由于地球自轉,并且地球既不發光也不透明,因此産生了晝夜交替。白晝與黑夜的分界線,叫做“晨昏線”。順着地球自轉的方向(自西向東):
①晨線:由黑夜進入白天的分界線,叫做晨線,晨線與赤道的交點為6:00;
②昏線:由白天進入黑夜的分界線,叫做昏線,昏線與赤道的交點為18:00。
③晝弧、夜弧:晝弧的中點為12:00,夜弧的中點為0:00;
④晨昏線與緯線β相切:β位于北極圈以北(或南極圈以南),并且β(相切緯線緯度) α(太陽直射點緯度)=90°。
圖1 晨昏線示意圖
下圖 分别為北極上空俯視的 30°緯線圈與 115°w 經線上晝弧、夜弧分布示意圖。
1、圖示時間,北京(116°E,40°N)的正午太陽高度、地方時分别是( )
A.60°和 3:28
B.70°和 3:28
C.60°和 3:24
D.70°和 3:24
2、當前若一架飛機在甲地起飛,欲飛往乙地降落,途中飛行員始終看到“夕陽西下”的景象,則飛機的飛行方向和飛行時間分别是( )
A.西南方向,5 小時
B.西南方向,6 小時
C.東南方向,5 小時
D.東南方向,6 小時
答案:D、B
精講精析:(1)計算北京的地方時。①左圖為30°N,藍色表示夜弧,夜弧的經度範圍為17.5°W~147.5°E。夜弧的中點為0:00,147.5°E-(17.5°W 147.5°E)÷2=65°E,即65°E經線為0:00;②65°E經線為0:00,北京經度為116°E,120°E>65°E,因此計算時用加法。因此北京的地方時=0:00 (116°E-65°E)×4min=204min=3:24,選項CD正确。
(2)計算北京的正午太陽高度角。①此時65°E為0:00,則此時12:00的經線=65°E (12:00-0:00)×15°=245°E,即越過180°經線後再向東75°,即為115°W,即115°W為12:00;②右圖的經線,恰好為115°W經線,即恰好為正午太陽直射的經線,此時70°S為晝夜交界點,即為晨昏線的最南端,因此此時太陽直射點的緯度=90°-70°S=20°N;③北京的緯度為40°N,因此北京的正午太陽高度角=90°-|40°N-20°N|=70°,因此選項D正确。
(3)分析飛機飛行的方向和時間。①由圖中可知,甲地為(17.5°W、30°N),乙地為(115°W,0°),因此在經緯網中畫出甲地和乙地,并畫出飛機大緻的航線;②由甲地飛往乙地的過程中,始終看到“夕陽西下”,即飛機起飛時,甲地位于昏線上(剛剛進入黑夜);飛機降落時,乙地位于昏線上;③由題幹左圖可以看出,左圖中甲地恰好位于晝弧和夜弧的交界處,沿着逆時針旋轉(地球自轉),将進入黑夜,因此甲地恰好位于昏線。此時右圖中乙地為正午12:00(位于115°W經線,此時為正午);④飛機到達時,乙地位于昏線。而乙地恰好位于赤道(0°),因此乙地日落時間為18:00日落(赤道地區6點日出、18點日落),即此時為18:00;⑤因此飛機出發時,乙為為12:00,到達時乙地為18:00,因此中間曆經6個小時;⑥從下圖中可以看出,從甲地到乙地,向南的緯度差為30°(小于180°),因此飛機向南航行所需路程最短;從甲地到乙地,向西的經度差=15°W-17.5°=97.5°(小于180°),即向西行西所需的路程最短,因此西南方向為最短航線,因此選項B正确。
本節例題的難度很大,解題思路為:①根據圖中左圖的夜弧經度,計算出0:00的經度,進而計算出北京此時的地方時;②根據左圖0:00的經度,計算出12:00的經度(115°W),恰好為右圖的經線,因此此時右圖為正午太陽直射的經線。根據該經線上的夜弧緯度(70°S),計算出正午太陽直射點的緯度(20°N),進而計算出北京正午太陽高度角;③根據甲地和乙地的經緯度,畫出兩地的地圖,并根據兩地的日落時間,分别計算甲地日落時乙地的地方時、乙地日落時的地方時,進而計算飛機航行所需的時間;④根據甲乙兩地的緯度差、經度差,分析最短航線的航行方向。
地球表面,任意兩點A、B間的最短航線,是過這兩點的大圓(以地心為圓心,過A、B兩點的圓)的劣弧。規律如下:
①兩點位于同一條經線:沿着該條經線,兩點間的劣弧(緯度差<180°),即為最短距離;
②兩點位于同一條緯線:沿着該條緯線的劣弧(經度差<180°),北半球航線偏北,南半球航線偏南(凸向高緯);
③兩點位于赤道上:沿着赤道,兩點間的劣弧(經度差<180°),即為最短距離;
④兩點經度和為180°:兩條經線恰好組成一個“大圓”。過北極點(或南極點)的兩點間的劣弧(經度差<180°),即為最短距離;
⑤其他情況:北半球航線偏北,南半球航線偏南(凸向高緯)。
圖2 兩點間的最短航線
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