早晨昏暗线(圆)特征的综合总结_晨昏线论文

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前提条件:把地球看作一个正球体。

特征如下:

1.晨昏线(圈)始终是垂直于太阳光线经过地球球心的大圆。

2.二分日晨昏线经过南北两极与地球上任何一条经线圈都有重合的机会,二至日晨昏线与南北极圈相切,除二分日外,晨昏线与经线圈都有一夹角(斜交经线圈)。

3.晨昏线通过与之相切纬线的切点分为晨线和昏线,二分日以南北两极分为晨线和昏线。

4.晨昏线(圈)与地轴的夹角在0°~23°26ˊ之间(二分日时为0°,二至日时为23°26′);晨昏线(圈)所在平面与过晨昏线和赤道交点的经线圈所在平面之间的夹角在0°~23°26′之间(二分日时为0°,二至日时为23°26′)。

5.任何一天太阳直射点的纬度和晨昏线与之相切的纬线的纬度互余(见图1)。

6.晨昏线(圈)在任何一天都平分地球和赤道,晨线与赤道交点的地方时为6:00,昏线与赤道交点的地方时为18:00。

7.二分日晨昏线平分任何一个纬线圈,全球昼夜等长,从地方时角度讲,都是6:00日出,18:00日落。与晨线相交的所有经线的地方时在0:00~12:00之间,与昏线相交的所有经线的地方时则在12:00~24:00之间。

8.任何一天与晨昏线相切并处在极昼期的纬线上的正午太阳高度是该日太阳直射纬线纬度的2倍。如当太阳直射20°N时,与晨昏线相切并处在极昼期的为70°N纬线,70°N纬线当日的正午太阳高度为2×20°=40°。

9.晨昏线以15°/小时自东向西移动,与地球自转方向相反。

10.晨昏线上的各点太阳高度为0°,昼半球上的各点太阳高度大于0°,夜半球上的各点太阳高度小于0°。

11.极昼极夜的范围:晨昏线与哪个纬线圈相切,该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象,南北半球的极昼、极夜现象正好相反。

12.晨昏线的移动

由于地球每小时自西向东自转15°,因此晨昏线不停地由东向西每小时移动15°。由于太阳直射点的南北移动,且晨昏线始终与太阳光线垂直,因此晨昏线以极点为中心,以一个回归年为周期,在极点和极圈之间来回摆动,其移动幅度为46°52′。

一般的,如果地轴的倾斜方向不变,晨昏线在图2“1~3”范围内移动。1、2、3分别表示夏至日、二分日、冬至日时晨昏线的位置,且都为晨线(夜半球在晨线以西,昼半球在晨线以东)。春分日时,晨昏线经过南北两极,为2的位置;春分日到夏至日,晨昏线由2的位置移动到1的位置,晨昏线与极圈相切,北极圈内有极昼现象,南极圈以内有极夜现象;夏至日到秋分日,晨昏线由1的位置移动到2的位置;秋分日时,晨昏线经过南北两极,为2的位置;秋分日到冬至日,晨昏线由2的位置移动到3的位置,晨昏线与极圈相切,北极圈内有极夜现象,南极圈以内有极昼现象;冬至日到次年春分日,晨昏线由3的位置移动到2的位置。

13.昼半球的中央经线是正午时刻,地方时为12:00,夜半球的中央经线是子夜时刻,地方时为0:00。与晨昏线相切处在极昼期的切点(图3中的C点)的地方时是0:00(该切点在夜半球的中央经线上),与晨昏线相切处在极夜期的切点(图3中的D点)的地方时是12:00(该切点在昼半球的中央经线上)。

14.在山上(或飞机上)看日出,时间比晨线反映出的地方时要早;在山谷、盆地看日出,时间比晨线反映出的地方时要晚。

15.晨昏线与昼夜长短

晨昏线将纬线圈分成两部分,即昼弧和夜弧,昼弧与夜弧的长短决定了位于该纬线圈上的点的昼夜长短状况。春分和秋分日,晨昏线平分所有纬线圈,全球各地昼夜等长;太阳直射南半球时,北半球昼短夜长,纬度越高,昼越短夜越长;太阳直射北半球时,北半球昼长夜短,纬度越高,昼越长夜越短,南半球与之相反。

例1 下图所示区域在北半球,弧线M为纬线,弧线N为晨昏线,阴影部分为黑夜;甲、乙两地所在经线的经度为120°E,甲地此日正午太阳高度为40°。读图,完成1~2题:

1.此时太阳直射点的坐标为

A.20°N,120°EB.20°N,60°W

C.23°26′N,120°ED.23°26′N,60°W

2.若图中乙点此时的太阳高度为10°,则乙点的地理纬度和正午太阳高度分别为

A.76°34′N,30°B.80°N,10°

C.76°34′N,10°D.80°N,30°

简析:1.M纬线正好是处在极昼期并与晨昏线相切的纬线,根据笔者总结的第八条:任何一天与晨昏线相切并处在极昼期的纬线上的正午太阳高度是该日太阳直射纬线纬度的2倍。题干中已知甲地(位于北半球)此日正午太阳高度为40°,所以此日太阳直射在20°N纬线上。甲、乙两地所在经线的经度为120°E,为夜半球中央经线,而昼半球中央经线和夜半球中央经线在同一个经线圈上,且它们的经度互补,所以昼半球中央经线的经度为60°W,此刻太阳直射点就位于这条经线上,此时的太阳直射点坐标为20°N,60°W,故选B。

2.任何一天太阳直射点的纬度和晨昏线与之相切的纬线的纬度互余,该日太阳直射在20°N纬线上,与晨昏线相切并处在极昼期纬线的纬度为70°N。乙地此时位于夜半球中央经线上,而且是其一天中最低的太阳高度,这个高度就是乙地纬度高出该日与晨昏线相切并处在极昼期的纬线的纬度,所以乙地的纬度为80°N,然后通过正午太阳高度计算公式可以算出乙地的正午太阳高度为30°,故选D。

例2 下图中为晨昏线,a、β为晨昏线与经线的夹角。读图,完成下列问题:

1.若甲图中为晨线,则A点地方时为________。若甲图中为晨线,且α≠0°,则太阳直射在(南半球或北半球)。若甲图中为昏线,且α=20°,A点位于东八区中央经线上,则此刻太阳直射点的位置是________。

2.若乙图中β=0°,且夜半球和东半球重合时,北京时间是____日或____日____时____分。

简析:

1.当甲图中为晨线时,晨线与赤道的交点(A点)的地方时为6:00。当为晨线时,以西为夜半球,以东为昼半球,且α≠0°,北半球昼短夜长,故此日太阳直射在南半球。当为昏线,且α=20°时,北半球昼长夜短,太阳直射在北半球,每日晨昏线与经线的夹角等于该日太阳直射点所在纬线的纬度,故该日太阳直射在20°N纬线上。A点位于东八区中央经线上,也位于昏线和赤道的交点上,故120°E经线的地方时为18:00,那么地方时为12:00的经线为自120°E经线向西90°(时差为6小时,经度差为90°),即30°E经线,所以此刻太阳直射点的位置为20°N,30°E。

2.若乙图中β=0°时,晨昏线和B点所在经线重合,晨昏线经过南北两极,太阳直射赤道,为二分日。当夜半球和东半球重合时,东半球中央经线(也就是夜半球中央经线)的经度为70°E,地方时为0:00,则120°E经线的地方时为3:20(经度差为50°,转化为时差为3小时20分,且120°E经线在70°E经线以东)。

参考答案:

1.6:00 南半球 20°N,30°E

2.春分 秋分 320

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