如何运用晨昏线来计算时间

如何运用晨昏线来计算时间
如何运用晨昏线来计算时间

如何运用晨昏线来计算时间
晨昏线的概念
　　由于地球是一个不发光、不透明的球体,所以同一时间里,太阳只能照亮地球的一半.向着太阳的半球是白天（昼半球）,背着太阳的半球是黑夜（夜半球）.昼半球和夜半球的分界线（圈）叫晨昏线（圈）.它是由晨线和昏线组成.
　　2. 晨昏线的判读
　　在日照图上,晨线和昏线的判断方法,一是根据地球自转方向判断：顺着地球自转方向,由昼半球过渡到夜半球的分界线是昏线,由夜半球过渡到昼半球的分界线是晨线.二是根据昼夜半球判断：位于昼半球西部边缘与夜半球的分界线为晨线,位于昼半球东部边缘与夜半球的分界线为昏线.
　　3. 晨昏线的特点
　　（1）如果把地球看作一个正球体,同时不考虑大气对太阳光线的散射作用,那么,地球上昼半球与夜半球的面积应相等,即晨昏圈是一个过球心的大圆,且平分地球.
　　（2）晨昏线平面与太阳光垂直.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.
　　（3）晨昏线永远平分赤道.
　　（4）晨昏线只有在春、秋分时才与经线圈重合.
　　（5）晨昏线在夏至、冬至时与极圈相切.
　　（6）晨昏线自东向西移动15°/小时,与地球自转方向相反.
　　4. 晨昏线的移动
　　一般地,如果地轴的倾斜方向不变,晨昏线在如图1～3范围内移动.1、2、3分别表示夏至、春秋分、冬至日时晨昏线的位置.即3月21日与9月23日晨昏线与经线圈重合,导致全球昼夜平分；6月22日摆动幅度最大,导致北半球昼最长,南半球夜最长；12月22日摆动幅度也最大,导致南半球昼最长,北半球夜最长.
　　5. 晨昏线的画法
　　依据晨昏线的特征,在太阳光照侧视图上,过地心作太阳光线的垂线即为该日晨昏线（注意二至日晨昏圈与极圈相切,反映出极圈内的极昼或极夜状况）.然后用斜线表示夜半球（注意斜线不与经线或纬线平行）.
　　6. 与晨昏线有关的计算
　　（1）晨昏线与地方时
　　晨线与赤道的交点所在的经线地方时为6时,昏线与赤道的交点所在的经线地方时为18时；另外,经晨昏线与纬线圈的切点的经线,位于昼半球的经线地方时为12时,位于夜半球的经线地方时为24时.
　　（2）晨昏线与节气及太阳直射点
　　如果晨昏线经过极点,与某一经线圈重合,则节气为春、秋分,太阳直射赤道；如果晨昏线与极圈相切,也就是与地轴交角最大,分两种情况：一是北极圈及以北为极昼,则为夏至,太阳直射北回归线；二是北极圈及以北的极夜,则为冬至,太阳直射南回归线.
　　（3）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度.春、秋分,晨昏线平分所有纬线圈,全球各地昼夜相等；太阳直射南半球时,北半球昼短夜长,纬度越高,昼越短；太阳直射北半球时,北半球昼长夜短,纬度越高,昼越长,南半球与之相反太阳高度角的计算和应用
　　太阳高度角(太阳高度)—是指太阳光线与地平面的夹角.
　　（高中生地理2005年第1期第40页）
　　思考：乌鲁木齐的正午太阳高度比北京小4度,地方时比北京迟1小时56分,问乌鲁木齐的地理坐标是多少.
　　1． 太阳高度的日变化规律
　　正对太阳光的经线上（即太阳直射点所在的经线）太阳高度角大,晨昏线上太阳高度为00,正午时太阳高度最大.
　　（1） 应用太阳高度角日变化规律解答地方时问题.
　　（2） 太阳高度角对气温日变化的影响
　　某地所获得的太阳辐射能量的多少与太阳高度角成正比
　　太阳高度角大,太阳辐射经过大气的路程短,被大气削弱的部分就少,等量的太阳辐射散布的面积就小,单位面积上获得的太阳辐射能就多.
　　（3） 与方位的关系：
　　如图所示,二分日,早晨从正东方升起,黄昏从正西方落下；
　　北半球大部分地区,夏半年早晨从东偏北方向升起,黄昏从西偏北方向落下；冬半年早晨从东偏南方向升起,西偏南方向落下；
　　正午时太阳居正南方天空.
