日照图上的点、线、面及相互关系
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日照图也叫光照图，其形式多样，有俯视图、侧视图、斜视图、变式图、旋转复合图、局部图、其他视点为中心的日照图（如昼半球图）等，在日照图上可以从事晨线或昏线、季节或节气、极昼或极夜范围、太阳直射点位置或坐标的判断和推算，昼夜长短或昼夜状况、正午太阳高度或太阳高度、地方时或区时、日出时刻或日落时刻的判读和计算等，这些都是高考重要考查的知识点，也是学生难以理解和判断的地理图像。不管是什么样的日照图，只要很好地掌握日照图上的点、线、面及其相互关系，就能准确判读。
前提条件：把地球看作一个正球体。
1.太阳直射点（某时刻太阳垂直照射的点）和太阳光线（互相平行的箭头）
（1）某时刻的太阳直射点（图1中A点），即太阳光线垂直于地平面的点。
（2）从A点把太阳光线向地心方向延伸交于地心O点，或者告诉某时刻的太阳直射点要做出这一时刻的太阳光线，即连接地心和太阳直射点，并向昼半球方向延伸，在延伸的直线上画出箭头指向地表（见图1）。
（3）太阳光线始终垂直于晨昏圈所在的平面（见图2）。
（4）太阳直射点在南北回归线及其之间做回归运动，周期为1回归年。
（5）太阳直射点所在的经线为昼半球中央经线，地方时为12：00（见图2）。
（6）太阳直射点所在经线位于昼半球部分的太阳高度达到一天中的最高值，即正午太阳高度。
（7）过位于昼半球任何一条纬线（纬度为φ）和太阳直射点所在经线的交点（图1中B点）做出地平面，太阳光线与地平面的夹角（锐角或直角）为该纬线某日的正午太阳高度（H）。
（8）某日正午太阳高度由太阳直射点所在的纬线向南、北两侧递减。
（9）某日某时刻太阳高度由直射点以同心圆形式向四周递减。
（10）太阳直射点所在纬线的纬度（图1中α角）与晨昏线相切纬线的纬度（图1中β角）互余，即∠α+∠β=90°。
2.南、北两极
（1）所有经线都交汇于南、北两极。
（2）二分日时，晨昏线经过南、北两极，全球无极昼和极夜现象，晨昏圈随着地球的自转与每一条经线圈都有重合的机会。
（3）以北半球节气为例，春分日至秋分日，北极点为略长了半年的极昼，南极点为略长于半年的极夜，秋分日至次年春分日，北极点为略短了半年的极夜，南极点为略短于半年的极昼。
（4）南、北两极处在极昼期时，太阳周日视运动轨迹与赤道平面平行，即与两极的地平面平行，整天的太阳高度不变，其大小等于该日太阳直射点所在纬线的纬度。
（5）地轴经过南、北两极，南北两极既无角速度，也无线速度。
3.晨昏线与纬线的切点
（1）切点所在纬线是南、北半球出现极昼或极夜的最低纬度；
（2）晨昏线与处在极昼期纬线的切点（见图3中的C点）位于夜半球中央经线上，地方时为00：00或24：00；晨昏线与处在极夜期纬线的切点（见图3中的D点）位于昼半球中央经线上，地方时为12：00。
4.地轴
经过南、北两极和地心，与任何一个纬线圈所在平面垂直，向北延伸指向北极星；地轴相对于黄道平面的倾角为66°34′；地轴的空间指向和倾斜角度（黄赤交角的大小）基本不变。
5.晨昏线、晨昏圈和晨昏圈所在的平面
顺着地球自转方向由夜转化为昼的分界线为晨线（夜在晨昏线以西，昼在晨昏线以东）；由昼转化为夜的分界线为昏线（昼在晨昏线以西，夜在晨昏线以东）。
（1）晨昏线（圈）始终是垂直于太阳光线经过地球球心的大圆。
（2）二分日晨昏线经过南北两极与地球上任何一条经线圈都有重合的机会，二至日晨昏线与南北极圈相切，除二分日外，晨昏线与经线圈都有一夹角（斜交经线圈）。
