1、本章整合知识网络自我构建天体系统 太阳 昼夜 太阳直射点 地幔 昼夜长短 正午太阳高度 一 二 一、光照图的判读及应用 1.光照图的类型与判读(1)地球侧视图:一般北极在上,南极在下;赤道为一直线,居中;晨昏线与太阳光线垂直,并平分赤道。二分日时,晨昏线起止于南、北极点;二至日时,晨昏线起止于与南、北极圈相切的两切点。除二分日以外的时间,晨昏线与极圈内的某两条度数相同的纬线圈相切。一 二 以上三图在纵切面上昼夜半球平分,下面的图在纵切面上昼夜半球不平分。一 二(2)极地俯视图:中心为极点,外圆为赤道,虚线为(南北)回归线和(南北)极圈。一 二(3)矩形投影图:矩形投影图是将南北极点、各纬线放大
2、到与赤道一样长。矩形投影图与实际状况相比有很大的变形,离赤道越远,变形越大。判读此类图的关键是确定晨昏线、极昼极夜范围和赤道上的日出(6时)、日落(18时)时间等。一 二(4)局部图:解题时把图像补充完整,可降低解题难度。一 二 2.光照图的应用(1)确定南、北半球:在极地俯视图中,可根据晨线、昏线来判断南、北半球。下面两图中,若AB均为昏线,则左图地球逆时针自转,为北半球;右图地球顺时针自转,为南半球。一 二(2)确定方向:光照图常常与经纬网图一起出现。先根据晨昏线确定地球的自转方向,进而明确东、西两个方向,再根据经线指示南北、纬线指示东西确定两点的相对方向。(3)确定太阳直射点的位置:地球
3、表面为球面,某一时刻太阳直射点只有一个。由于地球自转,某日太阳可直射某条纬线。计算太阳直射点的经度:太阳直射点所在经线的地方时为12时,该经线即昼半球的中央经线。计算太阳直射点的纬度:根据与晨昏线相切纬线的度数+太阳直射点纬度=90或利用正午太阳高度的公式计算。一 二(4)确定地方时:要把握住光照图中隐含的时间信息:赤道与晨线的交点所在经线的地方时为6时,与昏线的交点所在经线的地方时为18时;太阳直射点所在经线或昼半球的中央经线的地方时为12时,夜半球中央经线的地方时为0时。如下图所示:一 二(5)确定昼夜长短及日出、日落时间:每条纬线都可代表24小时,与晨昏线相交的纬线会被分为昼弧和夜弧,根
4、据昼弧和夜弧弧度可计算出昼长和夜长:昼长=(昼弧弧度15)小时 夜长=(夜弧弧度15)小时 根据昼长或夜长可计算出日出和日落时间:日出时间=12-昼长/2=夜长/2 日落时间=12+昼长/2=24-夜长/2 特殊情况:赤道全年昼夜平分,6时日出,18时日落;春分日和秋分日全球昼夜平分,全球各地昼长、夜长均为12小时,6时日出,18时日落。一 二(6)确定正午太阳高度:太阳直射点上的太阳高度为90,晨昏线上的太阳高度为0。太阳直射点所在纬线上各点的正午太阳高度均为90,并向南、北两侧递减。所求地点正午太阳高度等于90减去所求地点地理纬度与太阳直射点地理纬度相隔的度数。一 二 典例1下图中阴影部分
5、表示黑夜。读图,完成下列各题。一 二(1)此图是以 为中心的光照图,日期为 月 日前后。(2)太阳直射点的地理坐标是。(3)图中晨线是 ,昏线是 。(4)E点的地方时为 时,C点的地方时为 时,乙点的日出时间为 时,日落时间为 时。(5)A点的昼长为 小时,乙点的夜长为 小时。尝试解答:第(1)题,图中的90经线与45E相差只有45,所以该经线为90E。根据经线排列规律判定地球自转方向:东经度 (增加或减小)的方向即地球自转的方向。所以该图地球自转的方向为顺时针,是以南极为中心的俯视图。南极圈以内全部为 ,日期为12月22日前后。一 二 第(2)题,太阳直射点所在的经线的地方时为 时,图中E的