　　(4)与时刻的关系：
　　二分日晨线上为6点,昏线上为18点.冬半年,纬度越高日出时间越晚,日落时间越早,白昼时间越短.
　　（5）与物体影子长短的关系：太阳高度越高,影子越短,太阳高度越小,影子越长,直射时没有影子.
　　（6）与物体影子朝向的关系：
　　取决于太阳直射点的位置,一般太阳方位与物影朝向相反,但极点一致.
　　（7）正午日影影长的计算：
　　正午太阳高度的正切关系.
　　2.正午太阳高度角的季节变化规律
　　H = 900 - │ρ- δ│
　　（ρ为当地地理纬度,δ为直射点纬度,冬半年取负值,夏半年取正值.）
　　H1 – H2 =ρ1 –ρ2 （两地的太阳高度差=两地的纬度差）
　　(1)正午太阳高度的年变化规律
　　时间变化：北回归线以北或南回归线以南地区：夏至日最大,冬至日最小
　　回归线之间地区：有两次极大值（直射）,两次极小值.
　　纬度变化：二分日：由赤道向两极递减
　　夏至日：北回归线以北地区达极大值,南半球达极小值
　　冬至日：南回归线以南地区达极大值,北半球达极小值
　　一年中极大值与极小值的差值：热带范围内,正午太阳高度的年变化值由赤道向南北两侧逐渐增加,从23026′增大到46052′；温带范围内,正午太阳高度的年变化值均为46052′,寒带范围内,正午太阳高度的年变化值由极圈向极点逐渐减小,从46052′减小到23026′,
　　由此可见,正午太阳高度从太阳直射点所在的纬度向南北两侧逐渐减小（极夜区除外）；从南北半球来看,太阳直射点所在的半球各地都是昼长夜短,纬度越高,白昼越长,极点周围有极昼现象,另一个半球的情况正好相反.
　　由以上几种情况分析可知,太阳直射点移近时,正午太阳高度逐渐增大,远离时,正午太阳高度逐渐减小（极点周围的极昼极夜区除外）.从冬至到夏至,北半球各地白昼逐渐增长；从夏至到冬至,北半球各地白昼逐渐减小（北极点周围的极昼极夜区除外）.南半球的情况正好和北半球的相反.
　　(2)正午太阳高度变化规律的应用
　　①与太阳直射点的纬度位置的关系
　　离太阳直射点的纬度位置越远或时间越长,正午太阳高度越小
　　②与物影变化规律的关系
　　正午太阳高度的变化影响物影朝向和长短的变化.
　　北回归线以北的地区：物影朝北,夏至日最短,冬至日最长
　　南回归线以南的地区：物影朝南,夏至日最短,冬至日最长
　　南北回归线之间的地区：物影朝北,也可以朝南,且直射时无影子
　　③与房间采光的关系：
　　一般情况下,正午太阳高度角越大,照射到房间面积越小,即夏季照射面积小,冬季照射面积大
　　北回归线以北地区,太阳光从南窗射入；
　　南回归线以南地区,太阳光从北窗射入；
　　回归线之间的地区南窗和北窗均可射入
　　④与楼房间距的关系
　　楼房间距主要考虑冬季的采光条件
　　楼房底层采光条件取决于楼高与当地θ冬至日的正午太阳高度用公式表示为L = 两楼楼高相同的条件下,纬度越高,南北间距应该越大
　　⑤与黄赤交角大小的关系：
　　黄赤交角的变化会导致一个地方正午太阳高度的变化：
　　若黄赤交角变大,对于温带和寒带地区来言,冬至日正午太阳高度变小,夏至日变大；对于热带地区来讲,冬至日和夏至日均变小；若黄赤交角变小,则相反.若黄赤交角变大,极昼极夜范围变大.
　　⑥与太阳能热水器的关系：
　　热水器支架倾角与正午太阳高度互余的条件下,太阳能热水器的热能利用率最高.
　　为了更有效地利用太阳能,从理论上讲热水器的倾角随季节的变化进行调节.
　　⑦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,背阴坡得到的太阳光热少,因此在相同高度上,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.
　　⑧测定某地的大致经纬度.
　　太阳直射点的纬度与出现极昼的最低纬度是互余的,而且在同一半球.
　　太阳直射点的纬度==900—出现极昼的最低纬度
　　极点的太阳高度==太阳直射点所在的纬度