高中地理“昼夜”现象及相关问题.doc

“昼夜”现象及相关问题

廖立新（四川荣县正紫中学643111）

内容说明：地球运动所产生的各种现象中，昼夜现象是一个既普通（与生活紧密联系）又有一定难度（需要调动空间思维与想象）的地理现象，又与正午太阳高度的年变化和太阳高度的日变化等交织在一起，学生学习有一定困难，所以，有必要建立若干专题加以解决。
本专题就力求对昼夜现象和一些相关问题做一总结。
关键词：昼夜形成昼夜表示昼夜交替昼夜长短昼夜交替周期的特殊感觉

一、昼夜的形成条件
1、条件（1）自身条件：地球既不发光、也不透明
（2）光源条件：太阳光稳定的沿直线传播
2、结果同一时刻，太阳只能照亮半个地球，被照亮的为昼半球，相背的即夜半球（现实状况由于太阳光的散射等原因是昼半球＞夜半球的；但理论上一般将昼半球与夜半球视为相等）
二、昼夜的表示
1、可用太阳高度（H）区分昼夜
90°
60°
30°
0°
（1）昼：H＞0°晨昏线（昼夜的界线）：H＝0°夜：H＜0°
（2）完整的昼半球太阳高度等值线图中（右图）：
①中心点为太阳直射点H＝90°，
其余等值各点以同心圆向外递减，
减至外围最大圆（晨昏圈）上为0°，
②太阳直射点每时每刻均为昼半球的中心点，只是因日期（地球绕日公转的轨道位置）而纬度不同，因一日的时刻而经度不同
2、昼夜的分界线——晨昏线（圈）
现实中，这是一条模糊渐变的界线，但理论上则视为明确的界线
（1）区分①自转法晨线顺地球自转，由夜结束昼开始的界线
昏线顺地球自转，由昼结束夜开始的界线
②时间法晨线赤道上通过地方时6时的为晨线
昏线赤道上通过地方时18时的为昏线
（2）画法要求
①侧视图A、过地球示意图的圆心B、与太阳光线垂直

②俯视图A、与太阳光垂直B、与某纬线圈相切C、平分赤道

（3）与其它事物的关系
①任何时候，晨昏圈与昼夜的中央经线圈（由地方时12时经线和0时经线构成）都是垂直相交平分的；
②任何时候，晨昏圈与赤道均能彼此平分，二者的夹角二分日最大（90°），两至日最小（66°34′）；
③晨昏圈与赤道产生两交点，分别是地方时6时和18时（全年不变）；晨昏圈与6时、18时经线圈二分日时夹角最小（0°），两至日时最大（23°26′）
3、昼夜在全球的分布状况
（1）两分日
太阳直射赤道，南北半球均分太阳光。此日，晨线与地方时6时的经线重合，昏线与地方时18时的经线重合，晨昏圈与两极点相切，所以全球昼夜沿6时经线、18时经线组成的经线圈平分。
（2）两分日以外的任一时刻
①太阳直射某半球，晨昏圈与所有经线圈相交，与某一纬度南北对称的两纬线圈相切；晨昏圈与某一经线圈（由昼的中央经线与夜的中央经线组成）是垂直相交的，交点同时也是两切点，两点沿地心对称，切点纬度与太阳直射点纬度成90°互余。
②两极点，总是一个在昼半球，另一个在夜半球（也就是说在极点附近产生极昼极夜现象，范围由直射点纬度决定——90°－直射点纬度＝产生极昼极夜的最低纬度数）；两切点和一极点的连线均能平分昼半球或夜半球，但特别注意，此时平分昼或夜的经线不是一条而是有180°互补关系的正相对的两条。观其主体可判定昼的中央经线（12时）和夜的中央经线（0时）
示例：太阳直射10°N，那么晨昏圈偏离6时与18时经线圈10°（或在赤道处偏离经线10°）；与晨昏线垂直相交的两条经线地方时分别是12时和0时（即昼的中央经线和夜的中央经线）；与80°N、80°S两纬线圈相切，切点坐标即（0时经线，80°N）、（12时经线，80°S），80°N及以北出现极昼、80°S及以南出现极夜。
三、昼夜的更替
有人说，“地球自转是造成地球上昼夜更替的原因”对吗？为何？
地球不自转、只公转，昼夜也会交替，只不过周期会长达一年。因此，人们通常说的地球自转形成昼夜交替，是特指周期为24小时（一个太阳日）的昼夜交替。
昼夜的更替可用太阳高度的日变化来表达：

0°
1个太阳日
全球两分日的太阳高度变化
晨
昏
晨
正午
子夜
夜
昼
0°
晨
正午
昏、晨
1个太阳日
极昼区最低纬度一日的太阳高度变化
极昼

1个太阳日
极昼区极点的一日太阳高度变化
极昼
0°

晨
晨
正午
1个太阳日
极昼区一日的太阳高度变化
0°
极昼

0°
1个太阳日
极夜区一日的太阳高度变化
子夜
极夜
1个太阳日
极夜区最低纬度一日的太阳高度变化
正午
子夜
正午
极夜

0°

0°
晨
昏
晨
正午
子夜
昼
夜
1个太阳日
北半球夏半年某地
一日的太阳高度变化
0°
1个太阳日
极夜区极点的太阳高度变化

极夜

1个太阳日
北半球冬半年某地
一日的太阳高度变化
晨
正午
昏
子夜
夜
昼
晨
0°

所以，昼夜交替周期实际上也就是太阳高度的日变化周期。

四、昼夜的长