6、地方时为12时,其经度为90W,南极圈以内全部为极昼,太阳直射 (纬线)。所以太阳直射点的地理坐标为(23.5S,90W)。第(3)题,晨昏线的判断方法:晨昏线西侧一点,沿地球自转的方向,越过晨昏线,由昼半球进入夜半球的为 ,由夜半球进入昼半球的为 。所以弧AB为晨线,弧BC为昏线。第(4)题,晨线与赤道的交点所在经线的地方时为 时;E与A点经度相差90,地方时相差6小时,且在A点的东边,所以E点的地方时为12时。日出日落与晨昏线的关系:晨线上正在 ,昏线上正在 ,同一条纬线上日出日落的地方时 。由图中可以判断乙点所在的纬线上日出时间为3时,日落时间为21时。一 二 第(5)题,A点位于赤道上
7、,赤道上始终昼夜 ,所以A点的昼长为12小时。同一纬线上各点的夜长 ,等于夜弧所跨的经度数15。由图中可以看出,乙点的夜弧跨的经度数为90,所以夜长为6小时。一 二 一 二 二、正午太阳高度的应用推算纬度 根据公式 H=90-|-|(或 H=90-,H=90-某地纬度与直射纬度的纬度差)计算求得。式中 H 为正午太阳高度,为当地地理纬度,永远取正值;为直射点纬度,当地夏半年取正值,冬半年取负值 确定地方时 当地太阳高度达到一天中的最大值时(太阳位于上中天位置),为当地正午,地方时为 12 时 确定房屋朝向 房屋的设置应该尽量多地获取阳光照射,因此北回归线以北的地区,由于正午太阳位于南方,所以房
8、屋朝南;相反,南回归线以南的地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。为了保证居住区街道两侧建筑物都有较好的日照条件,城镇街道宜与子午线成 3060的夹角 一 二 推算楼间距 一般情况下,相同高度的楼房,纬度越低,一年中正午时的最长影子越短,楼间距越小。若某地一楼高为 h,与其背阳一侧房屋的楼间距为 S,该地一年中正午太阳高度的最小值为H,楼间距至少需要 S=hcot H 一 二 热水器的合理安装角度 为了最大限度地利用太阳能资源,太阳能热水器集热面应尽量与正午太阳光线垂直,以提高热水器的集热效率。热水器集热面与水平面之间的夹角=90-H(该地的正午太阳高度)一 二 典例2福建某中学研究性学习小组,设
9、计了可调节窗户遮阳板,实现教室良好的遮阳与采光。下图示意遮阳板设计原理,据此完成下列各题。一 二(1)遮阳板收起,室内正午太阳光照面积达一年最大值时()A.全球昼夜平分B.北半球为夏季 C.太阳直射20S D.南极圈以南地区极昼(2)济南某中学生借鉴这一设计,若两地窗户大小形状相同,则应做的调整是()安装高度不变,加长遮阳板 安装高度不变,缩短遮阳板 遮阳板长度不变,降低安装高度 遮阳板长度不变,升高安装高度 A.B.C.D.一 二 尝试解答:第(1)题,遮阳板收起,室内正午太阳光照面积达一年最大值时,正午太阳高度应为全年 。福建位于北回归线以北,该地 时,正午太阳高度最小。冬至日,太阳直射 ,北半球昼短夜长,为 ;南极圈及其以南地区为 。第(2)题,济南和福建省均位于 以北,且济南的纬度比福建 ,济南冬至日和夏至日正午太阳高度都比福建 。因此,为达到较好的遮阳效果,济南应 遮阳板或 安装高度,正确。尝试解答答案:(1)最小 冬至日 23.5S(或南回归线)冬季 极昼(2)北回归线 高 低 加长 降低 题目答案:(1)D(2)A