高中地理对称问题探析，本文主要内容关键词为：探析论文,对称论文,高中地理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
地理对称问题是高中地理教学的重要内容之一，历年高考文科综合试题中均涉及地理中一些构思新颖且解法灵活的有关呈对称的现象、运动等问题。笔者在复习地理时空分布时，曾经给学生做过一些总结、归纳，对帮助学生加强记忆甚为有用。
一、地理概念对称问题
所谓对称，是指事物经过一定的时间或距离就有重复性，在时空上呈现为有序性的现象。在高中地理教材中，一些地理概念具有对称性，只要理解、记忆了其中一个，也就理解、记忆了与之对称的另一个概念；或者说如果把一组组对称性概念放在一起理解和记忆，能极大地提高学生的学习效率。例如，“冷气团和暖气团”“冷锋和暖锋”“气旋和反气旋”“暖流和寒流”“城市化和逆城市化”，等等。
二、地理事物和地理现象的时间对称问题
一些地理事物和地理现象在时间上具有对称性。
1.关于日出、日落时间的对称
日出、日落时间是关于当地正午，也就是当地地方时12：00对称。比如一天中某地的日出时刻和日落时刻、太阳方位、太阳高度等相对于地方时的12点或0点对称分布。如图1所示，只要知道某天的日出时刻或日落时刻，可以用下列原理计算出昼夜的长短，即：
昼长=（12-日出时刻）×2，或者昼长=（日落时刻-12）×2。
图2是某日某地的日影朝向和长度变化示意图，一天中其移动变化也是相对于12点（即南北方向线对称）。根据对称原理，我们可以从日出或日落的方位计算出该地该日的昼夜长短、判断该日所处的季节，等等。
2.关于夏至、冬至对称的两个日期，其昼夜长短、日出日落时刻相等
夏至和冬至对称的两个日期，其太阳直射点在同一条纬线上。如图3所示，a与b这两个日期关于夏至日对称，c与d这两个日期关于冬至日对称。
例1 阿布辛拜尔神庙，位于阿斯旺水坝以南280千米，是古代埃及19朝法老拉姆西斯二世因崇拜太阳神于公元前1257年建造的。神庙有一条61米长的隧道，隧道尽头竖立着法老的塑像，一年中只有2月21日（法老生日）和10月21日（登基日）的清晨，阳光才能穿过隧道，照到尽头法老的塑像上。读图4回答①-②题。
①阳光射入隧道尽头的两天在时间分布上有一定的规律，以下列哪个节气为对称
A.春分 B.夏至 C.秋分 D.立冬
②如果拉姆西斯二世的生日是5月21日，他选定的登基日及隧道口朝向为
A.7月23日 朝向东北
B.11月22日 朝向东南
C.7月23日 朝向东南
D.11月22日 朝向东北
根据夏至日对称问题，不难得出正确结论：①B，②C。
例2 （2006年全国文综2卷第5题）如图5，只给出四地3月21日到6月30日的日出时刻，求其中②地8月23日的昼长。
首先，依据对称原理，找出②地8月23日关于夏至日对称日期（或者以春分和秋分找对称日期）是4月21日；其次，在图上找出对称日期4月21日的日出时刻大约是2：00，推出4月21日昼长约20小时，依据对称原理用日出时刻可以轻松地求出8月23日该地昼长=（12-2）×2=20小时。
3.关于春分、秋分对称的M、N两天，则M昼长等于N夜长，M夜长等于N昼长
一年之中太阳直射点的南北移动、正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化等相对于“二至二分”日来说是对称分布的（图6）。如果知道某地某日昼长，则可根据对称原理求出该地关于“二至二分”对称几个日期的昼长。关于春分或秋分对称的两个日期，其太阳直射点所在纬线关于赤道对称。图7给出的是a与b这两个日期关于秋分对称，c与d这两个日期关于春分对称的对应关系图。
例3 （2010年全国文综2卷第11题）某年3月9日，我国科考队员在中国北极黄河站（78°55′N，11°56′E）观看极夜后的首次日出，据此推算，黄河站此次极夜开始的时间约在前一年的
A.9月21-30日 B.10月1-10日
C.10月11-20日 D.10月21-30日
我们在已知黄河站极夜结束日期基础上求该地极夜开始的日期，就是依据对称原理来进行计算的。其“极夜开始日期到冬至日的日数”与“冬至日到极夜结束时的日数”大致相等，也就是说“极夜结束日与春分日相差的日数”等于“极夜开始日与秋分日相差的日数”，这样不难得出正确答案是B，甚至我们还可以依据对称原理，找出北极黄河站极昼开始和结束的大致日期。
此外，气压带风带移动、地球公转速度、季风风向等季节变化在时间上也具有一定对称分布的特点。
三、地理事物和现象的空间对称问题
地理事物和现象的空间对称分布也是普遍存在的，如地球经纬度的分布、地球自转线速度的分布、地转偏向力的分布、晨昏线的分布、某日昼夜长短全球分布（反对称）、全球正午太阳高度的分布、全球气温、降水的水平分布、气压带风带的分布、海水温度和盐度的水平分布、洋流分布、气候类型和自然景观的分布等等。在高考试题中，空间对称性的应用也时常出现。类似问题我们可以归纳为这样的公式来计算：在同一天中，φ°N的昼长等于φ°S的夜长，φ°N的夜长等于φ°S的昼长。
例4 （2003年全国2卷第2题）一艘由太平洋驶向大西洋的船经过P地（见图8）时，一名中国船员拍摄到海上日落景观，拍摄照片的当天，漠河的夜长约为
A.16小时 B.14小时
C.10小时 D.12小时
求拍摄照片当天漠河的夜长，就是依据昼夜长短南北半球的反对称分布原理。拍照当天，P地昼长约16小时，且P地的纬度约53°S，而我国漠河的纬度约54°N，两地纬度度数差不多，依据上述公式可知漠河的夜长约等于P地的昼长，再根据当地日落时刻求出其昼长时间，漠河的夜长也就是16小时。
深刻领会这些地理的“对称”问题，对于学生理解地理知识的内在联系、掌握地理事物和现象的时空分布规律，以及学生能力的培养和提升皆有很大的帮助。关于地理的对称性问题远不止上述讨论的内容，在此只是起到抛砖引玉的作用，更多深入探究尚待在今后的教学工作中继续展开。