极昼和极夜持续天数的计算,本文主要内容关键词为:极昼论文,极夜论文,天数论文,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。
本刊今年第1期中《关于极昼和极夜的持续天数》一文写道,北极每年的极昼、极夜天数分别是191天和174天。有读者来信对这两个数字提出了疑问,现就此问题作一分析。
地球上昼夜长短主要是由太阳赤纬和地方纬度决定的,单纯考虑这两个因素,一个地方的昼长可由下面的公式求出:
D=2/15arccos(-tgδ[,0]·tgφ)
其中,D为昼长,δ[,0]为太阳赤纬,φ为地理纬度(北半球φ取正值,南半球φ取负值)。
由此公式可计算出北极从春分日(3月21日)起,极昼开始;从秋分日(9月23日)起,极夜开始。可推算出北极全年极昼天数是186天,极夜天数是179天。(见附表)
极地几个纬度带的极昼期和极夜期
但是,除了太阳赤纬和地方纬度,昼夜长短还受太阳视半径、大气折射作用等的影响。
前面的公式是将太阳看成质点来处理的,但太阳的视圆面很大,平均视半径约16',计算昼夜长短应将它考虑在内。大气折射的影响主要是光线穿过地球大气时发生连续折射现象,当太阳在地平面以下35'时,我们已经看到它在地平面以上了,因而延长了白昼时间。
这两个因素总的影响效果,是当太阳中心在地平面以下51'时,白昼即开始,前面的公式变为:
D=2/15arccos(-tgδ[,0]·tgφ-sin51'/cosδ[,0]·cosφ)
用此公式计算出北极从3月19日起,极昼开始;9月26日起,极夜开始,这样,北极的极昼、极夜分别成了191天和174天。(见附表)。
从附表中还可看出:极昼期,北半球多于南半球;极夜期,南半球多于北半球。这是由于地球公转速度在近日点快(1月初),在远日点慢(7月初)造成的。
实际上,地球上昼夜长短也受晨昏蒙影、眼高差等因素影响,但这些因素只起一定的干扰作用,最基本因素还在于太阳赤纬和地理纬度。在非专业领域的普通教学中,其他因素可以忽略。
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