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高中地理知识讲解-东西半球、地方时、正午太阳高度角

时间:2020-03-16  归属:地理试题解析

知识点

地球是一个球体,可以分为南、北半球和东、西半球,其中南北半球以【赤道】(纬度0°)为界,赤道以北为北半球,赤道以南为南半球。东西半球的划分较为复杂,以20°W和160°E为界,在记忆时我们着重记忆20°W:

①东半球:位于20°W以东、160°E以西的范围,即自西向东依次为20°W~0°~160°E;

②西半球:位于20°W以西、160°E以东的范围,即自东向西依次为20°W~180°~160°E。

另外,考试中有时会考关于地轴、赤道、地心的对称点,现总结如下,假设一个点为(40°N,120°E):

①地轴。关于地轴对称时,纬度不变,经度互补(两点相加为180°),东西相反(东经变西经、西经变东经),则对称点的经纬度为(40°N,60°W);

②赤道。关于赤道对称时,纬度不变,经度不变,南北相反(南纬变北纬,北纬变难为),则对称点为(40°S,120°E)。

③地心。关于地心对称时,纬度不变,经度互补,南北相反,东西相反,则对称点为(40°S,60°W)。

高中地理——每日讲1题(东西半球、地方时、正午太阳高度角)

图1 东半球与西半球的划分

已知A点的地方时,求B点地方时时,可以根据以下步骤:

①求经度差。找到A点的经度,B点的经度,求出经度差;

②辨别东西方向。A点地方时已知,因此以A点为参考点,看B点在A点的东边还是西边;

③计算地方时。采用“东加西减”,B点在A点的东边,则用加法,在西边则用减法。AB两点的经度每间隔1°,地方时相差4分钟。

例如A点(40°N,120°E)为正午12:00,求B点(30°N,90°E)的地方时。则按照上述步骤:①两点的经度差为:120°E-90°E=30°;②AB两点都为东经,东经数值大的在东边,则A在B的东边。以A为参考点,即B在A的西边;③东加西减,则B的地方时=12:00-30°×4分钟=10:00,即此时B点的地方时为早上10点。

要注意,在考试中,有时候不给出地方时,需要根据隐含的条件进行分析。例如:

①太阳直射的经线上,为正午12点;

②赤道上日出的地点,为早上6点;日落的地点,为晚上18点;

③昼半球的平分线上,为中午12点;夜半球的平分线上,为晚上24点。

高中地理——每日讲1题(东西半球、地方时、正午太阳高度角)

图1 世界24个时区分布图


例题

 

高中地理——每日讲1题(东西半球、地方时、正午太阳高度角)

图3 例题

答案:D、C

精讲精析:(1)分析陆半球、水半球的极点。①陆半球与水半球的极点,关于地心对称,即纬度上数值相同,调换南北纬;经度上数值互补,相加等于180°;②陆半球的极点为(38°N,0°),则水半球极点的纬度为38°S,经度为180°-0°=180°,即为(38°S,180°);③东半球的经度范围为20°W~0°~160°E,西半球的经度范围为160°E~180°~20°W。因此水半球极点(38°S,180°)位于南半球、西半球。

(2)分析夜半球与陆半球的重叠。①陆半球是以(38°N,0°)为极点,包含了北极圈以北的地区;而昼半球是以正午12:00太阳直射点为极点(纬度范围为23°26′N~23°26′N),夜半球与昼半球关于地心对称;③因此,夜半球的极点最北可以位于23°26′N,此时北极圈以北都为极夜。由于陆半球的平分线为0°经线,因此夜半球的平分线也为0°经线时,陆半球与夜半球的重叠范围最大。因此此时夜半球的极点位于(23°26′N,0°)。

(3)分析地方时与极昼极夜。①夜半球的平分线为0°经线,而0°经线恰好穿过非洲,因此此时非洲大部分都位于夜半球;②夜半球极点与昼半球极点,关于地心对称,纬度相同南北相反、经度互补。夜半球的极点为(23°26′N,0°),因此此时太阳直射点为(23°26′S,180°);③太阳直射点的地方时为12:00,即经度180°的地方时为12:00。而北京位于东八区,按照东八区的中央经线120°E计算地方时。采用东加西减的方法,北京位于180°经线的西侧,则北京的地方时为:12:00-(180°-120°)×4分钟=8:00,应该是北京的上班高峰。④此时太阳直射点位于南回归线,南极圈以南(66°34′S以南)的地区都为极昼。南极昆仑站位于80°25′S,位于南极圈以南,因此昆仑站处于极昼。

(4)分析江苏的太阳高度。①江苏省位于30°45′N~35°20′N,即位于北回归线以北。而太阳直射点位于南北回归线之间,因此江苏全年都没有太阳直射;②太阳高度角=90°-(江苏与太阳直射点的纬度差),当太阳直射北回归线时,纬度差最小,太阳高度角最大;当太阳直射南回归线时,纬度差最大,太阳高度角最小;③此时太阳直射南回归线,因此为一年当中太阳高度的最小值。


总结

本节的例题中,考查的内容很多很难,全部答对的难度较大。主要的解题思路是:①找出对称点,辨别南北半球;②根据太阳直射点的运动,确定出夜半球的极点,关于地心对称,进而确定太阳直射点;③根据太阳直射点,计算地方时、极昼极夜的范围、太阳高度角。其中正午太阳高度角,是高考中的重要考点,常常结合着太阳直射点的运动一起考查:

正午太阳高度角,指的是当地时间12:00时,太阳光线与地平面的夹角(下图中的α)计算公式如下:

α = 90° - | β - γ |

其中α为正午太阳高度角,β为观察者所处的纬度,γ为太阳直射点的纬度。即|β-γ|表示的是观察者与太阳直射点的【纬度差】。当观察者与太阳直射点位于同一半球时,用减法;当位于不同半球时,则将减法变为加法,即“同减异加”。

例如该地区位于40°N,太阳直射点在南、北回归线之间往复移动,①夏至时,太阳直射北回归线,β-γ=40°N-23°26′N=16°34′;②冬至时,太阳直射南回归线,β-γ=40°N-23°26′S=40°+23°26′=63°26′。

太阳直射点的移动,会造成太阳高度角的变化。假设A点位地球上的一点,则一年中,太阳高度角【最大】的日期分别为:

①A点位于北回归线以北:夏至时最大,冬至时最小,太阳高度角全年都小于90°;

②A点位于北回归线上:夏至时最大,为90°,冬至时最小;

③北回归线~南回归线:每年有两次最大,为90°,冬至或夏至时最小;

④南回归线上:夏至时最小,冬至时最大,为90°;

⑤南回归线以南:夏至时最小,冬至时最大,太阳高度角全年都小于90°。

高中地理——每日讲1题(东西半球、地方时、正午太阳高度角)

图4 正午太阳高度角示意图


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