度)的地区出现极夜现象.

昼夜长短的季节变化规律：若太阳直射点北移,北半球白昼就会变长,黑夜就会变短,北极圈内出现极夜现象的地区就会减少(12月22日～3月21日)或出现极昼现象的地区就会增多(3月21日～6月22日)；若太阳直射点南移,北半球白昼就会变短,黑夜就会变长,北极圈内出现极昼现象的地区就会减少(6月22日～9月23日)或出现极夜现象的地区就会增多(9月23日～12月22日).南半球则反之.春、秋分日全球昼夜平分.赤道上终年昼夜平分.

七、黄赤交角的影响

黄赤交角是由地球运动产生的,大小为23°26′,在一定时期内可以看作是不变的.假如黄赤交角增大,太阳直射的范围,热带、寒带、极昼(极夜)的范围、气压带、风带的移动幅度就会增大,温带的范围就会减小.

八、日期界线

日期界线有两条：一条是位置固定的国际日期变更线——新的一天的起点和旧的一天的终点,地球上的日期变更都是从这条线开始的.

这条线大致与180°经线重合,但却不是一条直线,而有三处偏离了180°经线,即60°N～74°N和5°S～56°S两处向东弯曲,48°N～60°N一处向西弯曲.另一条是地方时为0时(或24时)的经线,这条日期界线没有固定的位置,是随着地球自转而自西向东移动的,但其地方时永远为0时.这两条日期界线绝大多数时候把地球分成两个区域,也就是使地球上同时存在着两个日期：从0时经线向东到日界线之间的地区属于“今天”的范围,“今天”从0时开始.随着地球的自转,“今天”的范围不断扩大,直到0时经线与180°经线重合(东十二区为24时)时,全球各地才都进入“今天”.从0时经线向西到日界线之间的地区属于“昨天”的范围.随着地球的自转,“昨天”的范围不断缩小,直到0时经线与180°经线重合(西十二区为0时,东十二区为24时)时,“昨天”才在全球各地全部结束.

【真题例析】

[例1] (2006年高考江苏卷)我国“神舟六号”飞船于北京时间2005年10月12日9时许成功发射,17日凌晨安全返回.据此回答1～3题.

1.下图是以极点为中心的四幅半球图,若用阴影部分表示飞船发射时刻区时为10月12日的范围,其中最接近的是()

A.aB.bC.cD.d

2.飞船飞行期间,下列叙述正确的是()

A.地球绕日公转的速度逐渐减慢
B.太阳直射点向北运动
C.赤道各地日出时,当地物体影子朝向西偏北
D.南半球各地正午太阳高度角达一年中最大值

3.飞船返回时,下图中各线能够表示全球昼长随纬度分布规律的是()

A.①B.② C.③D.④

解析：本组题结合“神舟六号”成功发射这一热点,考查了有关地球运动方面知识的理解和运用.第1题具体考查了地方时、日期的计算能力.图中阴影部分代表10月12日,与非阴影部分的分界线为180°经线和地方时0时所在的经线,而180°经线与120°经线的夹角为60°；根据图示,时间北京时间为12日9时许,我们可以推算出地方时0时所在经线应在15°W和30°W之间,10月12日的范围应该大于全球的一半.第2题具体考查了地球公转的相关知识.10月地球正向近日点附近运行,绕日公转速度变快；太阳直射点在南半球并正向南移动；南回归线以南地区12月22日前后正午太阳高度达一年中的最大值,南、北回归线之间的地区正午太阳高度一年中有两次最大值(太阳直射该地时).第3题具体考查了全球昼夜长短的纬度分布规律.10月太阳直射南半球,越往南昼长越长,南极点周围存在极昼现象.

答案：1.D 2.C 3.D

[例2] (2006年高考广东卷)4.根据下列资料回答问题.

日晷(guī)是古代的一种测时工具,其测时原理是利用太阳照射下,物影的移动来指示时间.日晷由晷盘和晷针组成,可分为赤道日晷、地平日晷等不同种类.