（3）晨昏线通过与之相切纬线的切点分为晨线和昏线，二分日以南北两极分为晨线和昏线。
（4）晨昏线（圈）与地轴的夹角（图3中的θ角）与该日太阳直射点的纬度相等，取值范围在0°～23°26′之间（二分日时为0°，二至日时为23°26′）；晨昏线（圈）所在平面与过晨昏线和赤道交点的经线圈所在平面之间的夹角在0°～23°26′之间（二分日时为0°，二至日时为23°26′）。
（5）晨昏线（圈）在任何一天都平分地球和赤道，晨线与赤道交点的地方时为6：00，昏线与赤道交点的地方时为18：00（见图2）。
（6）二分日晨昏线平分任何一个纬线圈，全球昼夜等长，从地方时角度讲，都是6：00日出，18：00日落。与晨线相交的所有经线的地方时在0：00～12：00之间，与昏线相交的所有经线的地方时在12：00～24：00之间。
（7）任何一天与晨昏线相切并处在极昼期的纬线上的正午太阳高度是该日太阳直射点所在纬线纬度的2倍。如当太阳直射20°N时，与晨昏线相切并处在极昼期的为70°N纬线，70°N纬线当日的正午太阳高度为2×20°= 40°。
（8）晨昏线以15°/小时自东向西移动，与地球自转方向相反。
（9）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°。
（10）极昼极夜的范围：晨昏线与哪个纬线圈相切，该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象，南北半球的极昼、极夜现象正好相反。
（11）晨昏线的移动
由于地球每小时自西向东自转15°，因此晨昏线不停地由东向西每小时移动15°。由于太阳直射点的南北移动，且晨昏线始终与太阳光线垂直，因此晨昏线以极点为中心，以一个回归年为周期，在极点和极圈之间来回摆动，其移动幅度为46°52′。
一般地，如果地轴的倾斜方向不变，晨昏线在图4中的1～3范围内移动。1、2、3分别表示夏至日、二分日、冬至日时晨昏线的位置，且都为晨线（夜半球在晨线以西，昼半球在晨线以东）。春分日时，晨昏线经过南北两极，为2的位置；春分日到夏至日，晨昏线由2的位置移动到1的位置，晨昏线与极圈相切，北极圈内有极昼现象，南极圈以内有极夜现象；夏至日到秋分日，晨昏线由1的位置移动到2的位置；秋分日时，晨昏线经过南北两极，为2的位置；秋分日到冬至日，晨昏线由2的位置移动到3的位置，晨昏线与极圈相切，北极圈内有极夜现象，南极圈以内有极昼现象；冬至日到次年春分日，晨昏线由3的位置移动到2的位置。
（12）在山上（或飞机上）看日出，时间比晨线反映出的地方时要早；在山谷、盆地看日出，时间比晨线反映出的地方时要晚。
（13）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短状况。春分和秋分日，晨昏线平分所有纬线圈，全球各地昼夜相长；太阳直射南半球时，北半球昼短夜长，纬度越高，昼越短夜越长；太阳直射北半球时，北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长夜越短，南半球与之相反。
6.日期分界线
在日照图上，尤其是俯视图上，经常把日期分界线或日期比例图叠加在日照图上，增加了试题难度。一般有两条日界线，一条是国际日界线或法定日界线，即180°经线；另一条是自然日界线，即地方时为00：00的经线（见图5），以这两条经线为界，把全球分为“今天”和“昨天”。当地方时为00：00的经线与180°经线重合时，全球为一个日期；当地方时为00：00的经线与0°经线重合时，全球一半是今天，另一半是昨天。自西向东越过180°经线日期减一天；自西向东越过地方时为00：00的经线日期加一天。
