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计算方法:(1)找到该点所在纬线与晨昏线相交点;与晨线交点所在经线时间为日出时间;与昏线交点所在经线时间为日落时间。(2)昼长时间=日落时间-日出时间=(12-日出时间)×2=(日落时间-12)×2=24-夜长时间=(昼弧所跨经度/360)×24。
规律:同纬线日出、日落地方时相同,昼长时间相同;南北半球对应的纬线,如北纬(如40°N)的昼长等于南纬(如40°S)的夜长;纬度越高,昼夜长短变化幅度越大。极点将近半年是极昼或极夜,极圈仅出现一天极昼或极夜,赤道全年昼夜等长,各为12小时。
(3)太阳直射点与昼夜长短的关系
太阳直射点所在的半球(该半球为夏半年)。昼长夜短,纬度越高,白昼越长;另一半球(冬半年)昼短夜长,纬度越高,白昼则越短。
直射点的纬度越高,地球上各地昼夜相差越大,出现极昼极夜的范围越大。太阳直射北回归线时,北半球各地昼最长,夜最短,北极圈及以内出现极昼现象,而南半球则昼最短,夜最长,南极圈及以内出现极夜现象。太阳直射南回归线时则相反。
赤道上全年昼夜等长,春、秋分日全球昼夜等长。
太阳直射的纬线或地区白昼不一定最长。昼夜长短的变化,可借助下图进行直观形象的记忆。
9、正午太阳高度的变化规律
(1)南北极点的太阳高度日变化
南北极点位于地球自转轴上,其角速度和线速度均为0,因此,当其处于极昼时期时,全天24小时太阳高度都不变。运用正午太阳高度角计算公式, h=90°-|90°-直射点纬度|,h=直射点纬度,可知:极点地区太阳高度角的大小恰好等于直射点纬度。在图甲中,反映的是某一极点地区在其极昼期中某日的太阳高度变化,当时太阳直射在h°N或h°S,可以确定出南北极点太阳高度的大小范围为[0°,23°26′]。
(2)极圈及其以内地区的太阳高度变化
极圈及其以内地区在其夏半年的一段时间内,会出现极昼现象,即24小时内太阳高度都大于或等于零度。在图乙中,反映的是某地刚刚出现极昼,则该地纬度与直射点纬度的和为90°,该地区正午太阳高度最小值出现在极夜时,为0°;最大值出现在夏至日,太阳直射在回归线上。图丙所示的地点也出现了极昼,根据其24小时内太阳高度始终大于0°,所以该点位于极圈到极点之间,根据直射点纬度、该地的地理纬度与正午太阳高度的关系也可以得出该地的纬度。
(3)赤道上的太阳高度变化
赤道上各点在全年的任何一天,各地都是6点日出,18点日落,昼夜等长,图丁就反映赤道地区太阳高度的日变化。运用公式:h=90°一直射点纬度,可知其正午太阳高度与直射点的纬度和为90°,大小范围在[66°34′, 90°]。
(4)正午太阳高度的应用
利用正午太阳高度确定地方时:当某地太阳高度达到一天中的最大值时,就是一天的正午时刻,此时该地的地方时为12时。
利用正午太阳高度确定当地的地理纬度:当太阳直射点位置一定时,如果我们能够知道当地的正午太阳高度,就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度,正午太阳高度就相差多少度”的规律,求出当地的地理纬度。
利用正午太阳高度确定房屋的朝向:为了获得最充足的太阳光照,各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。北回归线以北的地区,正午时太阳位于南方,房屋朝向南方;南回归线以南的地区,正午时太阳位于北方,房屋朝向北方。
利用正午太阳高度确定楼距、楼高:为了更好地保持各层楼都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例,见图甲,南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距L为:L=hcotH。
太阳能热水器的倾角调整:为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角,使太阳光与受热板之间成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α+h=90°(如图乙)。
判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度:一般情况下,由于向阳坡正午太阳高度大,得到的光热多,背阳坡得到的太阳光热少,因此在相同高度,阳坡温度较高,阴坡温度较低,从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。
10.太阳运行轨迹图判读
下图是某地二分二至日太阳视运动路线图,根据此图可得到如下信息:
(1)全年正午太阳始终位于北方的天空,故该地位于南回归线以南;
(2)①为6月22日太阳视运动路线,太阳东北升、西北落;②为3月21日或9月23日太阳视运动路线,太阳正东升、正西落;③为12月22日太阳视运动路线,太阳东南升、西南落;(3)设②所在平面与地面的夹角为α,则该地的纬度为南纬(90°-α)。
11、地球光照图的判读
(1)常见光照图的类型,如下图。
(2)光照图的判读主要从以下几方面入手。
①判断所属半球:侧视图一般上北下南,极地投影图一般看自转方向或根据经度数值的变化来判断。
②判断日期:根据晨昏线的特点及极昼极夜情况来确定。
③判断区时或地方时:昼半球中央经线地方时为12时,夜半球中央经线地方时为0时,晨线与赤道交点处地方时为6时,昏线与赤道交点处的地方时为18时。以上时刻可以作为已知条件来判断其他地点的时刻。
④判断太阳直射点的坐标。
(来源:新东方在线论坛)
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