赤道日晷晷盘应与地球赤道平行.晷针要垂直穿过晷盘中心,并指向正北、正南方向.晷针针影在晷盘上移动的角度与太阳在天空中移过的角度是一致的.


某科技馆(29°36′N,106°00′E)拟建造一座赤道日晷.请完成下列问题.

(1)此科技馆位于(填写正确项的字母)

A.兰州市 B.重庆市
C.贵阳市 D.武汉市

(2)在安装日晷时,首先选择一块平坦的地方安放日晷底座.晷盘与底座水平面的夹角应为.

(3)当晷针影恰好在晷针正下方时,当地时间为时.

(4)冬至日,当晷针影恰好与晷针正下方的刻度线重合时,此地的太阳高度角是.

解析：本题结合我国古代的测时工具——日晷综合考查了分析问题和灵活运用知识的能力.第(1)小题属于对地理基本技能进行考查的试题,具体考查了考生根据经纬度判断区域的空间记忆能力.

第(2)小题,从晷针要“指向正北、正南方向”我们可推知,晷针指向北极星,它与地面的夹角是晷针所在地区的地理纬度(29°36′N)值；从材料中“晷针要垂直穿过晷盘中心”我们可推算出,晷盘与日晷底座的夹角=90°-29°36′=60°24′,如下图所示.第(3)小题晷针影恰好在晷针的正下方,说明晷针所在地区的地方时是12时整.第(4)小题要求计算此地冬至日的正午太阳高度,根据正午太阳高度计算公式可知,此地冬至日的正午太阳高度H=90°-29°36′-23°26′=36°58′.


答案：(1)B (2)60°24′ (3)12 (4)36°58′

根据近年来的高考试卷地理试题的命制特点,高考可能涉及本单元以下知识.

第一,太阳活动.太阳是与人类关系最密切的天体之一,是人类生命的源泉,太阳活动对地球上的许多自然现象、人文现象都有着直接或间接的影响.对于此部分知识,高考可能以材料题的形式利用最新宇宙探测信息具体考查太阳活动的有关知识,也可能借助一些自然地理现象考查太阳活动的成因及考生的发散思维能力.

第二,正午太阳高度和昼夜长短变化规律.作为地球运动的结果,正午太阳高度和昼夜长短变化深刻影响着人类的生产和生活.对于正午太阳高度,2007年高考可能主要考查考生的空间思维能力和知识应用能力.如利用近年来太阳能热水器在我国北方推广使用的现实问题,考查正午太阳高度随纬度变化的规律及考生将所学知识运用于实践的能力.对于昼夜长短的变化,高考可能以读图分析题的形式将其与太阳高度的变化结合在一起考查.如以极地投影图为背景,综合考查地球的自转方向、某地的方位、大洋和大洲的分布、风带、风向、特殊纬度地区的昼夜长短和正午太阳高度的分布状况；通过极地投影图中隐含的时间等条件对自然现象和生活、生产常识进行考查.

第三,地方时、区时、日界线.对于此部分知识,高考常以某一重大地理事件(如国事活动、自然灾害、科技活动等)为切入点,通过日照图等进行具有一定跨度的综合考查.因此,我们要多注意教材中的“黄赤交角”“二分二至日的地球位置”等图形并适时构建读图、绘图模式.

【能力测试】

下页的表格中,表1和表2是我国光明中学不同季节的作息时间表,表3是与表2同一季节的育才中学的作息时间表,据三幅表分析回答下列各题.


(1)光明中学夏季的作息时间表是,运用你所学的地理知识说明学校为什么要制定不同的作息时间表.

(2)育才中学可能位于()

A.东部地区 B.西部地区
C.南部地区 D.北部地区

(3)说明你选择第(2)小题答案的理由.

参考答案：(1)表2 我国夏季白昼时间长,所以学校上午上课时间提前；我国夏季气温高,所以学校午休时间延长. (2)B (3)我国地域辽阔,东部地区和西部地区的地方时相差较大且西部地区的地方时晚于东部地区,但由于我国统一采用北京时间,故西部地区的作息时间晚于东部地区.