7.赤道和赤道平面
过地球球心垂直于地轴的平面为赤道平面，赤道平面与地表的交线为赤道；赤道是纬度划分的起点，以赤道为界分为南、北半球；其他纬线圈都是与赤道平行的圆；赤道是周长最长的纬线圈，周长约为4万千米，经度相差1°，距离约为111千米；赤道上看到的太阳周日视运动轨迹与赤道上的地平面垂直；赤道上全年昼夜等长；从地方时角度看，赤道全年6：00日出，18：00日落；赤道平面与黄道平面的夹角为黄赤交角（23°26′）；所有经线与赤道垂直；赤道上地球自转线速度最大，并向两极递减；从大气上界看，地面获得的太阳辐射能由赤道向南北两极递减；赤道上无地转偏向力；赤道地区理想的气候和自然带分别为热带雨林气候和热带雨林带。
8.南北回归线和南北极圈
南北回归线和南北极圈一般在地图上绘制为虚线，其纬度大小是由黄赤交角决定的，南北回归线的纬度等于黄赤交角的度数（23°26′），南北极圈的纬度与黄赤交角的度数互余（66°34′）；南北回归线是有无太阳直射点的分界线，南北极圈是有无极昼和极夜的分界线；从天文五带讲，南北回归线是热带和温带的分界线，南北极圈是温带和寒带的分界线；南北回归线一年只有一天太阳直射的机会，南北极圈一年只有一天是极昼或极夜现象，也是一年中极昼和极夜出现的最低纬度。
典型题析 右图是以极点为中心的俯视图，曲线箭头表示地球自转方向，弧线PQ表示晨昏线的一部分，阴影部分与非阴影部分的日期不同。读图，完成1～2题：
1.图示时刻太阳直射点的地理坐标为
A. （20°N， 60°E）
B. （20°N， 120°W）
C. （20°S， 60°E）
D. （20°S， 120°W）
2.图示季节下列现象可信的是
A. 太阳直射南半球并向北移动
B. 亚洲高压势力强盛，我国大范围地区受其影响气温较低
C. 澳大利亚西南部温和湿润
D. 好望角南部海域风浪很大
简析 依据地球自转方向（逆时针）该图为北极俯视图，O点为北极点，弧线PQ为晨昏线的一部分且与70°N纬线圈相切，太阳直射点所在纬线的纬度与晨昏线相切纬线的纬度互余，故太阳直射点纬度为20°S或20°N；阴影部分与非阴影部分的日期不同，说明经线OM和OH中，一条是180°经线，另一条是地方时为零时的经线，通过画完整图示区域晨昏线的另一部分，发现经线OH位于弧线KHQ所在半圆的正中间，因此经线OH为地方时为零时的经线（夜半球的中央经线），经线OM为180°经线，画完整图示区域的夜半球后如右图所示（阴影部分为黑夜），70°N纬线圈及其以北地区为极夜现象，故该日太阳直射在20°S纬线上。OH经线位于180°经线以东，经度差为60°处，为西经度，经计算OH经线的经度为120°W，故正午时刻经线的经度为60°E，所以图示时刻太阳直射点的地理坐标为（20°S， 60°E）。
因为该日太阳直射在20°S纬线上，70°N纬线圈及其以北地区为极夜现象，太阳直射点由赤道（秋分日）向南移动到南回归线（冬至日）和由南回归线向北移动到赤道（次年春分日），太阳两次直射在20°S纬线上，所以图示时刻无法确定太阳直射点的南北移动方向。当70°N纬线圈及其以北地区为极夜现象时，北半球正值1月的隆冬季节，亚洲高压势力强盛，我国大范围地区受其影响气温较低；此时，澳大利亚正值夏季，其西南部为地中海气候，夏季炎热干燥；好望角南部海域夏季受副热带高压影响，风力较小，冬季处在中纬西风的控制下，风浪较大。
参考答案：（1）C （2）B