浅析昼夜长短的变化

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昼夜长短的变化是地理公转意义中一个重点难点内容。对于教师的教学过程来说，它的难点在于这部分内容比较抽象，对学生的空间思维要求比较高，同时在练习做题和高考中都有难度。我将对昼夜长短的变化做以下分析。

一、昼夜长短变化的原因

地球上昼夜长短的季节变化，是由于太阳直射点在纬度上的周年变化引起的。由于黄赤交角的存在,地球公转过程中太阳直射点会南北移动, 引起昼弧、夜弧的长短变化，从而导致昼夜长短的变化。黄赤交角23°26′表示为黄道平面与赤道平面的交角。黄赤交角的变化，就是太阳直射点在 23°26′S～23°26′N的范围内作周年往返移动。正是由于有了黄赤交角的存在，才产生了地球上昼夜长短的变化。

在教学过程中，我们要把昼夜长短、昼夜交替、昼夜现象之间区分开来，不能把它们混为一谈。昼夜现象是由于地球是一个不透明不发光的球体，且绕太阳公转这一特性决定的。地球不自转也能有昼夜现象，只不过周期为一年。昼夜更替是由于地球自传过程中产生的现象。它的周期是一个太阳日（24小时）。而昼夜长短的变化除赤道外，其他纬度地区昼夜长短随地球公转运动而产生周期性变化，根本原因在于黄赤交角的存在。

二、昼夜长短的变化

地球上昼夜长短的变化，是由于太阳直射点在纬度上变化而造成的。首先，要知道晨昏线平分地球，是经过球心的大圆。其次，晨昏线平面与太阳光线垂直。如图1：

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图1

一个地方的昼夜长短，就取决于它所在纬线圈昼弧和夜弧的比例，从而总结出昼夜长短的变化规律如下表：

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（同理：南半球与北半球情况相反）

如图2所示，图中AB为晨线，虚线为回归线和极圈，阴影为黑夜。看北极俯视图，随着太阳直射点的移动，北极会出现极昼的变化图。（同理：南半球与北半球情况相反）

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图2

三、昼夜长短的计算

（一）在计算昼夜长短时必须注意的问题

1.熟悉经纬线的基本性质。在同一纬线上，各地的昼夜长短相等，日出、日落的地方时相同；在同一条经线上，各地的地方时相同，经度每隔1°，地方时相差4分钟，即经度每隔15°时间相差1小时。

2.能正确识别晨线和昏线。位于晨线上的点正值日出，位于昏线上的点正值日落。

3.理解昼夜长短的分布规律。太阳直射点在哪一半球，该半球的昼就长于夜，并且由低纬向高纬昼长递增，另一半球则与之相反。

4.牢记几种特殊情况。二分日全球昼夜平分；赤道上全年昼夜平分；极圈内极昼期昼长为24小时，极夜期夜长为24小时。

5.同一纬度各地区，同一“时期”昼夜长短相等。12时所在的经线为昼半球的中线，24时所在的经线为夜半球的中线。

（二）计算昼夜长短的方法

1.用相邻两条经线间的经度差计算。在光照图上，一般只均匀地给出几条经线，用360°除以图中经线间隔数，得到相邻两条经线间的经度差；再根据昼弧所跨越的经线间隔，计算出昼弧所跨越的经度数，用该经度数乘以1/15就是该地的昼长。根据昼弧或夜弧的长度进行计算，如图3。

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图3

昼（夜）长时数=昼（夜）弧度数/15°=昼（夜）弧经度数×4（分钟）

解：昼长=ABC昼弧 =（8×30）÷15=16h

2.利用昼弧与夜弧的比值计算。昼弧与夜弧的比值可由昼弧与夜弧所跨的经度数来推算，若求出：昼弧/夜弧=a，则昼长=24/（1+1/a），如图4。

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图4

解：昼长=ABC昼弧=24÷（1+1／2）=16h。

3.利用日出、日落的地方时计算。理论上认为由日出到正午、由正午到日落的时间间隔是相同的，若假定某地日出或日落的地方时为A，则该地的昼长=2×|12-A|。

昼长时数=（12-日出时间）×2=（日落时间-12）×2。

夜长时数=(日出时间-0)×2=(24-日落时间)×2。

例如，若某纬线上日出4点，则该地的昼长=2×|12-A|=2×|12-4|=16 h。

4.利用对称纬度计算。不同半球纬度数相同的两条纬线，昼夜长短恰好互补。

（三）试题分析

例题：如图5，读“太阳光照射地球示意图 ”（图中阴影部分表示黑夜、箭头表示地球的自转方向、虚线表示极圈和回归线），回答下列问题。

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图5

（1）此图是以 北极 为中心的太阳光照投影图。

（2）此图所示日期是 6 月 22 日，北半球节气是 夏至 。

（3）图中各点中，一年中昼夜长短变化最大的是 C 。

（4）此时太阳直射点的地理坐标为 （23°26′N , 90°W ） 。

（5）B地的日出时间是 4 时 30 分。A在C的 东南 方向。

分析：图5中箭头表示地球自转方向，可以判断出此图为南极地区的俯视图。阴影部分为黑夜，晨昏线与极圈相切，则可看出整个南极圈全部是极夜，因此可判断出此日为北半球夏至日。

解析，右图中可看出晨昏线与北极圈相切，且北极圈以内全部发生极昼，所以此时为北半球夏至日。

四、总结

充分理解昼夜长短产生的原因及规律，在对待昼夜长短问题的计算时需要根据实际情况“随机应变”。这样才能使学生更好地理解学习地球公转的意义――昼夜长短的变化这一难点。

（责编 闫祥）